Виды дифференциалов | Справочная информация

Дифференциал является частью трансмиссии – системы, которая связывает мотор с ведущими колесами автомобиля. Этот механизм участвует в передаче вращательных усилий (крутящего момента) от двигателя к колесам, но главная его функция состоит в том, что он обеспечивает вращение колес при повороте авто с различной угловой скоростью.

В отсутствие дифференциала колеса автомобиля при прохождении поворота вращаются с одной и той же скоростью, что приводит к пробуксовке колеса, которое перемещается по большему внешнему диаметру поворотной дуги. Такой эффект крайне отрицательно сказывается на управляемости авто и приводит к быстрому износу покрышек.

В современном автомобилестроении используется три варианта размещения дифференциальной коробки в блоке трансмиссии:

• в авто с ведущими задними колесами (задним приводом) — в зоне задней оси;
• в машинах с передним приводом — непосредственно в самой коробке перемены передач;
• в полноприводных автомобилях (4WD) дифференциальное устройство может располагаться как в самой раздаточной коробке, так и в зонах обоих осей.

Устройство дифференциала

Базой конструкции дифференциального устройства является планетарный редуктор. В зависимости от того, какие зубчатые шестерни (передачи) используются для вращения колес, дифференциал делится на три разных вида:

• конический;
• цилиндрический;
• червячный.

Наибольшее распространение получила коническая зубчатая передача и, соответственно, конический дифференциал. Он традиционно монтируется между двух осей автомобилей с полным приводом, а не между колесами, как это возможно с иными видами.

Основные элементы конструкции одинаковы у всех типов дифференциалов, поэтому рассмотрим строение узла на примере конического механизма.

Дифференциальный механизм конического типа состоит из следующих элементов:

• планетарный редуктор;
• шестерни с сателлитами;
• корпус устройства.

На профессиональном сленге инженеров автомобилестроения и специалистов сервисных центров корпус дифференциального устройства называется «чашкой». Его основное назначение — принять вращательные усилия двигателя и передать их через сателлиты на шестерни. К поверхности чашки прикреплена ведомая шестерня ведущей передачи, а внутри чашки смонтированы оси, на которых перемещаются сателлиты. Собственно говоря, именно они и выполняют сцепление чашки (корпуса) и шестеренок. В легковых транспортных средствах традиционно применяется всего одна пара сателлитов, в грузовых — две, так как требуется передавать особенно высокий крутящий момент.

Получив энергию от сателлитов, шестерни начинают движение по оси и передают тот же крутящий момент без изменений на ведущую пару колес. В результате транспортное средство приходит в движение.

Шестерни, расположенные на осях, могут иметь равное или разное количество зубцов (шлицев). Если число зубцов равное, то шестерня образует симметричный дифференциал – крутящий момент распределяется по осям в равных соотношениях. Если же количество зубьев не равное, то происходит несимметричная раздача энергии на колеса, что обеспечивает повышенную проходимость в сложных дорожных условиях.

Функциональность дифференциального устройства

Симметричный дифференциал может функционировать в одном из трех доступных режимов.

Основной режим — это езда в направлении «прямо». В данном режиме колеса встречают одинаковую силу дорожного сопротивления и, соответственно, получают одинаковый крутящий момент.

При вхождении в поворот режим работы дифференциала изменяется. Даже незначительный поворот влево или вправо ведет к тому, что внутреннее колесо испытывает большее сопротивление, нежели внешнее. Чтобы сгладить этот дефект, внутренняя шестеренка замедляет свой ход и, тем самым, заставляет сателлиты двигаться в другом направлении, что увеличит амплитуду вращения наружной полуосевой шестерни. Из-за этого изменяется угловая скорость вращения двух ведущих колес, за счет чего осуществляется плавное вхождение в поворот

Третий режим в работе дифференциального устройства включается при езде по льду или иной скользящей поверхности. Одно из ведущих колес начинает испытывать сопротивление, а второе — нет. Дифференциал в таких случаях заставляет двигаться проскальзывающее колесо с максимальной скоростью, а на второе колесо подача крутящего момента приостанавливается. После прохождения препятствия требуется уравнять подачу энергии на колесную пару, для чего может потребоваться блокировка дифференциала.

Как отмечают специалисты в ГК Favorit Motors, сегодня крупные европейские и американские автопроизводители используют собственные разработки в области дифференциалов. Например, предлагаемые модели автомобилей Cadillac (система Controlled), Chevrolet (дифференциал Positraction) и Ford (механизмы Equa-Lock и Traction-Lok) применяют в трансмиссии исключительно свои модели распределяющих механизмов.

Подборка б/у автомобилей Cadillac

Виды современных дифференциалов

Это одно из самых конструктивно простых устройств, которое составлено из планетарного редукторного механизма (в плоском исполнении) и схемы со сдвоенными сателлитами, которые при работе сцепляются между собой. Используется косозубое сцепление, которое под большой нагрузкой выдает осевые мощности и передает их на пары сателлитов. Благодаря дополнительному вращению нужного ряда сателлитов при поворотах или пробуксовке на скользкой поверхности удается достигнуть торможения одного колеса и придать энергию другому.

Дифференциал Quaife подразумевает использование сразу пяти пар сателлитов для максимальной надежности сцепления косых зубьев между собой. Это, с одной стороны, позволяет эффективно использовать механизм в самых сложных дорожных условиях. А, с другой стороны, говорит о том, что со временем будет наблюдаться обширный износ всей конструкции в целом.

Тип дифференциального механизма Quaife был запатентован еще в 1965 году. Сегодня он преимущественно используется в гоночных или спортивных автомобилях, а также некоторых моделях переднеприводных машин.

Это довольно старый вид червячного дифференциального устройства, он был изобретен еще в 1950-х годах. На сегодняшний день автопроизводители используют 3 усовершенствованных разновидности дифференциала Torsen, однако все они имеют примерно одинаковый принцип работы. Шестерни, которые расположены на ведущих полуосях, образуют так называемую червячную пару с сателлитами. При этом, что существенно, на каждой полуоси располагаются свои сателлиты, которые парами сцепляются в некоторых положениях с сателлитами другой полуоси.

При движении вперед по прямой червячные пары находятся в остановленном положении, а при движении в повороте они проворачиваются. Очередной проворот по оси обеспечивает изменение угла колеса при поворотах и разворотах. Дифференциал Torsen считается самым мощным и износостойким, он работает при максимальной нагрузке и соотношениях крутящего момента.

• Механизм с дисковой блокировкой

Этот вид дифференциального устройства состоит из симметричного планетарного редукторного механизма, который закреплен на шестеренках конической формы.

Шестерни имеют две маленькие муфты той же формы и два диска. Частично диски могут цепляться за саму чашку дифференциала, а частично — соприкасаться со сцеплением, которое работает при воздействии ведомой шестеренки.

Суть блокировки дифференциала заключается в том, что при возрастании механической силы на шестерни появляются вторичные осевые мощности. Дополнительные силы стремятся разъединить стыки между шестернями. В тот момент, когда им это удается, выравнивается скорость каждого из колес в связи с тем, что угловые скорости приобретают одно и то же значение.

Дифференциал с дисковой блокировкой появился еще в конце 1930-х годов, однако после значительной модернизации используется и сегодня — обычно на внедорожниках и спорткарах.

• Дифференциал кулачкового типа

Кулачковый дифференциал может иметь 2 варианта исполнения. Первый подразумевает расположение кулачковой муфты между двумя ведомыми шестеренками. В кулачковом механизме второго типа зубчатых колес нет в принципе – водилом здесь является сепараторное кольца, а функцию сателлитов выполняют «сухари» (специальные клинья).

Ведомыми шестернями в этом случае являются кулачковые диски.

Принцип конструкции кулачкового дифференциала второго типа понятен из нижеприведенной схемы, где 1 – это корпус, 2 – обойма, 3 –сухарь, 4 и 5 – полуосевые звездочки. «Сухари» могут располагаться горизонтально (рисунок а) или радиально (рисунок б)

Суть блокировки дифференциального устройства заключается в том, что как только начинает наблюдаться разница между скоростными углами, кулачковая муфта (или кулачковые диски — во втором варианте исполнения) сразу же блокируют дифференциал.

Начальные разработки такого типа механизмов появились в 1940-х годах. В легковых транспортных средствах такой тип дифференциалов сегодня практически не используется. Основная сфера применения кулачкового типа — в военном автомобилестроении.

• Вискомуфта (вязкостная муфта)

Дифференциал конструктивно имеет на одной из ведущих полуосей емкость, наполненную вязкой жидкостью. В ней находятся 2 дисковых блока, первый из которых соединен с ротором, а второй — с другой полуосевой. Соответственно, чем больше будет разница в наборе скорости между колесами, тем больше будет становиться разница и в скорости движениях блоков дисков. Из-за вращения вязкость жидкости увеличивается.

Это самая простая и в то же время бюджетная конструкция дифференциального устройства. По оценкам специалистов ГК Favorit Motors устройство преимущественно устанавливается на городские паркетники, так как в условиях бездорожья вискомуфта не может обеспечить требуемую управляемость и проходимость.

Два типа принудительной блокировки дифференциала

В современных транспортных средствах используется как ручной, так электронный вариант блокировки дифференциала. У каждого из них есть свои преимущества. Ручная блокировка дифференциального механизма осуществляется непосредственно из салона авто. По команде водителя ступорятся вращающиеся шестерни и колеса начинают двигаться в одном темпе.

Такой тип применим перед преодолением разного рода дорожных препятствий в виде глубокого снега, грязи, ям или горок. После прохождения сложных участков можно проводить разблокировку. Традиционно ручная блокировка дифференциального устройства применяется на вездеходных транспортных средствах и внедорожниках.

Если автомобиль снабжен новой системой TRC, то автоматика сама производит электронную блокировку. В том случае, если одно из ведущих колес начинает буксовать, то оно будет слегка подтормаживаться тормозом авто. Удобство такого типа неоспоримо, однако не всегда блокировка будет включаться в нужный момент.

Вне зависимости от того, какой именно тип дифференциального устройства установлен на вашем автомобиле, специалисты ГК Favorit Motors могут предложить диагностику и обслуживание машины с учетом конструктивных особенностей механизма блокировки. Грамотный подход сочетается с опытностью мастеров, а стоимость профессиональных услуг считается одной из самых привлекательных по Москве.

Самые распространенные симптомы неисправности дифференциала – повышенная шумность, посторонний стук и удары, появление подтеков масла. Мастера автосервиса Favorit Motors отмечают, что важно незамедлительно обратиться в техцентр, чтобы устранить проблемы в работе устройства и избежать его дальнейшего разрушения. Какой бы сложной ни была неисправность, мастера сервисного центра Favorit Motors обладают всем необходимым диагностическим оборудованием и огромным опытом работы, что позволяет быстро и качественно устранить поломку. Сотрудники регулярно проходят переобучение в учебных центрах автопроизводителей, что позволяет им выполнять ремонтно-восстановительные работы любой сложности.

---

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 шесте

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.

Что такое блокировка дифференциала, зачем она нужна и как это работает

Не каждый водитель задумывается о том, что при движении автомобиля на поворотах колёса каждой оси проходят путь, разный по длине. Именно поэтому вращение колёс имеет разную скорость. Необходимо это для того, чтобы шины не проскальзывали по асфальту, чтобы на повороте снизить нагрузку на привод колёс. Обеспечивает этот факт такой механизм, как дифференциал. Установленный на КПП механизм распределяет нагрузку так, что попадает под нагрузку именно самое разгруженное колесо.

95% производимых автомобилей не оснащаются блокировкой, которая позволяет сделать транспортное средство более проходимым.

Виды дифференциалов

Существуют разновидности дифференциалов. По месту нахождения разделяют межосевые и межколёсные. Однако любой свободный дифференциал не позволит автомобилю выбраться из ситуации, когда одно из ведущих колёс попадёт в яму с глиной. Для решения подобных проблем разработчики придумали блокировку, которая, в свою очередь, подразделяется на следующие основные группы:

• блокирующиеся на 100%;
• механические устройства повышенного трения;
• самоблокирующиеся механизмы.

Каждый вид имеет как свои преимущества, так и свои недостатки. Например, «жёсткие» блокировки довольно часто приводят к износу резины, разрушению трансмиссии и быстрому выходу из строя коробки передач. И всё это закономерно, так как при эксплуатации машина постоянно попадает в ямы и наезжает на кочки, а это довольно пагубно сказывается на трансмиссии.

Чтобы выровнять недостатки обычного и жёсткого устройств, был создан цилиндрический самоблокирующийся дифференциал повышенного трения. Он имеет ещё второе название — дифференциал ограниченного проскальзывания.

Принцип действия такой конструкции довольно прост. Если к сателлитам применить определённую силу и зажать их, не позволяя им вращаться между полуосевыми шестернями с довольно большой скоростью, то получится, что, с одной стороны, механизм позволит колёсам при повороте вращаться с разной скоростью. А с другой стороны, распределит крутящий момент таким образом, что колесо, у которого будет наилучшее сцепление с дорожным покрытием, будет иметь большую силу тяги.

Ещё стоит сказать о дисковом дифференциале повышенного трения. Чаще всего такая конструкция используется в заднеприводных автомобилях, которые планируется использовать на соревнованиях. Такая система блокирует колёса до определённого уровня нагрузок. Её недостатком является довольно частая необходимость в замене дисков и масла в КПП.

На видео — принцип работы блокировки дифференциала:

А вот для использования транспортного средства как в обычных условиях эксплуатации, так и в соревнованиях очень удачной является блокировка дифференциала с преднатягом (червячного типа). Преимуществ у такой системы гораздо больше, чем недостатков. Плюсами можно назвать:

• блокирование колёс до 70%;
• минимум обслуживания;
• отсутствие рывков на руле;
• не нужно заливать в КПП специальное масло;
• установка системы не сопровождается трудностями;
• высокая проходимость машины;
• длительный срок службы конструкции;
• прекрасная управляемость автомобилем;
• отличное чувство равновесия;
• более высокая скорость прохождения поворотов;
• лёгкость вывода транспортного средства из заноса.

Что касается недостатков конструкции, то и они есть:

• с течением времени падает преднатяг;
• для работоспособности конструкции придётся каждые 20–40 тыс. км менять регулировочные шайбы;
• если не проводить регулировочные работы, то система будет работать как свободный дифференциал.

Различие принципов действия

Часто полноприводные автомобили имеют одновременно три вида конструкций: один межосевой дифференциал и два мостовых. Для качественной работы может быть использована как полная, так и частичная автоматическая или ручная блокировка межосевого типа конструкции.

Уже во многих транспортных средствах стали применять всевозможные электронные системы контроля над движением автомобиля. Преимуществом электронной блокировки является более высокая тяга на поворотах и к тому же возможность настройки степени блокирования в зависимости от предпочтений водителя. Единственным недостатком можно назвать то, что такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

Одним из видов самоблокирующегося механизма является блокирующийся межколёсный дифференциал. На ровной дороге, на твёрдом покрытии, такой механизм ведёт себя так, как обычная свободная система. И лишь тогда, когда колесо на оси вращается относительно другого с большей частотой, конструкция автоматически блокируется. Проходимость машины при блокировании межколёсного типа устройства существенно повышается.

Принудительная блокировка

Наиболее простым способом является принудительная блокировка механизма. В этом случае только водитель принимает решение о её включении или выключении. Осуществляется это либо с помощью рычагов, либо посредством кнопок, расположенных в салоне автомобиля.

Этот вид блокирования просто идеален для внедорожников, которые эксплуатируются в условиях российского бездорожья. Система безупречно надёжна при движении по грязи и ухабам и практически непригодна в эксплуатации на ровных дорогах.

На видео — тест принудительной блокировки дифференциала:

В условиях бездорожья также эффективной будет блокировка заднего дифференциала. Она является просто незаменимой в случаях, когда одно из колёс оси вывешивается. Тогда крутящий момент от двигателя будет передаваться именно на колесо, которое касается грунта.

Подводя итог, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом является именно самоблокирующийся дифференциал. Он во многом превосходит свободный механизм и не имеет недостатков жёсткой конструкции. При наличии такой системы автомобиль становится более проходимым.

БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА. ЕЕ НАЗНАЧЕНИЕ — Студопедия.Нет

 

Блокировка дифференциала с гидроприводом включения

Но у дифференциала есть существенный недостаток, который проявляется в случае, когда сопротивление вращению на одном из колес полностью пропадает (к примеру, оно попало на скользкий участок дороги). В результате особенностей работы, у колеса, потерявшего сопротивление дороги, максимально возрастает угловая скорость. То есть, по сути, все вращение передается только на него, в то время как второе колесо из-за сопротивления останавливается. В результате автомобиль обездвиживается, поскольку из-за низкого сопротивления на одном колесе падает и крутящий момент на нем. А поскольку дифференциал работает симметрично, то на втором колесе момент тоже очень мал, и его явно недостаточно, чтобы заставить его вращаться. Чтобы решить такую проблему, достаточно лишь замедлить вращение буксующего колеса, тем самым повысив крутящий момент на нем, и соответственно, на втором колесе. И для этого применяются блокировки дифференциала.

Все просто – если обеспечить жесткое соединение одной полуоси с чашкой дифференциала, то она просто не сможет вращаться быстрее, чем шестерня редуктора. Из-за этого не будет происходить перераспределение вращения, крутящий момент на обеих полуосях будет одинаковым, и его хватит, чтобы обеспечить вращение и колеса, на котором имеется сопротивление, то есть автомобиль сможет двигаться даже в случае потери сопротивления на одном из колес.

Блокировки дифференциала различаются по степени блокирования и бывают они с:

1. Полной.

2. Частичной.

Полная описана выше и указывает она на то, что происходит жесткое соединение элементов дифференциала, по сути, он просто прекращает выполнять свои функции и крутящий момент подается равно на обе полуоси.

В частичной же блокировке передача усилия между составными элементами узла ограничена определенной величиной, что обеспечивает повышение крутящего момента на колесе, получающем повышенное сопротивление.

УПРАВЛЕНИЕ БЛОКИРОВКОЙ

Блокировка может устанавливаться на любой дифференциал, как межколесный, так и межосевой. При этом в полноприводных авто передний межколесный дифференциал обычно не оснащают блокировкой, чтобы не оказывать влияние на управляемость авто. Задействование же блокировки, если она имеется, может осуществляться в ручном и автоматическом режиме.

Ручное включение подразумевает принудительное блокирование дифференциала, то есть оно задействуется только когда нужно. При этом водитель задействует привод, в результате чего происходит жесткое соединение составных элементов дифференциала между собой.

Привод блокировки может быть:

• механический;
• гидравлический;
• пневматический;
• электромеханический;

Основной недостаток ручного управления крыт в надобности соблюдения условий эксплуатации. Так, заблокированный дифференциал может повредить трансмиссию в случае, когда оба колеса окажутся на дороге с хорошими сцепными свойствами. Такое может произойти, к примеру, когда водитель забыл разблокировать дифференциал после преодоления бездорожья.

ВИДЫ САМОБЛОКИРУЮЩИХСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ

Дифференциалы, у которых блокирование происходит в автоматическом режиме, называются самоблокирующимися. В них, при определенных условиях происходит самостоятельная блокировка, без какого-либо участия водителя. Точно также он и разблокируется.

Самый простой самоблокирующийся дифференциал – дисковый, имеющий в своей конструкции дополнительный элемент – пакет фрикционных дисков, одна часть которого жестко соединена с чашкой дифференциала, а вторая – с одной из осей. При этом диски прижаты друг к другу.

Действует такая блокировка очень просто: при прямолинейном движении чашка и полуось вращаются с одной скоростью, а вместе с ними и фрикционный пакет.

В случае повышения угловой скорости на одной из полуосей, она начинает вращаться быстрее чашки. При этом одна часть фрикционного пакета (закрепленная на оси) ускоряется относительно второй. А поскольку они прижаты, то между ними возникает сила трения, которая и препятствует повышению угловой скорости, соответственно крутящий момент на колесе с большим сопротивлением повышается.

Вискомуфта в качестве межосевого дифференциала

Примерно так же действует и вязкостная муфта, она же вискомуфта, которая сейчас является достаточно распространенным способом заблокировать дифференциал в автоматическом режиме. Но из-за больших габаритных размеров ее в качестве межколесной блокировки не используют. Муфта устанавливается только на межосном дифференциале, как вспомогательное устройство, а в некоторых случаях она полностью его заменяет.

Конструкция этой муфты такая: имеется герметичный корпус, с помещенным в нее пакетом дисков, одна половина которого жестко связана с ведущим валом (от которого подается вращения) а вторая – с ведомым.

Вискомуфта в разобраном состоянии

Все пространство между дисками заполнено дилатантной жидкостью, особенность которой заключается в повышаемой вязкости при перемешивании.

Действует вискомуфта примерно также же, как и дисковая блокировка. Пока валы вращаются с одной скоростью, перемешивание жидкости, расположенной между дисками, не происходит. Но как только появляется разница в скоростях вращения, диски начинают мешать жидкость из-за чего она становиться более вязкой. В результате повышения вязкости жидкости, которая при большой разнице скоростей может стать практически твердой, выравнивается угловая скорость на валах.

Существует также электронная блокировка дифференциала, которая используется на межколесном дифференциале. Причем в качестве основного рабочего элемента в ней выступает антиблокировочная система тормозов.

Такая блокировка имеет свое обозначение – противопробуксовочная система, суть работы которой сводится к тому, что в случае увеличения угловой скорости на одном ведущем колесе, тормозная система притормаживает его, тем самым повышая крутящий момент на другом колесе.

 

Источник: http://avtomotoprof.ru/

Главная передача и дифференциал

Содержание статьи

Главная передача

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента, передаваемого к ведущим колесам. Устройство ее, на первый взгляд, весьма просто — две шестерни. Одна, размером поменьше, является ведущей, вторая, побольше — ведомой. Но от конструкции главной передачи во многом зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива.

Гипоидная передача

На заднеприводных автомобилях применяется гипоидная главная передача, так как крутящий момент нужно передать на ведущие колеса под углом 90 градусов. Почему применяется более сложная в изготовлении гипоидная передача, а не простая коническая? Да потому что у конической передачи ее простота является единственным преимуществом. А недостатков больше: шумность, низкая несущая способность, высокое расположение карданного вала (а, следовательно, и трансмиссионного туннеля в кузове автомобиля). В гипоидной передаче ось ведущей шестерни смещена относительно оси ведомой на величину гипоидного смещения. Поэтому карданный вал располагается ниже, что позволяет уменьшить высоту трансмиссионного туннеля. При этом снижается центр тяжести автомобиля, тем самым улучшая его устойчивость.

Зубья шестерен выполняются косыми или криволинейными. Благодаря тому, что в гипоидной передаче одновременно находится в зацеплении больше зубьев, чем в конической, обеспечивается ее плавная и бесшумная работа, повышается нагрузочная способность. Однако, из-за более плотного прилегания зубьев увеличивается опасность заклинивания, особенно при изменении направления вращения. Поэтому гипоидные передачи требуют высокой точности регулировки и применения специального трансмиссионного масла. В масла для гипоидных передач добавляются противоизносные и противозадирные присадки.

В переднеприводных автомобилях, где нет необходимости изменять направление передаваемого момента, в главной передаче применяются простые цилиндрические шестерни. Конструктивно главная передача устанавливается в общем картере с коробкой передач. Цилиндрические передачи просты в изготовлении, недороги, опасность задиров низка. Поэтому для их смазки в большинстве случаев применяется не специальное трансмиссионное масло, а моторное.

Как влияет передаточное число главной пары на тягово-динамические характеристики? Чем оно выше, тем быстрее происходит разгон, но максимальная скорость ниже. И, наоборот, с уменьшением передаточного числа автомобиль разгоняется медленнее, но достигает большей максимальной скорости. Значение передаточного числа для конкретной модели автомобиля подбирается с учетом характеристик двигателя, размера колес, возможностей тормозной системы.

Дифференциал

Для тех, кто не изучал английский
STRAIGHT – ПРЯМО
same speed – одинаковая скорость
pinion gears rotate with case – сателлиты вращаются вместе с корпусом
TURN – ПОВОРОТ
fast – быстро, slow – медленно
outer wheel faster – внешнее колесо быстрее
inner wheel slower – внутреннее колесо медленнее
pinion gears rotate on pinion shaft – сателлиты вращаются на своих осях

Дифференциал — это механизм, позволяющий (при необходимости) ведущим колесам автомобиля вращаться с разными скоростями. Для чего это нужно? При движении по прямой колеса проходят одинаковый путь, в повороте же внешнее колесо проходит путь больший, чем внутреннее колесо. Поэтому, чтобы «успеть» за автомобилем, внешнее колесо должно вращаться быстрее.

Устройство дифференциала несложное — корпус, ось сателлитов и два сателлита (шестерни). Корпус крепится к ведомой шестерне главной пары и вращается вместе с ней. Сателлиты входят в зацепление с шестернями полуосей, которые непосредственно вращают колеса.

В такой конструкции сателлиты передают больший крутящий момент на ту полуось, которая оказывает меньшее сопротивление вращению. То есть, с большей скоростью будет вращаться колесо, которое дифференциалу легче раскрутить. При движение по прямой колеса нагружены одинаково, дифференциал делит крутящий момент поровну, сателлиты не вращаются вокруг своей оси. В повороте внутреннее колесо нагружено больше, внешнее — разгружается. Поэтому сателлиты начинают вращаться вокруг оси, подкручивая менее нагруженное колесо, увеличивая тем самым скорость его вращения.

Но такая особенность дифференциала иногда приводит к весьма неприятным последствиям. Если, например, одно из колес попадет на скользкую поверхность, дифференциал будет вращать только его, полностью игнорируя колесо, имеющее нормальный контакт с дорогой. То есть, автомобиль будет «буксовать».

Для борьбы с этим явлением применяются блокировки дифференциала. Способов блокировок придумано множество — от простых механических до изощренных электронных.

Дифференциал с полной блокировкой

Применяется во внедорожниках. В такой конструкции валы полуосей жестко соединяются между собой, вращаясь, таким образом, с равными скоростями. Блокировка включается водителем вручную перед преодолением труднопроходимого участка, после чего ее необходимо выключать во избежание перегрузок трансмиссии, повышенного износа шин и снижения управляемости автомобиля. При движении в обычных дорожных условиях полную блокировку применять, естественно, нельзя.

Дифференциал с частичной блокировкой

В таких дифференциалах блокировка включается автоматически, поэтому их еще называют самоблокирующимися. При этом усилие блокировки нарастает постепенно, пропорционально разнице в скорости вращения или величине крутящего момента. По конструкции самоблокирующиеся дифференциалы можно разделить на четыре вида: вязкостные, дисковые, винтовые, электронноуправляемые.

Вискомуфта

Вискомуфта (вязкостная муфта) представляет собой герметичный корпус, в котором размещены два пакета фрикционов. Пространство внутри корпуса заполнено силиконовой жидкостью, вязкость которой зависит от температуры. Один пакет фрикционов соединяется с корпусом дифференциала, второй — с одной из полуосей. В обычных условиях, когда полуоси вращаются с одинаковой скоростью, или с небольшой разницей, вискомуфта себя никак не проявляет. При пробуксовке одного из колес скорость вращения полуоси резко возрастает, жидкость при этом интенсивно нагревается, а ее вязкость повышается. В результате пакеты фрикционов «слипаются» – скорости валов выравниваются. При остывании вязкость снижается — валы снова вращаются независимо. Вискомуфта способна обеспечить лишь небольшой коэффициент блокировки, при длительной пробуксовке перегревается, срабатывает с запаздываниями (пока нагреется жидкость). Поэтому область ее применения — обычные городские автомобили, для преодоления бездорожья она не подходит.

Дифференциал с дисковой блокировкой

Дисковые дифференциалы – это обычные дифференциалы, в которые дополнительно встраиваются один или два пакета фрикционов и распорная пружина, создающая преднатяг (сжатие пакетов). В пакете фрикционов часть дисков крепится к полуоси, вторая — к корпусу дифференциала. Когда колеса вращаются с одинаковыми скоростями, диски в пакете вращаются как одно целое. При разнице в скорости вращения между ними возникают силы трения, стремящиеся выровнять скорости. Таким образом осуществляется частичная блокировка дифференциала. Очевидны недостатки дисковой блокировки — постоянный, пусть даже и небольшой, момент трения, создаваемый преднатягом, ухудшает управляемость, быстрее изнашиваются шины, увеличивается расход топлива. Да и срок службы фрикционов сравнительно небольшой. По мере их износа снижается и степень блокировки, а после полного износа дифференциал работает уже как свободный. Отсюда вывод — чем чаще «буксуешь», тем быстрее «умирает» дифференциал. Дисковые дифференциалы требуют применения специального трансмиссионного масла.

Усилием преднатяга определяется степень блокировки и минимальный крутящий момент, передаваемый на колесо в любых дорожных условиях. Регулируя степень преднатяга подбирают нужный компромисс между проходимостью и управляемостью. Дисковые дифференциалы с малым преднатягом используются на обычных, дорожных автомобилях, с большим — на спортивных.

Более «продвинутой» версией дискового дифференциал является героторный дифференциал. В нем шестеренчатый масляный насос приводит в действие поршень, который сжимает пакет фрикционов. А производительность насоса зависит от разницы в скорости вращения полуосей. Чем больше эта разница — тем сильнее усилие сжатия, а, соответственно, и степень блокировки.

Дифференциалы Торсен и Квайф

Червячные дифференциалы — используют для блокировки свойства червячных передач. Самыми распространенными являются дифференциалы Торсен и Квайф. Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса. Червяк (сателлит) является ведущим звеном, колесо (шестерня полуоси) — ведомым. КПД передачи при прямом вращении намного больше, чем при обратном, и зависит от угла наклона витков червяка. Говоря проще, червяк легко вращает колесо, колесо же с трудом вращает червяк. При определенном угле витка червяка обратная передача становится вообще невозможной — то есть, колесо не сможет вращать червяк (происходит самоторможение). Таким образом, подбирая угол наклона витков червяка, регулируют степень блокировки дифференциала Торсен. Блокирующие свойства Торсена зависят также и от величины передаваемого крутящего момента. Существует три типа дифференциала Торсен. Типы Т1 и Т2 отличаются формой сателлитов и используются в качестве межколесных. Торсен Т3 используется в полноприводных автомобилях в качестве межосевого дифференциала.

В дифференциале «Квайф» сателлиты не посажены на оси, а свободно расположены в гнездах корпуса. При возникновении разницы в скорости вращения полуосей сателлиты, блокируясь, сдвигаются в гнездах и прижимаются к корпусу. Возникающая при этом сила трения пропорциональна разнице скоростей вращения. Степень блокировки регулируют, подбирая сателлиты с различным углом наклона витков.

Червячные дифференциалы по сравнению с дисковыми отличаются большей надежностью и коэффициентом блокировки, меньше боятся пробуксовки (но длительные и частые пробуксовки все равно не рекомендуются). Однако такие дифференциалы, в отличие от дисковых и вискомуфты, совершенно беспомощны против диагонального вывешивания.

Электронно управляемые дифференциалы. Электроника, активно внедряемая во все узлы и системы автомобиля, не обошла стороной и дифференциал. Типовая конструкция электронно управляемого дифференциала напоминает устройство обычного дискового дифференциала, но сжатие фрикционов осуществляется гидро- либо электроприводом по команде блока управления. Таким образом можно регулировать степень блокировки в самых широких пределах — от 0 до 100%. Все зависит от заложенной в блок программы.

Казалось бы, идеал достигнут! Но, нет пытливые японцы пошли дальше и сконструировали активный дифференциал — самый совершенный на данный момент. Обычный электронно управляемый дифференциал при пробуксовке только выравнивает скорости вращения полуосей. Активный же дифференциал может вращать полуоси с разными скоростями, в зависимости от дорожной ситуации. Например, в повороте добавить момент на внешнее разгруженное колесо, помогая автомобилю «довернуться».

Что такой дифференциал представляет собой конструктивно? Обычный свободный дифференциал дополнен двумя передачами — повышающей и понижающей. Включает передачи при помощи мокрых сцеплений блок управления. Величина передаваемого крутящего момента регулируется степенью сжатия сцеплений. Таким образом автомобиль с активным дифференциалом может и мастерски проходить крутые виражи, и на бездорожье не спасует. Другой вопрос, стоит ли овчинка выделки: цена дифференциала немаленькая. Поэтому и ограничивается его применение только мощными спортивными автомобилями.

Имитация блокировок. В последнее время большое распространение получили электронные системы, которые при возникновении пробуксовки подтормаживают буксующее колесо с помощью штатной тормозной системы, имитируя блокировку дифференциала. Для обычного городского автомобиля, не выезжающего на бездорожье — самое практичное решение. И на скользкой дороге поможет, и даже диагонального вывешивания не боится.

Преимущества и недостатки. Автомобиль с самоблокирующимся дифференциалом увеличивает тягу на колесах, тем самым повышая проходимость на бездорожье и на скользкой дороге (еще бы, а ради чего тогда было огород городить?). Также улучшается динамика разгона. Широко используются такие дифференциалы на мощных спортивных автомобилях и в тюнинге для более полной реализации мощности, прохождения поворотов в скольжении.

Но то, что хорошо для спортивного автомобиля, не всегда благо для обычного. Ведь самоблокирующийся дифференциал, повышая проходимость, ухудшает управляемость. Например, при разгоне на скользкой дороге автомобиль сложнее удержать на прямой. Если блокировки нет, автомобиль, проскальзывая, просто теряет ускорение. Если же срабатывает блокировка, не буксующее колесо (или колеса) продолжают толкать автомобиль вперед, тем самым уводя его с прямолинейной траектории.

Блокировки, установленные на передней оси, увеличивают недостаточную поворачиваемость (траектория в повороте стремится распрямиться), установленные в задней оси — повышают избыточную поворачиваемость (в повороте увеличивается склонность к заносу).

Самоблокирующиеся дифференциалы еще называют дифференциалами повышенного трения. А повышенное трение приводит к увеличенному расходу топлива, снижению срока службы шин и деталей трансмиссии.

Типы дифференциалов

и сравнение фиксаторов мостов

Сравнение блокировок дифференциала

Современные автомобильные дифференциалы доступны во многих различных стилях, от стандартных открытых дифференциалов до моделей с ограниченным проскальзыванием, до выбираемых и автоматических шкафчиков и фиксированных золотников, которые вообще не имеют функции дифференциала. В этой статье мы подробно рассмотрим самые популярные дифференциалы послепродажного обслуживания, доступные сегодня, чтобы вы могли выбрать наиболее подходящий для своей области применения.

---

НОВИНКА! — Сравнение дифференциальных шкафов — Перейти к видео!

---

НОВИНКА! — Нужна помощь с дифференциалами и шкафчиками? Ознакомьтесь с новым разделом комментариев ниже!

Что такое дифференциал?

При повороте автомобиля внешнее колесо вращается быстрее, чем внутреннее, поскольку оно преодолевает большее расстояние.Дифференциал позволяет передавать мощность на оба колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью.

Для более глубокого понимания, обязательно посмотрите это классическое видео о том, как работает дифференциал.

Что делает блокиратор дифференциала?

Стандартный «открытый» дифференциал отлично работает, когда обе шины находятся на поверхности с высоким сцеплением, однако, если одна шина теряет сцепление (на льду или поднимается в воздухе), то вся мощность, подаваемая на ось, забирает путь наименьшего сопротивления и вращать только эту свободную шину.Чтобы предотвратить передачу мощности на колесо с малым сцеплением или без него, необходим блокирующий механизм, чтобы передать эту мощность на шину с большим сцеплением, чтобы транспортное средство могло продолжать движение вперед. Дифференциал с таким механизмом блокировки называется блокировкой дифференциала или просто «шкафчиком».

[Видео: внутри открытого дифференциала]

Эта статья о дифференциальном сравнении © Copyright Crawlpedia.com — Не перепечатывайте и не перепечатывайте без письменного разрешения.

Типы блокировщиков дифференциала

Блокировка дифференциалов

имеет различные формы и функции, начиная от небольшого ограниченного трения, встречающегося во многих OEM-приложениях, и заканчивая катушкой, предназначенной только для гонок, которая постоянно блокирует колеса и не имеет функции дифференцирования. Несмотря на то, что за прошедшие годы появилось много уникальных конструкций дифференциалов, наиболее популярными блокируемыми дифференциалами, используемыми сегодня, являются следующие:

НОВИНКА! — Нужна помощь с дифференциалами и шкафчиками? Ознакомьтесь с новым разделом комментариев ниже!

Дифференциал повышенного трения

Дифференциалы повышенного трения, также известные как дифференциалы Posi или Trac-Lock, используют муфты и пружины для увеличения трения шестерен дифференциала и предотвращения их вращения на разных скоростях.В том случае, если одно колесо теряет всю тягу, мощность все равно будет передаваться через сцепления на другую шину до порога фрикционных дисков. Агрессивно настроенный дифференциал повышенного трения заставит две шины вращаться вместе, в то время как слегка настроенный дифференциал повышенного трения будет передавать только минимальную мощность. Ключом к хорошо работающему дифференциалу повышенного трения является выбор правильных фрикционных дисков, нагрузки пружины, трансмиссионного масла и модификаторов трения для конкретного применения.

Самая большая проблема с дифференциалами повышенного трения заключается в том, что каждый раз, когда автомобиль поворачивает и шины вынуждены вращаться с разной скоростью, сцепления трутся друг о друга и вызывают износ.Как и в механической коробке передач, муфты со временем изнашиваются и становятся все менее и менее эффективными, пока в конечном итоге не перестанут приносить пользу. Хотя большинство дифференциалов повышенного трения можно восстановить, сложно оправдать затраты, зная, что он будет изнашиваться снова и снова, в то время как дифференциал Torsen справляется с этой задачей лучше, и вся конструкция шестерни никогда не потребует обслуживания.

После износа ограниченного трения мы настоятельно рекомендуем установить дифференциал Torsen или Eaton TrueTrac.

[Видео: внутри дифференциала повышенного трения]

Эта статья дифференциального сравнения © Copyright Crawlpedia.com — Не перепечатывайте и не перепечатывайте без письменного разрешения.

Дифференциалы Torsen

Дифференциалы

Toresn, включая Eaton TrueTrac, работают по простому принципу червячной передачи: червячная передача может вращать прямозубую шестерню, а прямозубая шестерня не может вращать червячную передачу.Хотя это может быть сложно визуализировать, в дифференциале Torsen мощность подается на прямозубые шестерни, прикрепленные к водилу дифференциала, которые затем вращают червячную шестерню на каждой оси. Когда автомобиль поворачивается, полуоси будут вращаться с разной скоростью (фактически вращаясь напротив друг друга), что заставляет червячные шестерни на валах вращать цилиндрические шестерни на водило. Прямозубые шестерни соединены с другим набором боковых шестерен, которые блокируют их вместе с соотношением 1: 1, что ограничивает разницу в скорости между двумя шинами.Поскольку это соотношение заблокировано, даже если одна шина вращается на льду, другая шина будет вынуждена повернуться и двинуть автомобиль вперед.

Текущие версии Torsen, такие как TrueTrac, отказались от прямозубых и червячных передач в пользу червячных колес, которые обеспечивают более плавную работу. Эта новая конструкция позволяет обеим шестерням вращаться друг с другом, как в открытом дифференциале, однако угол зубьев шестерен был специально настроен таким образом, чтобы трение скольжения между ними действовало как механизм блокировки.Любое движение, выходящее за рамки обычных условий движения, заставляет дифференциал «заблокироваться» и передавать мощность на оба колеса, сохраняя при этом передаточное отношение дифференциала 1: 1.

Доступные сегодня дифференциалы типа

Torsen не требуют каких-либо модификаторов трения или присадок, поскольку их внутренние шестерни разработаны для использования с обычным трансмиссионным маслом. Использование синтетической смеси или полностью синтетического трансмиссионного масла не повредит дифференциал, но немного снизит коэффициент смещения крутящего момента.

В ситуациях с нулевым сцеплением, когда шина находится в воздухе, дифференциал Torsen не сможет самостоятельно передавать мощность на шину на земле из-за отсутствия дифференцирующей силы. Быстрое решение этой проблемы — слегка нажать на тормоз, чтобы обеспечить сопротивление свободному колесу, а затем подать газ, чтобы заблокировать механизм Torsen. (Эта процедура называется модуляцией тормоз-дроссель и преподается военными США всем водителям Хамви.)

Дифференциалы

Torsen зависят от направления, поэтому для переднего моста и обратного вращения требуются блоки обратного вращения.

[Видео: внутри дифференциала Torsen]

Детройт Локеры

Detroit Lockers, иногда называемые безредукторными дифференциалами, существуют с начала 1940-х годов и зарекомендовали себя как чрезвычайно надежные и эффективные во всем, от скалолазания до дрэг-рейсинга. В отличие от большинства блокируемых дифференциалов, которые открыты и используют систему блокировки для блокировки осей, шкафчик Detroit остается в заблокированном положении и разблокируется только временно, когда к нему прилагается достаточно большая дифференцирующая сила.Шкафчик чрезвычайно прост и состоит всего из 3-х трещоточных шестерен (одна прикреплена к водилу и одна на каждой оси), которые прижимаются друг к другу парой тяжелых пружин. Когда к шестерням прилагается большая дифференцирующая сила, это заставляет одну из боковых шестерен двигаться вверх и через зубья несущей шестерни, которая отсоединяет эту ось от дифференциала на разделительный момент.

Благодаря своей конструкции шкафчик Detroit идеально подходит для трейлраннинга, скалолазания, гонок по бездорожью, дрэг-рейсинга и тяжелого коммерческого оборудования.К сожалению, в дизайне есть несколько причуд, которые не делают его отличным выбором для уличных транспортных средств. Во-первых, зазор между зубьями на шестернях допускает некоторую слабину в движении, поэтому каждый раз, когда вы нажимаете или отпускаете дроссельную заслонку, она будет отставать и немного дергаться. Кроме того, поскольку блоку требуется довольно много дифференцирующей силы для отключения, вождение в условиях низкого сцепления, таких как дождь или снег, может немного нервировать, потому что Detroit Locker имеет тенденцию неожиданно заедать или открываться. Наконец, каждый раз, когда автомобиль поворачивается и зубья боковых шестерен перекрывают друг друга, устройство издает громкий щелчок или хруст, который раздражает в городе и за его пределами.

Шкафчики

Detroit доступны в виде полных несущих дифференциалов, а также в виде небольших блоков, называемых «шкафчиками для обеденных ящиков», которые заменяют только крестовины в открытом корпусе дифференциала. Шкафчики для ланчбоксов в стиле «Детройт» предлагаются различными производителями и очень популярны, поскольку они доступны по цене, эффективны и не требуют снятия дифференциала с автомобиля для их установки.

Дифференциалы

Detroit Locker не рекомендуется использовать для управляемых осей, если ступицы не могут быть отключены для использования на поверхностях с высоким сцеплением.

Следующие шкафчики также основаны на том же принципе, что и Детройтский шкафчик:

[Видео: Внутри раздевалки Детройта]

Шкафчики с возможностью выбора (воздушные)

ARB Air Locker и Yukon Zip Lockers используют сжатый воздух для преобразования открытого дифференциала в полностью заблокированную катушку. Сжатый воздух из воздушного компрессора, воздушного баллона или баллона с CO2 проходит по воздуховоду к электрическому соленоидному клапану, который открывается, позволяя воздуху поступать в воздушный шкафчик при нажатии переключателя.В дифференциале воздуховод питает кольцо, которое прилегает к подшипникам и имеет 2 уплотнительных кольца, между которыми воздух проходит через небольшое отверстие в шейке подшипника. Внутри рундука сжатый воздух проталкивает стопорную шайбу на одну из боковых шестерен дифференциала, чтобы зафиксировать ее на водиле. Как только внутренние крестовины заблокированы, дифференциал превращается в катушку, и обе шины вращаются вместе. Как только давление воздуха будет сброшено, внутренние пружины вернут фиксирующую втулку в исходное положение, и запирающий механизм снова откроется и снова откроет дифференциал.

ARB Air Locker — самые популярные выбираемые шкафчики на рынке сегодня, потому что они существуют с конца 1970-х годов и предлагают шкафчики для гораздо большего числа применений, чем любой другой блокируемый дифференциал. Тем не менее, у дизайна есть свои проблемы. Система блокировки слишком сложна, поскольку для ее открытия требуется электрический выключатель, чтобы открыть электрический соленоид и запустить воздушный компрессор, чтобы подавать воздух в дифференциал и механически блокировать крестовины.Есть также много вещей, которые могут легко выйти из строя или выйти из строя, начиная от утечки воздуховодов и заканчивая поврежденными уплотнительными кольцами и неисправными электрическими соединениями или даже перегоревшим предохранителем. В конечном итоге, когда воздушный шкафчик работает и установлен правильно, он работает очень хорошо.

[Видео: внутри воздушного ящика ARB]

Съемные шкафчики (электрические)

Электрические шкафчики, или, как их чаще называют, электронные шкафчики, используют электрический ток, чтобы задействовать механизм блокировки в держателе, чтобы преобразовать открытый дифференциал в золотник.Говоря более конкретно, электрический ток возбуждает электромагнит, который оказывает давление на серию кулачков шарикоподшипника, которые используют вращающую силу дифференциала для блокировки одной из боковых шестерен с водилом дифференциала. Когда ток отключается, пружины возвращают шарикоподшипники в исходное положение, и рундук снова превращается в открытый дифференциал. Электронные шкафчики — это самый простой в установке тип шкафчиков, которые можно выбрать, потому что от переключателя на приборной панели до дифференциала нужно провести только один небольшой провод.

Eaton E-Locker — единственный доступный сегодня на вторичном рынке электрический шкафчик. Хотя многие современные грузовики, джипы и внедорожники предлагают и дополнительный электронный шкафчик на заводе, они часто поступают от зарубежных производителей и изготавливаются по гораздо более низким стандартам.

Одним из недостатков конструкции кулачка с шарикоподшипником является то, что он имеет тенденцию застревать в заблокированном положении даже после выключения блокировки, пока к дифференциалу прилагается крутящий момент.Это означает, что вам нужно поднять дроссельную заслонку, чтобы дать устройству выйти из зацепления. Точно так же, когда устройство задействовано, переключение с прямого на обратное (или наоборот) требует, чтобы кулачки разматывались и вращались назад для повторного включения в противоположном направлении, что иногда может казаться немного неряшливым или неуклюжим.

Auburn Gear производит и электрический шкафчик под названием Ected Max-Locker, который представляет собой одновременно ограниченное скольжение со сцеплением и электрический шкафчик, однако мы не рекомендуем это устройство по тем же причинам, по которым мы не рекомендуем дифференциалы повышенного трения.

[Видео: внутри электронного шкафчика Eaton]

Съемные шкафчики (ручные)

Компания

OX Off Road, LLC разработала запираемый вручную шкафчик под названием OX Locker, который запирается и отпирается с помощью установленного в кабине рычага переключения передач, который соединен с дифференциалом тросом переключателя. Чтобы включить шкафчик, вы просто переместите рычаг переключения передач в заблокированное положение, а чтобы разблокировать шкафчик, вы вернете его в открытое положение.Переключатель имеет подпружиненную манжету принудительного зацепления и ручку, которую также можно повернуть, чтобы зафиксировать на месте. В дифференциале трос переключателя перемещает вилку переключения, которая перемещает внутреннюю зацепляющую втулку по одной из боковых шестерен, чтобы зафиксировать ее движение относительно водила. Когда рычаг переключения передач перемещается обратно в открытое положение, втулка перемещается назад, чтобы дифференциалы снова могли свободно перемещаться.

OX Locker требует прокладки троса переключателя от дифференциала к переключателю, поэтому при заказе компонентов требуются некоторые измерения, а путь троса должен быть ровным, с большими дугами и держаться подальше от движущихся частей и высоких температур.

Для OX Locker доступны электрические и воздушные переключатели передач

, однако мы считаем, что эти опции лишают простоту, надежность и положительную механическую обратную связь конструкции.

Еще одна интересная особенность Ox Locker заключается в том, что в случае отказа троса в крышку дифференциала можно вставить блокировку Drive Away Lock (продается отдельно), чтобы заблокировать дифференциал в заблокированном положении. Это превращает шкафчик в катушку до тех пор, пока не будет удален болт блокировки отвода.

[Видео: Внутри шкафчика для быков]

Золотники

Золотник дифференциала — это вообще не дифференциал. Золотник фиксирует оба полуоси вместе, так что они всегда будут вместе вращаться. Золотники используются исключительно для гонок по пустыне, альпинизма, грязевых гонок и других внедорожных применений, где дифференциал не нужен, а надежность и прочность имеют решающее значение. Отсутствие дифференциального механизма также является причиной того, что катушку нельзя использовать на уличных транспортных средствах.

За редким исключением, золотники следует устанавливать только на задние неуправляемые оси. Установка катушки на переднюю ось вызовет значительное внутреннее заедание во время поворотов и приведет к чрезмерным нагрузкам и нагрузкам на полуоси и карданные шарниры. Вместо этого для передних осей, соединенных с задними осями с намоткой, мы рекомендуем использовать Detroit Locker или Selectable Locker.

Самый распространенный тип золотника — это полная золотник, который заменяет весь корпус дифференциала.Для чего-то более дешевого и простого в установке, мини-катушки заменяют только внутренние звездочки, похожие на Детройтский шкафчик в стиле «ланчбокс». Наконец, есть инженерный способ постоянного преобразования открытого дифференциала в катушку путем сварки звездочек вместе, что обычно называется «шкафчиком Линкольна» (названный в честь марки сварщика).

[Видео: внутри полной катушки]

Видео: сравнение дифференциальных шкафов

Другие ресурсы по осям и трансмиссиям

Искатель передаточного числа
Калькулятор передаточного числа
Параметры настройки колец и шестерни
Толстые шестерни и тормозные диски
3.55 и 4.10 Варианты передач

Внешняя ссылка: Русский перевод русского Dodge Ram Club

Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии от Disqus.

типов дифференциалов и принцип их работы

Как и большинство других элементов современных автомобилей, простая зубчатая передача, известная как дифференциал, подвергалась постоянным усовершенствованиям и экспериментам, что привело к появлению целого ряда типов, каждый со своими преимуществами и недостатками.

Концепция дифференциала, то есть позволяющая колесам, установленным на одной оси, вращаться независимо друг от друга, является древней конструкцией, и первый известный пример ее использования был зарегистрирован в Китае в ^{-е годы} тысячелетия до нашей эры.

Хотя это было задолго до изобретения автомобиля, повозки, повозки и колесницы все еще страдали от той же проблемы, связанной с буксованием или волочением одного колеса на поворотах, что увеличивало износ и приводило к повреждению дорог.

Появление двигателей, приводящих в движение передние или задние колеса для приведения в движение транспортного средства, вместо того, чтобы просто тянуть их на лошади, добавило новую проблему, которую необходимо преодолеть — как обеспечить независимое вращение, сохраняя при этом возможность приводить в действие оба колеса.

Первые автомобили не пытались, они просто приводили в движение только одно колесо на независимой оси. Но это было далеко от идеала, так как это означало, что они были недостаточно мощными и часто сталкивались с проблемами сцепления на любом другом, кроме твердого, ровном грунте.

В конечном итоге это привело к разработке открытого дифференциала до того, как были разработаны другие более сложные типы для преодоления более сложных условий вождения.

Посмотрите это видео, в котором с помощью трехмерных изображений объясняется, как работают следующие типы дифференциала:

Открытый дифференциал:

Дифференциал в своей основной форме состоит из двух половин оси с шестерней на каждом конце, соединенных вместе третьей шестерней, составляющих три стороны квадрата.Обычно это дополняется четвертой передачей для дополнительной силы, завершая квадрат.

Затем этот базовый блок дополняется кольцевой шестерней, добавляемой к корпусу дифференциала, который удерживает основные основные шестерни, и эта кольцевая шестерня позволяет приводить колеса в движение, соединяясь с приводным валом через шестерню.

^{В этом примере вы можете увидеть три стороны внутреннего зубчатого колеса, которые составляют основной механизм, причем большая синяя шестерня представляет коронную шестерню, которая будет соединяться с приводным валом.На левом изображении показан дифференциал, когда оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, а на правом изображении показано, как зацепляются внутренние шестерни, когда одно колесо вращается медленнее, чем другое.}

Эта зубчатая передача составляет дифференциал открытого типа и является наиболее распространенным типом автомобильного дифференциала , от которого происходят более сложные системы.

Преимущество этого типа в основном ограничивается основной функцией любого дифференциала, как описано ранее, с упором в первую очередь на обеспечение возможности поворота оси более эффективно, позволяя колесу на внешней стороне поворота двигаться с большей скоростью, чем внутреннее колесо. поскольку он покрывает больше земли.Он также выигрывает от того, что его базовая конструкция относительно дешева в производстве.

Недостатком этого типа является то, что, поскольку крутящий момент распределяется равномерно между обоими колесами, количество мощности, которое может передаваться через колеса, ограничивается колесом с наименьшим сцеплением.

После достижения предела тяги обоих колес вместе, колесо с наименьшим тяговым усилием начнет вращаться, что еще больше снижает этот предел, поскольку сопротивление со стороны уже вращающегося колеса становится еще меньше.

Прочтите наш блог о турбонагнетателях, нагнетателях и безнаддувных двигателях

Заблокированный дифференциал:

Блокировка или блокировка дифференциала — вариант, встречающийся на некоторых транспортных средствах, в первую очередь на тех, которые едут по бездорожью. По сути, это открытый дифференциал с возможностью блокировки на месте для создания фиксированной оси вместо независимой. Это может происходить вручную или с помощью электроники, в зависимости от технологии в автомобиле.

Преимущество заблокированного дифференциала заключается в том, что он может получить значительно большее тяговое усилие, чем открытый дифференциал .Поскольку крутящий момент не распределяется поровну 50/50, он может передавать больший крутящий момент на колесо с лучшим сцеплением — и не ограничивается более низким сцеплением другого колеса в любой данный момент.

Поскольку маловероятно, что вы будете двигаться со скоростью и обычно путешествуете по неровной поверхности, проблема сопротивления шин и износа на поворотах на фиксированной оси является меньшей проблемой.

Одним из недостатков заблокированных дифференциалов называется заедание, которое возникает, когда в трансмиссии накапливается избыточная энергия вращения (крутящий момент), и ее необходимо высвободить — обычно это достигается за счет отрыва колес от земли для сброса положения.Или просто сняв замки, когда они больше не нужны.

Представьте себе длинную картонную трубку, удерживаемую на каждом конце, а затем скручивающую трубку в противоположных направлениях до такой степени, что трубка не могла больше выдерживать силу, складывалась и рвалась — это связывание. Это происходит потому, что колеса движутся с разной скоростью, что приводит к скручиванию осей и увеличению давления на шестерни, но нагрузки на колеса и их повышенного сцепления достаточно, чтобы предотвратить проскальзывание шин и сбросить давление.

Сварной / золотниковый дифференциал:

Сварные дифференциалы, по сути, такие же, как заблокированный дифференциал, только он был постоянно приварен из открытого дифференциала к фиксированной оси (также известный как дифференциал золотника). Обычно это делается только в определенных обстоятельствах, когда характеристики заблокированного дифференциала / Фиксированная ось, которая облегчает одновременное вращение обоих колес, желательны — например, в автомобилях, предназначенных для дрифта.

Обычно это не рекомендуется, так как тепло от сварки может снизить прочность компонентов и увеличить риск катастрофического отказа детали, что может даже привести к тому, что сломанные шестерни дифференциала вырвутся через корпус дифференциала и представляют опасность для других участников дорожного движения и пешеходов.

Дифференциал повышенного трения:

LSD объединяет преимущества открытого и заблокированного дифференциалов в более сложной системе. Есть две категории, которые используют разные формы сопротивления для достижения одного и того же эффекта:

Механическое сцепление LSD:

Этот тип LSD окружает ту же самую центральную шестерню, видимую на открытом дифференциале, с парой нажимных колец, которые оказывают усилие на два набора дисков сцепления, расположенных рядом с шестернями.Это обеспечивает сопротивление независимому вращению колес, изменяя эффект дифференциала с открытого на заблокированный — и обеспечивая ему повышенное тяговое усилие, которое этот тип выигрывает от более открытого дифференциала.

На этом разрезе вы можете видеть нажимные кольца (также срезанные), окружающие центральные шестерни, которые при вращении раздвигаются центральными шестернями, которые прижимаются к угловым поверхностям. Это движение толкает нажимные кольца на пакеты сцепления (желтый и синий) с обеих сторон, создавая сопротивление и изменяя поведение оси с открытого на фиксированный эффект.

Блоки управления двигателем

с механической муфтой также подразделяются на подтипы, которые ведут себя немного по-разному и изменяются при воздействии давления на диски сцепления и прижимные кольца:

• В одностороннем LSD давление возникает только при ускорении. Это означает, что при прохождении поворотов и отключении мощности дифференциал ведет себя как открытый тип, позволяя им поворачиваться независимо, но при ускорении принудительное вращение дифференциала создает трение в дисках сцепления, блокируя их на месте, чтобы получить больше тяги.
• A Двусторонний LSD делает шаг вперед и оказывает давление на диски сцепления также при замедлении, чтобы улучшить устойчивость при торможении на дорожном покрытии с изменчивой поверхностью.
• Модель с полуторным ходом снова пытается объединить лучшее из обоих подтипов, оказывая большее давление при ускорении и меньшее — при замедлении.

Обратной стороной механических LSD является то, что они требуют регулярного обслуживания для поддержания работоспособности и склонны к полному износу, что приводит к дорогостоящей замене деталей.

Вязкий LSD:

Второй тип дифференциала повышенного трения, в котором вместо муфт используется густая жидкость для создания сопротивления, необходимого для изменения поведения дифференциала между открытым и заблокированным. Из-за того, что у них меньше движущихся частей, чем у механических LSD, VLSD проще, но по сравнению с ними имеют более широкий спектр преимуществ и недостатков.

В своей базовой работе эффект более плавный в применении, чем механические LSD, поскольку сопротивление растет в унисон со скоростью, на которой движутся колеса по сравнению с корпусом дифференциала, обеспечивая очень постепенное увеличение.

VLSD также могут направлять крутящий момент более эффективно на колесо, у которого больше тяги . Поскольку жидкость действует так, чтобы сопротивляться пониженной скорости, если колесо когда-либо теряет сцепление и вращается, разница в скорости между двумя колесами внутри дифференциала создает большее сопротивление на более медленном колесе, передавая больший крутящий момент от ведущего вала на него.

VLSD становятся менее эффективными при длительном использовании, поскольку жидкость нагревается, они становятся менее вязкими и обеспечивают меньшее сопротивление.Он также не может блокироваться так же полно, как механический LSD, из-за того, что жидкость не может обеспечить абсолютное сопротивление в подходящем пространстве.

Недостатком как механических, так и вязких LSD является то, что система не всегда эффективно направляет крутящий момент во время прохождения поворотов на высокой скорости, поскольку она может интерпретировать более быстро движущееся внешнее колесо как потерю сцепления. Затем он передает крутящий момент на внутреннее колесо, создавая избыточную / недостаточную поворачиваемость в момент, противоположный тому, когда это необходимо.

Дифференциал Torsen:

Дифференциал Torsen ( Tor que — Sen sing) использует хитроумную передачу, обеспечивающую тот же эффект, что и дифференциал с ограниченным скольжением, без необходимости использования муфт или гидравлического сопротивления.

Это достигается за счет добавления слоя червячной передачи к традиционной системе передач открытого дифференциала. Эти комплекты червячных шестерен, действующих на каждую ось, обеспечивают сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента, которое затем достигается за счет постоянного зацепления червячных шестерен друг с другом через соединенные прямозубые цилиндрические шестерни.

_{На первом и втором изображениях показаны три пары червячных шестерен, находящихся в зацеплении с каждой половиной оси — с цилиндрическими шестернями на конце каждого червяка, соединяющими пары.Именно это соединение передает крутящий момент от одного колеса к другому, когда одна ось начинает вращаться быстрее, чем другая. В то время как первое и второе изображения имеют оригинальный дизайн торсена, третье изображение представляет собой вторую версию дифференциала торсена. В новой конструкции червячные шестерни переставлены на одной оси с осями, но при этом выполняют то же механическое действие. Каждая червячная передача все еще находится в контакте со своей парой, и только одна сторона оси с промежутками в шестерне удаляет зацепление с другой стороны.}

Постоянное зацепление между двумя сторонами дифференциала дает дополнительное преимущество, заключающееся в немедленной передаче крутящего момента, что делает его чрезвычайно чувствительным к изменению дороги и условий движения.

В то время как открытый дифференциал всегда должен распределять крутящий момент 50/50 между каждым колесом, дифференциал Torsen способен направлять больший процент крутящего момента через одно колесо в зависимости от передаточных чисел шестерен. Этот устраняет ограничение мощности, которое испытывают открытые дифференциалы , потому что величина доступного крутящего момента не ограничивается величиной тяги в любом колесе.

Кроме того, зубчатая передача также может быть обработана таким образом, чтобы придавать другое соотношение сопротивления при ускорении и замедлении, как это делает полутораходовой дифференциал повышенного трения.

Все это достигается механически без использования электроники или каких-либо скоропортящихся деталей, приносимых в жертву трению, и в целом дифференциал Torsen является превосходной механической системой , которая сочетает в себе основные преимущества всех перечисленных ранее типов дифференциалов.

Прочтите наш блог о трансмиссиях с двойным сцеплением и принципах их работы

Активный дифференциал:

Очень похожий на дифференциал повышенного трения, в активном дифференциале по-прежнему используются механизмы, обеспечивающие сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента с одной стороны на другую, но вместо того, чтобы полагаться на чисто механическую силу, эти муфты могут активироваться электронным способом.

Активный дифференциал может использовать электронику для искусственного изменения механических сил, которые система испытывает при изменении условий движения.Это делает их управляемыми и, следовательно, программируемыми, а с помощью ряда датчиков на транспортном средстве компьютер может автоматически определять, на какие ведущие колеса и когда направить мощность.

Это радикально улучшает характеристики, особенно на несовершенных дорожных покрытиях, и особенно нравится водителям ралли, чьи автомобили выдерживают быстро меняющиеся условия вождения и нуждаются в системе, которая может не отставать от их непрерывных регулировок транспортного средства.

Дифференциал с вектором крутящего момента:

TVD продвигает эту усовершенствованную с помощью электроники систему еще дальше, используя ее для управления углом или вектором транспортного средства в поворотах и ​​выходе из них, побуждая определенные колеса получать больший крутящий момент в ключевые моменты, что улучшает характеристики прохождения поворотов.

Активируя сцепление, противоположное тому, что обычно включает LSD с чисто механическим приводом, вы можете использовать этот эффект для помощи в рулевом управлении, одновременно снижая мощность, преодолевая недостатки системы LSD.

При входе в поворот, многоходовой LSD оказывает сопротивление обоим колесам, чтобы хотя бы частично заблокировать ось и стабилизировать ее при торможении, которое затем высвобождается, когда скорость колеса падает и автомобиль поворачивает, позволяя колесам вращаться. на разных скоростях.

Однако, вместо того, чтобы ослабить сопротивление на обоих колесах, TVD продолжает активировать сцепление только на внешнем колесе, увеличивая сопротивление, испытываемое этим колесом, и заставляя систему передавать через него больший крутящий момент. Этот дисбаланс внешней силы способствует более резкому повороту автомобиля в повороте и снижению недостаточной поворачиваемости.

Продолжая прилагать это сопротивление через поворот, когда транспортное средство проходит вершину и начинает ускоряться, оно будет продолжать игнорировать нормальный многосторонний LSD, который снова будет интерпретировать более быстрое движение внешнего колеса как пробуксовку и отвлекать крутящий момент во время ускорения до внутреннее колесо, которое воспринимается как лучшее сцепление.

Когда TVD оказывает большее сопротивление сцеплению внешних колес, обманывает систему, заставляя через нее отводить больший крутящий момент — увеличивая мощность, которую можно приложить , и уменьшая недостаточную поворачиваемость, возникающую при ускорении на выходе из поворота.

_{Желтая стрелка указывает на передачу крутящего момента, происходящую через угол, создаваемую искусственным сопротивлением, оказываемым TVD на внешнее колесо. Это обеспечивает большее ускорение на выходе из поворота, в то же время повышая поворачиваемость автомобиля.}

Дифференциал с векторизацией крутящего момента способен передавать 100% доступного крутящего момента через одно колесо, когда это необходимо в самых экстремальных обстоятельствах.

Обратной стороной системы является то, что она очень сложна и очень дорога, и обычно используется только для гонок / треков из-за ее потенциала для прохождения поворотов на высокой скорости.

У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, и хотя более сложные системы, как правило, лучше, их стоимость намного превышает стоимость более простых систем.

Как и в случае с любым другим автомобилем, польза, которую вы получите от каждой системы, зависит от того, что именно вы будете делать со своим автомобилем и на что вам нужен дифференциал. У вас не будет особой необходимости в дифференциале векторизации крутящего момента при посещении местного супермаркета, если вы не воображаете себя в следующем WRC и не можете позволить себе штраф — но вам может понадобиться дифференциал блокировки, если вы живете в сельской местности. лучше доступен для внедорожника.

Щелкните здесь для визуального просмотра различных типов дифференциала.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Типы замков — Полное руководство

Когда дело доходит до повышения вашей физической безопасности, иногда это может быть сложной задачей, так как на первый взгляд кажется, что существует бесконечное количество различных типов замков.

И еще более обескураживает попытка определить степень защиты, которую предлагают эти разные замки.

Но на самом деле все замки в теории — очень простые существа, и их не стоит бояться.

Цель этого руководства — помочь вам двумя способами: помочь определить, какие типы замков лучше всего подходят для ваших нужд, и разъяснить, какие соображения безопасности следует учитывать для каждого типа блокировки.

Кроме того, мы даем рекомендации для каждого типа блокировки, которые можно найти, щелкнув связанные изображения.

Типы замков

1. Замок навесной
2. Замок ручки
3. Ригель
4. Замок ручки рычага
5. Кулачковый замок
6. Замок врезной
7. Цилиндр европейский профиль
8. Джимми Пруф Дэдболт

Вы также можете прочитать:

Замки навесные

Навесные замки

обычно никогда не прикрепляются к чему-либо постоянно и являются единственным переносным типом замков.Они используют кандалы, чтобы закрепить интересующий предмет, и бывают самых разных размеров. Обычно существует два стиля навесных замков — с ключом и комбинация — и оба имеют три основных компонента: корпус, дужку и запорный механизм.

Keyed висячих, как следует из названия, использует ключ, чтобы расцепить механизм блокировки.

Это могут быть замки с удержанием ключа или без него. Навесные замки с удерживанием ключа не позволяют вынуть ключ при открытом замке.

Замки без ключа, с другой стороны, позволяют извлекать ключ, когда замок открыт. Кроме того, висячие замки с ключами иногда могут быть повторно замкнутыми, что означает, что цилиндр ключа можно снять и заменить новым, что позволит вам использовать новый ключ.

Замки

очень легко взломать, поскольку их можно сломать силой — например, болторезом, молотком или просверливанием — или обойти более тонкими способами, такими как отмычка или установка прокладок.

В кодовых замках

используется серия цифр, открывающая замок при вводе в правильной последовательности.Эти замки имеют те же недостатки, что и навесные замки с ключом, но, кроме того, их можно расшифровать с помощью комбинационного взлома, такого как взлом мастер-замка.

Замки с ручкой

Ручка замки наиболее часто встречаются в жилых домах в качестве основного устройства блокировки на внутренних и наружных дверей. Эти замки имеют цилиндр для ключа, расположенный с одной стороны, и вращающуюся ручку с другой, которая управляет запорным механизмом. При использовании этих замков на внешних дверях они всегда должны сопровождаться второстепенным замком, например, засовом, так как они очень легко поддаются атаке методом грубой силы.Все, что требуется, — это молоток, чтобы сбить ручку, и плоскогубцы, чтобы освободить запорный механизм, чтобы кто-нибудь смог обойти эти замки. Они также очень склонны к взлому замков и прокладкам.

Ригели

Ригели чаще всего встречаются на внешних дверях жилых домов и обычно сопровождаются замком с ручкой. В засовах используется вращающийся цилиндр, который вбивает засов в дверную раму, которую нельзя отвести, пока цилиндр замка снова не повернется.

Эти замки гораздо более устойчивы к атакам методом грубой силы и непроницаемы для шимминга, но могут стать жертвой взлома замка.Поскольку в этих замках обычно используется блокирующий механизм с тумблером, вы можете проверить надежность засова, обучившись открывать замок. Существует три варианта засова: с одним цилиндром, с двойным цилиндром и с блокируемым поворотным пальцем.

Одноцилиндровые засовы — это то, что вы чаще всего видите в жилых домах. Эти замки имеют две отдельные методы активации механизма блокировки. С одной стороны у вас есть цилиндр ключа, а с другой — поворотный палец. Затвор с двойным цилиндром, с другой стороны, использует цилиндр для ключа с обеих сторон замка.Эти замки представляют собой потенциальную опасность возгорания, так как вам понадобится ключ, чтобы открыть дверь изнутри.

Последний вариант засова — поворотная ручка с блокировкой. Этот ригель похож на одноцилиндровый, поскольку он имеет цилиндр для ключа с одной стороны и большой палец на другой. Единственное отличие состоит в том, что на поворотной ручке есть запираемый цилиндр для ключа, позволяющий заблокировать поворотную ручку. Эти замки обладают преимуществами как одно-, так и двухцилиндровых ригелей.

Вы можете значительно повысить надежность засова, установив откидную крышку.Эти изящные устройства имеют защелку, которая переворачивает ручку поворота засова и не дает ей вращаться. В результате засов становится невосприимчивым к отмычкам, отбойным ключам и даже к ключу снаружи. Откидные ограждения могут быть установлены за считанные минуты и являются относительно дешевым вложением для такого огромного повышения безопасности.

Замки ручки рычага

Эти замки обычно устанавливаются на внутренних дверях коммерческих зданий. Они используют рычаг, который может качаться вверх или вниз, чтобы освободить затвор.Как и у ручных замков, у них есть цилиндр для ключа с одной стороны и поворотная ручка с другой.

Поскольку в них используется рычаг, их очень легко открыть, что делает их идеальными для использования в коммерческих условиях и в местах с ограниченными физическими возможностями.

Эти типы замков могут быть взломаны с помощью взлома замков и атак грубой силы и крутящего момента, таких как внезапное приложение всего вашего веса к рычагу. Однако в некоторых ручных замках с рычагом используются рычаги «сцепления», которые не будут оказывать давление на запорный механизм, если к рычагу, когда он заблокирован, прикладывается сила.

Кулачковые замки

Кулачковые замки — это защелки, которые обычно используются в картотечных шкафах, сейфах и других устройствах низкого уровня безопасности. В этих замках используется небольшой плоский металлический наконечник, называемый «кулачком», который с помощью ключа поворачивает кулачок в прорезь в двери и из нее.

Они могут вращаться как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, и существует множество кулачков, которые можно использовать. Кулачковые замки обычно используют либо штифт-тумблер, либо трубчатый запорный механизм, которые чрезвычайно просто вскрыть.

Замки врезные

Врезной замок использует два разных типа замков, объединенных в одно устройство. Во-первых, он включает в себя подпружиненную защелку без фиксации, которая управляется ручкой рычага. Кроме того, он имеет засов, который используется в качестве дополнительной защиты.

Эти замки имеют двойное действие, что означает, что они действуют как дверная ручка и засов. Для установки врезных замков требуется гораздо больше навыков, чем для установки традиционных замков с ручкой или засова, но они являются значительно более прочными замками. Как и обычные засовы, они уязвимы для взлома, но обеспечивают большую защиту от взлома.

Европрофильные цилиндры

Цилиндры с профилем евро

чаще всего используются в жилых домах и других запорных устройствах по всей Европе и Азии. Их также можно найти в некоторых раздвижных дверях в Северной Америке.

Есть три разновидности этих замков: одноцилиндровый, двухцилиндровый и одноцилиндровый с поворотной ручкой. Одноцилиндровый использует ключ или поворотный палец с одной стороны, который приводит в действие запорный механизм.

Вы, вероятно, увидите их в раздвижных дверях, которые можно запирать и отпирать только изнутри.Двойной цилиндр, как ригель, использует ключ для управления запирающими механизмами с обеих сторон замка. Как и в случае с засовом, существует также разновидность, в которой с одной стороны используется запорный цилиндр, а с другой — поворотный большой палец.

Эти блокировки подвержены особому типу атаки методом грубой силы, называемому снятием блокировки. Кроме того, если длина замка не соответствует толщине двери, злоумышленнику будет гораздо проще использовать этот метод взлома замка.

В то время как некоторые — например, Yale Anti-Snap, как показано слева — имеют переднюю часть с защелкой для защиты от таких атак, они по-прежнему бессильны против взлома замка.

Джимми Доказательство засова

Засовы Jimmy Proof обычно встречаются в старых квартирах и двойных дверях. Эти замки устанавливаются на внутренней стороне двери и очень просты в установке.

Идея создания этих замков заключалась в том, чтобы помешать взломщикам вмешиваться в механизм запирания с засовом и проникнуть внутрь, просто оторвав дверную коробку ломом.В замках этих типов используются два блокирующихся вертикальных ригеля, которые попадают в запорную планку, когда замок включен.

Ригельные засовы

Jimmy Proof обычно используют один цилиндр, в котором используется ключ с одной стороны и поворотная ручка с другой.

Кроме того, эти засовы иногда имеют уникальный переключатель, который позволяет заблокировать засов, так что даже ключ не может вывести замок из зацепления снаружи. Этот вторичный замок делает эти замки непроницаемыми для взлома.

4 различных типа дифференциалов (и как они работают)

Последнее обновление 11 мая 2020 г.

Дифференциалы имеют долгую историю, которая, по мнению многих, восходит к 1-му тысячелетию до нашей эры и была зарегистрирована Китаем.

Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.

Хотя в то время у них не было машин, колесницы, повозки и повозки по-прежнему испытывали проблему проскальзывания колес и их волочения при поворотах, что приводило к повреждению колес, осей и дорог. Чтобы избежать этого, был изобретен простой дифференциал.

Сегодня в транспортных средствах используются четыре основных типа дифференциалов. Вот они с кратким описанием каждого типа.

Типы дифференциалов в легковых и грузовых автомобилях

Открытый дифференциал

Этот тип дифференциала является самым основным и позволяет изменять только частоту вращения или пробуксовку отдельных колес.В оптимальных дорожных условиях это позволяет внешнему колесу вращаться быстрее, чем внутреннему колесу. Проблема в том, что дорожные условия не идеальны, например, на мокром асфальте, льду, снегу или гравии.

С открытым дифференциалом крутящий момент двигателя по-прежнему передается, даже если колесо имеет нулевое сцепление с дорогой, так что скользящая шина просто вращается и никуда не уходит.

Открытые дифференциалы сегодня встречаются у большинства транспортных средств на дорогах, поэтому, вообще говоря, стоимость ремонта дифференциала меньше, чем у других типов дифференциалов (если та же ось).

Дифференциал повышенного трения

В идеальных дорожных условиях дифференциал повышенного трения действует так же, как открытый дифференциал, и передает крутящий момент независимо на каждое колесо.

Но при резком повороте или резком ускорении, когда открытый дифференциал обычно вызывает скольжение шины, дифференциал ограниченного трения предотвращает передачу нормального крутящего момента на скользящую шину (с наименьшим сопротивлением).

Это достигается за счет использования муфт и пластин внутри дифференциала.Это позволяет автомобилю преодолевать повороты, с которыми может столкнуться автомобиль с открытым дифференциалом. Гоночные автомобили и другие транспортные средства с высокими характеристиками (а также некоторые внедорожники) используют дифференциалы повышенного трения.

Блокировка дифференциала

Встречающаяся на многих внедорожниках и некоторых автомобилях с высокими характеристиками, блокировка дифференциалов использует муфты и пружины для активации блокировки, которая передает одинаковое количество мощности на каждое колесо независимо от ситуации с тягой. По сути, это создает фиксированную ось.

Преимущество заключается в способности заблокированного дифференциала получить большее тяговое усилие, поскольку полный крутящий момент всегда доступен для колеса и не ограничен более низким сцеплением с дорогой одного колеса.

На более высоких скоростях это отрицательно, но при движении по бездорожью или скалолазанию это большое преимущество.

См. Также: дифференциал с ограниченным проскальзыванием и дифференциал блокировки

Дифференциал с векторизацией крутящего момента

Самый сложный и продвинутый тип дифференциала, дифференциал с векторизацией крутящего момента, использует набор датчиков и электроники для получения данных от различных вещи (дорожное покрытие, положение дроссельной заслонки, система рулевого управления и т. д.) для включения сцепления с электронным управлением и контроллера.

Также известные как активные дифференциалы, они работают наиболее эффективно, что приводит к действительно динамичному и высокопроизводительному вождению. Дифференциалы с вектором крутящего момента можно найти в некоторых высокопроизводительных заднеприводных и полноприводных автомобилях.

Как работает дифференциал

Все автомобили имеют либо передний, либо задний дифференциал как часть моста. Автомобиль с передним приводом будет иметь передний дифференциал, а автомобиль с задним приводом — задний.

Если у автомобиля полный привод, то он может иметь как передний, так и задний дифференциалы.

Дифференциал можно определить как коробку передач, которая имеет 3 общих элемента: боковую шестерню, коронную шестерню и ведущую шестерню. Его задача — управлять колесной парой на оси, но позволяя им вращаться с разной скоростью.

Это необходимо, когда ваша машина поворачивает на дорогу. Когда вы совершаете поворот, внешнему колесу необходимо преодолеть большее расстояние, чем внутреннему колесу, поэтому внешнее колесо должно вращаться быстрее.Дифференциал позволяет этому случиться.

Передний двигатель / задний привод (FR) Тип

Изображение предоставлено: HowStuffWorks.com

Двигатель → Трансмиссия → Приводной вал → Задний дифференциал → Осевой вал → Задние колеса

Передний двигатель / Передний привод (FF) Тип

Изображение предоставлено: HowStuffWorks.com Двигатель

→ Коробка передач и встроенный передний дифференциал → Передние колеса

Тип привода на четыре колеса

Изображение предоставлено: HowStuffWorks.com Двигатель

→ Трансмиссия → Раздаточная коробка → Вал переднего и заднего привода → Передний и задний Дифференциал → Вал переднего привода и вал заднего моста → Передние и задние колеса

Исходя из приведенной выше информации, в настройке передний двигатель / передний привод используется передний дифференциал, встроенный вместе с трансмиссией / коробкой передач.Это означает, что ремонт этой установки зачастую дороже, чем другие.

Для ремонта дифференциала также необходимо снять и разобрать коробку передач.

блокировка дифференциала — английское определение, грамматика, произношение, синонимы и примеры

Блокировка дифференциала доработок патенты-wipo патенты-wipo

Блокировка дифференциала в сборе патенты-wipo патенты-wipo

Улучшенная блокировка дифференциала , включая упругие дисковые средства патенты-wipo патенты-wipo

Их двигатели способны развивать максимальное тяговое усилие, например, при использовании дифференциала с блокировкой .Eurlex2019 Eurlex2019

В 2009 году вся линейка Adventure (Doblò, Idea, Strada и Palio Weekend) была оснащена блокируемым дифференциалом . WikiMatrix WikiMatrix

Блокировка дифференциала для автомобиля включает в себя поворотный корпус и механизм дифференциала, поддерживаемый в корпусе. патенты-wipo патенты-wipo

Стратегия управления при работе с блокируемым дифференциалом патенты-wipo патенты-wipo

Привод, имеющий блокирующий дифференциал и блок управления для управления работой блокируемого дифференциала .патенты-wipo патенты-wipo

Описан датчик для определения включения / выключения блокирующего дифференциала или другой блокирующей передачи. патенты-wipo патенты-wipo

Ось управляемая с самоблокирующейся передачей дифференциала патенты-wipo патенты-wipo

Блокировка дифференциала патенты-wipo патенты-wipo

Блокирующий дифференциал (24) предусмотрен для выборочной блокировки первой оси (40a) на второй оси (40b).патенты-wipo патенты-wipo

Также предоставляется способ управления блокируемым дифференциалом . патенты-wipo патенты-wipo

Колея задняя — , блокировка дифференциала . OpenSubtitles2018.v3 OpenSubtitles2018.v3

Самоблокирующийся дифференциал с оптимизированными углами рампы патенты-wipo патенты-wipo

Блокировка дифференциала , включая средства удержания расцепления патенты-wipo патенты-wipo

Блокируемый дифференциал с гидравлическим приводом с продольным поршнем патенты-wipo патенты-wipo

Но нет коробки передач с низким диапазоном, нет управления высокой скоростью и нет блокировки дифференциалов .OpenSubtitles2018.v3 OpenSubtitles2018.v3

Небольшой вес автомобиля и самоблокирующийся дифференциал ZF компенсировали отсутствие возможностей 4 × 4. WikiMatrix WikiMatrix

Самостоятельная блокировка дифференциала шестерня патенты-wipo патенты-wipo

Уравнения в частных производных — Wikiversity

Уравнения в частных производных (PDE) являются наиболее распространенным методом моделирования физических проблем в инженерии. Методы конечных элементов — один из многих способов решения уравнений в частных производных.В этом раздаточном материале рассматриваются основы PDE и кратко обсуждаются некоторые классы PDE. Содержание основано на Уравнениях в частных производных в механике томах 1 и 2 авторства A.P.S. Сельвадураи и Нелинейные конечные элементы сплошных сред и структур Т. Беличко, В.К. Лю и Б. Моран.

PDE — это отношение между неизвестной функцией нескольких переменных и ее частными производными.

Пусть u (x1, x2, x3, t) {\ displaystyle u (x_ {1}, x_ {2}, x_ {3}, t)} будет неизвестной функцией.Независимые переменные : x1 {\ displaystyle x_ {1}}, x2 {\ displaystyle x_ {2}}, x3 {\ displaystyle x_ {3}} и t {\ displaystyle t}. Мы обычно пишем

u = u (x1, x2, x3, t) {\ displaystyle u = u (x_ {1}, x_ {2}, x_ {3}, t)}

и скажем, что u {\ displaystyle u } — это зависимая переменная .

Частные производные обозначаются такими выражениями, как

u, 1 = ∂u∂x1; u, 2 = ∂u∂x2; u, 11 = ∂2u∂x1∂x1≡∂2u∂x12; u, 12 = ∂2u∂x1∂x2. {2}}} & = 0 ~~~~ {\ text {является PDE второго порядка.{4} & = 0 ~~~ {\ text {является PDE первого порядка.}} \ End {выравнивается}}}

A linear PDE — это PDE первой степени по всем своим полевым переменным и частные производные. Например,

∂u∂x1 + ∂u∂x2 = 0 является линейным. ∂u∂x1 + (∂u∂x2) 2 = 0 нелинейным. ∂u∂x1 + ∂u∂x2 + u2 = 0 нелинейным. ∂2u∂x12 + ∂2u∂x22 = x1 является линейным. ∂2u∂x12 + u∂2u∂x22 = 0 квазилинейным. {\ Displaystyle {\ begin {align} {\ frac {\ partial u} {\ partial x_ {1}}} + {\ frac {\ partial u} {\ partial x_ {2}}} & = 0 ~~~ {\ text {является линейным}} ~.{2}}} & = 0 ~~~ {\ text {квазилинейно}} ~. \ End {выравнивается}}}

Вышеупомянутые уравнения также могут быть записаны в обозначениях операторов как

D (u) = 0, где D: = ∂∂x1 + ∂∂x2 .D (u) = 0, где D: = ∂∂x1 + (∂∂x2) 2 .D (u) = 0, где D: = ∂ ∂x1 + ∂∂x2 + u2 .D (u) = x1, где D: = ∂2∂x12 + ∂2∂x22 .D (u) = 0, где D: = ∂2∂x12 + u∂2∂x22. {\ displaystyle {\ begin {align} D (u) = 0 & ~~ {\ text {where}} ~~ D: = {\ frac {\ partial} {\ partial x_ {1}}} + {\ frac {\ partial } {\ partial x_ {2}}} ~. {2} ~.{2}}} ~. \ End {align}}}

Пусть L {\ displaystyle L} — линейный оператор. Тогда линейное уравнение в частных производных можно записать в виде

L (u) = f (x1, x2, x3, t). {\ Displaystyle L (u) = f (x_ {1}, x_ {2}, x_ {3}, t) ~.}

Если f (x1, x2, x3, t) = 0 {\ displaystyle f (x_ {1}, x_ {2}, x_ {3}, t) = 0}, PDE называется однородным . Например,

∂u∂t + ∂u∂x1 + ∂u∂x2 + ∂u∂x3 = 0 однородно. ∂u∂t + ∂u∂x1 + ∂u∂x2 + ∂u∂x3 = x1 + x2 неоднородно.{\ displaystyle {\ begin {align} {\ frac {\ partial u} {\ partial t}} + {\ frac {\ partial u} {\ partial x_ {1}}} + {\ frac {\ partial u} {\ partial x_ {2}}} + {\ frac {\ partial u} {\ partial x_ {3}}} & = 0 ~~~ {\ text {однородно}} ~. \\ {\ frac {\ частичный u} {\ partial t}} + {\ frac {\ partial u} {\ partial x_ {1}}} + {\ frac {\ partial u} {\ partial x_ {2}}} + {\ frac { \ partial u} {\ partial x_ {3}}} & = x_ {1} + x_ {2} ~~~ {\ text {неоднородно}} ~. \\\ конец {выровнено}}}

Эллиптический , Гиперболические и параболические УЧП [править | править источник]

Обычно в механике встречаются три типа УЧП второго порядка.Они классифицируются как эллиптические , гиперболические и параболические .

Уравнения упругости (без инерционных членов) представляют собой эллиптических УЧП . Гиперболические УЧП описывают явления распространения волн. Жара Уравнение проводимости является примером параболического PDE .

Каждый тип PDE имеет определенные характеристики, которые помогают определить, конкретный подход конечных элементов подходит для проблемы описано PDE.Интересно, что простое знание типа PDE может дать понимание того, насколько гладким является решение, как быстро распространяется информация, и влияние начальных и граничных условий.

• В гиперболических УЧП гладкость решения зависит от гладкости начальных и граничных условий. Например, если есть скачок данных в начале или на границах, то скачок будет распространяться как скачок в решении. Если, кроме того, PDE является нелинейным, , то могут возникнуть удары, даже если начальные и граничные условия гладкие.