Дифференциал в автомобиле играет роль распределяющего элемента, позволяя вращаться колесам с различной скоростью. Это необходимо для нормальной езды в обыкновенных городских условиях, но на бездорожье становится существенным минусом, ограничивая проходимость автомобиля. Поэтому некоторые авто оснащаются специальной блокировкой дифференциала - что это, как функционирует и какие бывают её виды - обо всём этом читайте далее.
Переход в этот диапазон значительно зависит от запуска блокировки. Это дает водителю значимую обратную связь относительно тягового потенциала задней оси, позволяя ему измерять его ускорение на оптимальном уровне. Но разве использование блокировки дифференциала увеличивает вес автомобиля?
Да, он весит около 10 кг больше, чем обычный открытый дифференциал, но он расположен в правильном положении, сзади и снизу, что означает, что он оказывает положительное влияние на центр тяжести при оптимизации тяги транспортного средства. Какова «активная» часть дифференциала?
Блокировка дифференциала - что это такое и как функционирует
Блокировка дифференциала даёт возможность существенно увеличить крутящий момент у того колеса, которое имеет наиболее лучшее сцепление с дорогой. В ситуациях с диагональным вывешиванием автомобиля или прохождения им сложных грязевых участков блокировка необходима, иначе колесо с меньшим сцеплением возьмёт за себя весь крутящий момент и транспортное средство теряет возможность дальнейшего продвижения. Выражается это, простыми словами, в буксовке и застревании, либо вообще в отсутствии возможности сдвинуться с места (например, при заезде на камни или холмики задним левым и передним правым колесами, когда заднее правое и переднее левое оказываются в воздухе). На крайнем мероприятии, в котором участвовал клуб, при выезде за , один из наших экипажей на Лада4х4 как раз демонстрировал работу самоблокирующегося дифференциала и его пользу при преодолении брода.
Активный означает, что в автомобиль встроен целый ряд датчиков, которые способны идентифицировать дорожные условия, рассчитать оптимальную степень блокировки и соответственно активировать замок с помощью электродвигателя. Центральными входными переменными являются крутящий момент, отдельные скорости вращения колес, боковое ускорение и скорость движения.
Тогда есть угол поворота и скорость рыскания, а также несколько дополнительных факторов. Что вы подразумеваете под «оптимальным»? Оптимум означает, что водитель выигрывает от лучшей комбинации управляемости и тяги автомобиля. Независимо от того, является ли профессиональный водитель или относительно неопытным любителем, цель состоит в том, чтобы все водители могли ехать как можно быстрее вдоль ипподрома, сохраняя при этом хороший контроль над транспортным средством, конечно же, всегда с учетом их индивидуального мастерства и способности.
Блокировка дифференциала может выполняться путём соединения самого дифа с любой полуосью, что позволяет уменьшить скорость вращения сателлитов. Блокировать диф можно как полностью, так и частично:
Полная блокировка дифференциала подразумевает под собой полную сцепку, позволяющую почти на 100% передавать крутящий момент на ту ось с колесом, где лучше сцепление. В большинстве ситуаций на бездорожье такая блокировка считается самой оптимальной и предпочтительной;
Кроме того, требования, предъявляемые к запирающему механизму, подобному этому, в неблагоприятных условиях, таких как лед и снег, совершенно отличаются от требований, предъявляемых к сухим ипподромам. Так пассивные системы менее эффективны в этом? Пассивные системы в основном реагируют на одну входную переменную. В зависимости от их конструкции это либо дифференциальная скорость задних колес, либо крутящий момент двигателя. Поэтому можно более точно реагировать на определенную дорожную ситуацию. Кроме того, активная система не только реагирует, но и сама может действовать.
Частичная блокировка дифференциала функционирует по аналогии с жесткой, но передаёт крутящий момент туда, где есть более высокое сцепление не полностью, а лишь на какой-то определенный процент от 100.
Важным фактом в понимании работы блокировки дифференциала выступает такая штука, как коэффициент блокировки, отображающий соотношение крутящего момента (далее КМ) между шинами с лучшим и худшим сцеплением. Так, на свободном дифференциале он равен единице, что означает одинаковый КМ у обеих шин. На заблокированном же дифе этот коэффициент уже существенно выше (как правило, от трёх до пяти. Возможность сделать его выше есть, но таким образом можно быстро сломать трансмиссию или её определенные элементы).
Это приводит к повышению прозрачности с точки зрения поведения транспортных средств, а также лучшей управляемости. Итак, в значительной степени искусство состоит в том, чтобы достичь правильной настройки? В целом, это повторяющийся процесс. Ответственные инженеры проводят совместные испытания. Взаимодействие отдельных систем оптимизируется по мере их разработки. Наши тесты проводятся на различных дорожках в самых разных условиях, например, в Северной Швеции зимой и на Нюрбургринге летом.
В каких ситуациях блокировка дифференциала оказывает наибольшее влияние на динамику транспортного средства? Дифференциал можно почувствовать наиболее четко при движении по быстрым или узким изгибам. Например, если автомобиль ускоряется из шпильки в проходе, вы заметите это очень четко.
Блокировка дифференциала чаще всего встречается как межколесная, так и межосевая. В основном устанавливают блокировку в задний мост, так как при монтаже её в передний привод управляемость автомобиля существенно снижается. Хотя для прохождения прямых и коротких участков две блокировки будут предпочтительнее одной в заднем мосту. Но чаще всего автомобили оснащаются именно задней блокировкой, которая без труда ставиться в дифференциалы большинства внедорожников - УАЗ, ВАЗ, многих зарубежных марок. А вот, к примеру, на некоторые современные варианты внедорожников, как модификации, блокировки дифференциала не будет вообще и возможность его установки пока под вопросом.
У каждого автомобиля есть дифференциал, но владельцы 4 × 4 и внедорожники, как правило, заботятся немного больше о том, что происходит с их - тип делает мир различий на трассах. Существуют различные типы дифференциалов, в том числе. Вот что вам нужно знать о преимуществах и недостатках каждого для внедорожников.
Дифференциал обсажен в центре передней и задней осей на 4 × Он состоит из набора шестерен, которые позволяют колесам вращаться. Эти шестерни преобразуют вращающееся движение с карданного вала в мощность, которая поступает на каждый из валов ведущей оси.
Принудительная и автоматическая блокировка дифференциала
Также нужно помнить, что блокировки заднего дифференциала (да и остальные) различаются способом включения - это может быть ручное, механическое включение или же автоматическое. Механическое включение также называют принудительным - водитель сам, по желанию, активирует блокировку дифференциала. Автоматика же срабатывает самостоятельно, при потере одним из колес сцепления до определенного момента. Автоматику также называют самоблокирующимися дифами или самоблоками. Подробнее о видах блокировки ниже:
Дифференциальные функции в трех ролях. Дифференциал передает мощность на разные колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью.
- Он направляет питание от двигателя на колеса.
- Он действует как конечная передача в вашем автомобиле.
«Открытый» дифференциал - это дифференциал, который не пытается контролировать скорость вращения каждого колеса. В результате открытые дифференциалы не очень хорошо работают для использования вне дорог, поскольку они обычно отправляют всю мощность от приводного вала на колесо с наименьшим количеством тяги.
- Низкая стоимость Адекватная для большинства ситуаций на дороге.
- Вся мощность передается на колесо с наименьшим количеством тяги.
Ручная блокировка дифференциала гарантирует полное, почти стопроцентное сцепление корпуса дифа с любой из полуосей. Сцепление осуществляется посредством кулачковой муфты, замыкающейся и размыкающейся, в свою очередь, посредством привода. Устройство, называемое приводом, можно ставить в разных вариантах. Бывает оно электрическим, механическим или гидравлическим (с пневматикой).
Механика очень проста - в кабине водителя есть рычаг, который тросами соединяется с муфтой. Приводя рычаг в нужное для блока положение джипер блокирует дифференциал и начинает преодолевать препятствие. Но блокировать таким образом диф можно только в стоящем на месте авто. Делать это при движении нельзя.
Гидравлика чуть сложнее - авто оснащается несколькими цилиндрами. А главным рабочим элементом пневмопривода становится пневмокамера.
Электронная блокировка дифференциала устроена чуть более сложно - тут замыкание муфты осуществляется посредством маленького двигателя. Но в работу это приводится просто - нажатием нужной кнопки прямо на панели приборов авто.
Ручное блокирование дифференциала возможно как в межосевом варианте, так и в межколесном и нужно помнить, что по обыкновенной дороге или просто твердой поверхности, когда все колеса имеют нормальное сцепление, ездить можно только в свободном режиме. Блок дифа ставят только для преодоления трудного участка дороги или бездорожья. Либо заранее, за несколько метров до начала участка, либо непосредственно в проблемной ситуации, когда машина уже застряла. Естественно, включать блок желательно заранее;
Что такое дифференциалы с ограниченным скольжением или «положительной тягой»?
Тем не менее, открытые дифференциалы можно найти на многих автомобилях, поскольку они, как правило, «достаточно хороши» для большинства приложений на дороге, и потому что они очень доступны. Если одно из ваших колес находится на листе льда, а другое - на тротуаре, шансы хорошие, вы не будете двигаться вперед с чисто открытым дифференциалом.
Самоблокирующийся дифференциал также называют дифференциалом повышенного трения или LSD (Limited Slip Differential).
На зарубежных, особенно стареньких внедорожниках, это очень популярный вид блокировки, который считается чем-то средним между полным блоком дифа и его не заблокированным состоянием. Вариативность обеспечивает автомобилю автоматическое реагирование на дорожные или бездорожные условия, передавая часть КМ на то колесо, у которого лучшее сцепление.
Можно разделить самоблокирующийся дифференциал на два типа - тот, который блокирует, обращая внимание на разный КМ колес и смотрящий на их разные угловые скорости.
Так, самоблок, работа которого основывается на разнице между угловыми скоростями, может быть представлен дисковым дифференциалом, вискомуфтой (дифференциалом с вязкостной муфтой) или же быть электронным. Во всех случаях блокировка производится непосредственно руководствуясь разницей между КМ колёс.
Ограниченные скольжения и положительные дифференциалы тяги посылают мощность на оба колеса с одинаковой скоростью при прямом движении. Если одно колесо теряет тягу и начинает быстрее, дифференциал автоматически направит крутящий момент на другое колесо. По сути, дифференциалы с ограниченным скольжением или позитроном тяги передают мощность от колеса, которое скользит к колесу, а это нет.
Дифференциалы с ограниченным скольжением могут функционировать с использованием любого количества механизмов: муфт, зубчатых колес, вязкой муфты и т.д. существует даже такая вещь, как ограниченный дифференциал скольжения, который ограничивает вращение колеса, электронным образом управляя тормозами на вращающемся колесе. У каждого механизма есть свои «плюсы и минусы», но большинство дифференциалов с ограниченным скольжением внедорожника используют систему сцепления для управления скоростью оси.
Такими самоблоками комплектовались , последний из которых недавно был выпущен и отправлен в музей.
Чуть позже будут тематические статьи о том, как работает дисковый дифференциал и как функционирует вискомуфта (вязкостная муфта).
Обычный, или свободный дифференциал обладает как плюсами, но и одним большим минусом. Все знают об одной «подлой» и «коварной» особенности дифференциала. О том, когда одно колесо стоит на скользком или плохом покрытии, а другое на поверхности с хорошим сцеплением, то будьте уверены – дифференциал обязательно найдёт колесо с полностью или почти отсутствующим сцеплением с дорогой, и всю тягу мотора перебросит на него – одним словом начнётся пробуксовка! И это относится не только к моноприводным машинам, но и к джипам с отключёнными или отсутствующими блокировками, где даже все три колёса на сухом отличном асфальте, а одно на льду или в грязи, то начнёт буксовать именно оно.
Несмотря на то, что они не идеально подходят для агрессивного использования вне дорог, они представляют собой отличный компромисс между способностью к бездорожью и повседневной управляемостью в доступном пакете. Он перенаправляется, когда захватное колесо начинает скользить. . Блокировка дифференциала блокирует скорость вращения валов оси, заставляя левое и правое колеса вращаться с той же скоростью. Это происходит независимо от того, какая ось имеет тягу или теряет сцепление.
Ключевое различие между выбираемыми шкафчиками и автоматическими шкафчиками - управляемость. Тем не менее, эта блокировка и разблокировка не совсем бесшовны, и это может привести к несчастному опыту вождения тротуаров. Блокировка и разблокировка также часто довольно громкие.
Одним словом работа свободного дифференциала обладает «особенностью», когда выражаясь научным языком, при пробуксовке одного колёса ведущей оси или осей, на другое/другие колесо/колёс распределяется, или передаётся крутящий момент, недостаточный для трогания с места! И как раз чтобы предотвратить это, придумана блокировка дифференциала. Называется самоблокирующийся дифференциал, или самоблок. Чтобы выполнить блокировку дифференциала необходимо выполнить одно из двух условий: соединение корпуса дифференциала с одной из полуосей; ограничение вращения сателлитов. Вот и ролью блокировки дифференциала является увеличение крутящего момента на колесе/колёс (оси) с лучшим сцеплением.
Выбираемые шкафчики, вероятно, лучше, чем автоматические шкафчики, но они могут быть довольно дорогими. Выбор - это просто переключатель, который управляет электрической или гидравлической системой, которая блокирует дифференциал. Когда вы переключаете переключатель, дифференциал заблокирован и идеально подходит для внедорожных задач. Когда вы отключите шкафчик, дифференциал открыт, а автомобиль легко проехать на улице.
Автоматические шкафчики могут быть громкими и назойливыми на улице, так как они часто начинают привыкать. Пока вы не привыкнете, вы можете «обмануть» свой автоматический дифференциал в замок, просто проехав по дороге. Заставляя оба колеса вращаться с одинаковой скоростью, шкафчик может иногда создавать ситуацию, которая защелкивает ось оси. Шкафчики могут оказывать большое влияние на оси. . Если мы просто говорим о бездорожье - и деньги не являются объектами - предпочтительный вариант выбора блокировки.
Бывает полная или частичная блокировка. Полная блокировка дифференциала означает жёсткое соединение частей дифференциала, при котором мощность двигателя может полностью может передаваться на колесо, у которого лучшее сцепление с дорогой.
Далее, при частичной блокировке дифференциала происходит ограничение величины, передаваемого усилия между свободными при обычных условиях частями дифференциала, и следовательно, связанное с ней увеличения крутящего момента на том колесе, у которого наилучшее сцеплением с дорогой.
При блокировке дифференциал является идеальным инструментом для серьезного бездорожья. Но на тротуаре дифференциал разблокируется, так что колеса могут вращаться с разной скоростью. Наконец, следует избегать открытых дифференциалов для использования вне дорог. Открытые дифференциалы отлично смотрятся на тротуаре, но они приходят в себя даже в мягких внедорожных ситуациях. В зависимости от вашей сборки правильный дифференциал может свести все вместе. Независимо от того, будут ли гоночные трассы, трек-гонки или просто увеличить свою уличную конструкцию, дифференциал качества может поддерживать ваши шины, вращаясь со скоростью, в которой они нуждаются.
Коэффициентом блокировки оценивается величина повышения/увеличения крутящего момента на свободном колесе. Проще говоря, коэффициент блокировки отвечает за отношение крутящего момента на отстающем, свободном колесе к моменту на забегающем колесе, или буксующем. Если симметричный свободный дифференциал, то коэффициент блокировки равен 1, так как на каждом из колёс крутящие моменты всегда равны. Но когда дифференциал заблокирован, то коэффициент блокировки может находиться в пределах 3-5. Однако, следует знать, что дальнейшее увеличение коэффициента блокировки крайне нежелательно, ибо может привести к поломке агрегатов трансмиссии.
Какова цель моего дифференциала?
Интегральная способность любого транспортного средства заключается в том, чтобы удерживать тягу в самых разных условиях. В этой статье мы рассмотрим критический компонент, который играет большую роль в тяге - дифференциал. Основная цель дифференциала - позволить колесам вращаться с разной скоростью. Дифференциалы принимают мощность, переданную от двигателя, и переводит ее в вращательное движение на колесах. Кроме того, он позволяет каждому ведомому колесу вращаться с разной скоростью, что необходимо в углу.
Как говорилось выше, блокировка дифференциала может применяться как на межколёсных дифференциалах на моноприводном авто, так и на межосевых дифференциалах. Они, как правило, бывают, как только для среднего дифференциала (большинство моделей имеют только такой тип, например Нива), так и заднего и среднего (множество джипов-профессионалов), и наконец, трёх, включая передний мост. Таким арсеналом обладают редкие профессиональные джипы, например Мерседес Джи-Ваген. Блокировку переднего дифференциала (межколесного) полноприводного автомобиля в обычных режимах обычно не включают, так как машина снижается управляемость, и машина начинает ехать плугом, то есть постоянно сносит и почти не слушается командам руля! Так что, такой режим – с тремя включенными блокировками, годиться только для очень тяжёлого бездорожья, и то когда машина прямо двигается.
Это особенно важно при повороте. При движении по углу наружные колеса действительно должны поворачиваться быстрее, чтобы завершить поворот с той же скоростью, что и внутренние колеса. Это связано с тем, что внешние колеса имеют большую окружность для перемещения и для завершения этого более длительного поворота за один и тот же промежуток времени, нужно поворачивать быстрее. Дифференциал позволяет именно это - внутреннее и внешнее колесо поворачиваться с разной скоростью и, следовательно, создает приятный, плавный поворот.
Кроме того, как было намечено выше, дифференциал помогает с тягой Мустанга. может управлять крутящим моментом таким образом, что если одно колесо скользит, оно уменьшает крутящий момент, идущий на колесо скольжения, и вместо этого применяет его к колесу с тягой.
Блокировка дифференциалов можно включить принудительно, вручную, или и это происходит автоматически. Ручная блокировка дифференциала включается по команде водителя, из салона при помощи соответствующих кнопок или рычагов. Автоблокировка дифференциала включается с помощью специальных технических механизмов – самоблокирующихся дифференциалов.
Цели дифференциалов заключаются в следующем.
- Передайте мощность двигателя на колеса.
- Акт как окончательное снижение передач от колес.
- Чтобы каждое колесо вращаться с разной скоростью.
По сути, в открытом дифференциале отсутствуют функции контроля тяги. Колесо, которое имеет наименьшее сопротивление, получит больше мощности и, следовательно, больше вращается. На сухом асфальте это не проблема. Но в условиях скользкой или высокой мощности тяга будет минимальной, поскольку одно колесо может вращаться, а другое ничего не делает.
О принудительной, или ручной блокировке дифференциала
Принудительную блокировку дифференциала можно включить, как правило, посредством кулачковой муфты, который, обеспечивает жёсткое соединение корпуса дифференциала и одной из его полуосей.
Замыкать или размыкать кулачковые муфты можно с помощью разных типов приводов. Таких как механического, электрического, пневматического или гидравлического.
Жёсткая принудительная блокировка. Данный тип применяется в межколесных и/или межосевых дифференциалах полноприводных версий автомобилей, преимущественно в профессиональных вездеходах. Применяется для преодоления внедорожником труднопроходимых участков, а при их преодоления обязательно выключается.
В конструкции механического привода объединяются рычаг и тросы или система рычагов. Путём перемещения водителем рычага в определенное положение включается блокировка дифференциала. Это должно происходить при неподвижном автомобиле. Полностью остановить машину, если он в движении, и только после этого включить или выключить. Правда, вот уже десять лет есть модели джипов, на которых можно включить/выключить прямо на ходу, на скоростях до 60-90 км/ч. В будущем, вероятно, появятся и более продвинутые эластичные системы подключения.
Гидравлический привод блокировки дифференциала состоит из главного и рабочего цилиндров. В пневматическом приводе исполнительным элементом является пневмоцилиндр, или пневмокамера. Чтобы замыкать муфты в электрическом приводе - применяется электромотор. Включение блокировки дифференциала, инициации привода производится нажатием соответствующей кнопки в салоне, который находится на панели приборов.
О самоблокирующемся дифференциале
Самоблокирующийся дифференциал имеет также и другое название – дифференциал повышенного трения, Limited Slip Differential, сокр. от LSD. По своей конструкции представляет собой компромисс между свободным дифференциалом и полной блокировкой дифференциала «в ноль», т.к. даёт реализовать при необходимости возможности и первого варианта и другого.
В автомобильном мире существует две категории самоблокирующихся дифференциалов - первая, блокирующиеся в зависимости от разности угловых скоростей колёс, и вторая - блокирующиеся от разности тяг, крутящих моментов.
К первому типу относятся дисковый дифференциал, дифференциал с вискомуфтой, или вязкостной муфтой, а также так называемая электронная блокировка дифференциала. Блокировка происходит в зависимости от разности крутящих моментов в червячном дифференциале.
Простейший дисковый дифференциал является симметричным дифференциалом, в котором находятся дополнительные один или два пакета фрикционных дисков. Одной частью фрикционные диски жёстко связаны с корпусом дифференциала, а с другой – с полуосью.
Принцип работы дифференциала повышенного трения дискового типа основывается на силе трения, которая возникает из-за разности скоростей вращения полуосей.
При движении в прямолинейном направлении, когда корпус дифференциала и полуоси вращаются с одинаковой скоростью, то фрикционный пакет свободно вращается как единое целое. При прохождении поворотов увеличивается частота вращения одной их полуосей, и соответствующая ей часть дисков в пакете фрикционов начинает быстрее вращаться. Тогда между дисками создаётся сила трения, которая препятствует увеличению частоты вращения. На свободном колесе крутящий момент увеличивается, и этим включается частичная блокировка или полная.
В дифференциале степень сжатия фрикционных дисков бывает фиксированной – при таком методе блокировка реализуется с помощью пружин постоянной жесткости, или переменной – а при таком способе осуществляется с помощью гидравлического привода, в том числе с электронным управлением.
Перейдём к любимой теме производителей настоящих спорткаров, спортивных версий стандартных моделей, и наконец, стритрейсеров, а именно к дисковому дифференциалу - к LSD. Его применяют в качестве межколесного дифференциала спортивных автомобилей (как говорилось выше, сюда входят как настоящие спорткары, так и «подогретые» версии стандартных моделей, например Хонда Интегра, Цивик, Рено Клио и др.), а также в роли межосевого (очень редко межколёсного) дифференциала в автомобилях повышенной проходимости «паркетного» типа и внедорожники со средними возможностями.
Червячный самоблокирующийся дифференциал - что это такое?
Этот тип блокировки гарантирует автоматическую блокировку исходя из разности, так сказать крутящих моментов, которые на корпусе и полуоси, то есть на приводном вале. Когда начинает проскальзывать колесо, что сопровождается падением крутящего момента, то блокируется червячный дифференциал и перераспределяет тягу мотора на свободное колесо, считай на колесо с лучшим сцеплением. А сама величина коэффициента блокировки при этом частичная, и эта величина всегда прямо зависит от степени уменьшения, падения крутящего момента.
Ярчайшим примером среди конструкций червячных дифференциалов считаются дифференциал Torsen, от сокращенного понятия Torque Sensing, что значит чувствительный к крутящему моменту, и самоблок Quaife - Куайф. Конструкция данных дифференциалов включает планетарный редуктор, который состоит из ведомых или полуосевых шестерен червячного типа, и ведущих, то есть сателлитов. Сателлиты устанавливаются как параллельно полуосям, как во всех Куайф, и модели Торсен Т-2, так и по отношению к полуосям перпендикулярно – как в торсеновской модели Т-1. Торсен является основой трансмиссий легендарных Кваттро от Ауди, начиная от модели А4 и его горячих производных, заканчивая люкс-внедорожником Ку7. Не оснащаются разве Торсенами разве что полноприводники-модели А1 и А3, соплатформенники бюджетных Фольксвагенов, Сеатов и Шкод.
Отличительной чертой червячной шестерни является то, что она приводит во вращение другие шестерни, а сама при этом вращаться от других шестерен не может. В этот момент, говоря простым языком, расклинивается червячная шестерня. Данное свойство и является основой работы частичной блокировки червячных дифференциалов.
Червячные «самоблоки» нашли широкое применение как в качестве межколесных дифференциалов, так и межосевых.