Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Самоблоки: все, что вам нужно знать». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Ниже приводится обзор назначения и конструкции дифференциала. При прямолинейном движении колеса движутся плавно с одинаковым усилием и не отстают. На практике это выглядит так, как будто колеса вращаются с одинаковой угловой скоростью.
Самоблокирующийся дифференциал
Как следует из названия, он сам решает, когда «прийти на помощь». Он имеет различные варианты дизайна, давайте проанализируем их по отдельности.
Дифференциал ограниченного скольжения или вы также можете услышать — LSD, но это все названия одного механизма. В зависимости от ситуации и необходимости, он может работать, как обычный дифференциал, а может жестко блокироваться, если разница в:
- разница в крутящем моменте.
- угловая скорость;
Это принцип, по которому различают особенности его конструкции.
1. дисковый механизм
Она бывает разных вариантов, но основной принцип один: обеспечить блокировку при плохом сцеплении, на льду или яме, одного из колес, используя фрикционные диски. Существует целый пакет этих дисков, одни из которых крепятся к полуоси, а другие — к корпусу дифференциала. При нормальном движении диски расширяются и не влияют на движение колес.
1 — корпус; 2,4 — шестерни осей; 3,5 — комплекты фрикционных дисков; 6 — ось сателлитных колодок; 7 — скользящие полукольца.
При потере сцепления — фрикционные диски моста и дифференциала сжимаются, и крутящий момент передается от дифференциала к мосту напрямую, минуя сателлиты. Это означает, что крутящий момент передается в основном на ось, которая вращается медленнее. Это происходит из-за трения, возникающего между фрикционными дисками.
Если машина имеет гидравлический привод, степень сжатия будет переменной, а если установлен пружинный механизм, она будет обычной. Он используется в качестве межосевого дифференциала, в основном в спортивных автомобилях, или между осями в полноприводных внедорожниках.
Обучающее видео о том, как работает блокировка дифференциала
2 Вязкое сцепление
Редко используется из-за своих предполагаемых недостатков:
- частые перегревы.
- Несовместим с некоторыми ABS;
Поскольку вискозная муфта имеет внушительные размеры, она используется только между осями. Правда, бывают случаи, когда его устанавливают вместо дифференциала с полным автоматическим приводом. Свое название он получил благодаря особенностям своей работы.
Набор перфорированных дисков заключен в высоковязкую жидкость (силикон) и запечатан в герметичный контейнер. Как и в дисковом дифференциале, дисковый стек разделен на две части: одна на ведущем валу, другая на опорном. Если приводной вал набирает обороты, соединенные с ним диски также ускоряются. При этом происходит уплотнение силикона, который затвердевает и соединяется с дисками в опорном механизме, блокируя дифференциал. Когда скорость стабилизируется — жидкость возвращается в исходное состояние.
Понятие блокировки дифференциала
Прежде чем начать разговор о том, что значит блокировка дифференциала, нужно рассмотреть принцип его работы по классическому типу. Стандартный дифференциал имеет возможность передавать мощность от «движка» на ось. Это помогает колесам крутиться при повороте авто с разной скоростью. Дело в том, что каждое колесо во время поворота должно проходить разное расстояние из-за различий внешнего и внутреннего радиуса поворота. Именно дифференциал дает возможность решить эту проблему, чтобы автомобиль двигался нормально и слаженно выполнял повороты.
Но любой современный механизм имеет отрицательные черты. Дело в том, что при пробуксовке колес на одной оси происходит передача большего крутящего момента, что снижает проходимость машины. Это недопустимое явление, особенно для внедорожников. Именно поэтому у дифференциалов есть опция блокировки. Если она активирована, то обе оси получают одинаковый крутящий момент. Таким образом, авто способно легко преодолеть «опасные» места.
Автоматическая или ручная?
Поняв подробнее принцип работы блокировки дифференциала, водители задаются вопросом, полезна ли она в работе. Да, она действительно полезна, но имеет разные виды. Все они описаны выше.
Что касается основных типов блокировки, то она бывает автоматическая и ручная. Автоматическая представляет собой полное отключение дифференциала, а ручная всего лишь ограничение функций.
Ручная блокировка — самый простой способ выключения дифференциала, который происходит путем нажатия переключателя и активации узла ограничителя. Именно она не дает распределять усилие между колесами. К преимуществам ручного блока относят работу дифференциала в обычном режиме при выключенном ограничителе. Также автовладелец способен самостоятельно принимать решение, когда ему нужна блокировка, а когда нет.
К отрицательным моментам управления относят то, что эксплуатация переключателя отвлекает водителя от вождения. Этот процесс происходит, как правило, при езде в сложных условиях. И чтобы не сломать по неосторожности дифференциал, водителю следует отключать его своевременно. Перед тем, как выбрать тип блокировки, водителю потребуется установить и ограничитель, и механизм для его работы, и кнопку в том числе.
Если сравнить ручную блокировку с автоматической, то можно выявить несколько особенностей. Пока нога водителя стоит на педали газа, блокировка остается активной, подстраиваясь под вождение. Значит, главным преимуществом автоблокировки является то, что она уже включена в «сложных условиях». Водителю не придется отвлекаться и убирать руки с руля. Также, по сравнению с ручным типом, автоматическую блокировку легко «монтировать».
К основным минусам автоблока относят непрекращающуюся работу, которая проявляет себя в сопротивлении поворота руля, а также звуковым сопровождением в шинах.
Ответить на вопрос, какие виды блокировок дифференциала лучше, довольно сложно. Дело в том, что лучший тип зависит от самого транспортного средства.
Что такое блокировка дифференциала?
Прежде чем говорить об этом, давайте посмотрим, как происходит процесс работы дифференциала классического типа.
И так .. Классический (стандартный) дифференциал, или, как его еще называют, «открытый дифференциал», передает мощность от двигателя на ось, что позволяет колесам вращаться с различными скоростями во время поворота машины.
Что такое блокировка дифференциала?
Блокировка дифференциала позволяет обоим колесам двигаться с одинаковой скоростью, поэтому в случае потери тяги на одном колесе оба колеса продолжают двигаться, независимо от различий в величине сопротивления. Другими словами, если одно колесо находится на асфальте, а другое находится в яме или на скользкой поверхности, такой как грязь, лед или другие, блокирующий дифференциал будет передавать одинаковую мощность на оба колеса, позволяя колесу на льду или яме сдвинуться быстрее и не дать машине погрузнуть. Блокирующий дифференциал может быть добавлен к передней или задней оси, и может быть добавлен к обеим осям.
Система Quaife, разработанная в 1965 году, больше всего напоминает классическую схему. Главное отличие – использование косозубых шестерен вместо прямозубых. Результатом такого новшества стало возникновение вспомогательных сил, стремящихся раздвинуть зацепленные шестерни, отдалить их друг от друга. Получившие подвижность пары сцепленных друг с другом сателитов во время изменения крутящего момента на одном из колес расходятся, упираются торцевыми поверхностями в корпус дифференциала, в результате чего притормаживаются и выравнивают режим работы механизма.
Это она из самых простых конструкций, и именно поэтому ей свойственен ряд недостатков – быстрый механический износ, сопровождающийся падением эффективности, невозможность качественной реализации в заднеприводных и внедорожных автомобилях. Чаще всего Quaife встречается на легких переднеприводных спорткарах начального уровня.
Полный привод в современном автомобиле, и особенно во внедорожной модели — это практически закономерное явление, по той простой причине, что эта система в действительности делает поездку более безопасной. Однако, не стоит также забывать и о тех участках дороги, где присутствует бездорожье и сложные участки дорожного полотна, и, как следствие, серьезные препятствия. Чтобы с ними справиться, дифференциал не подходит полностью, также, как и обычная полноприводная система. Именно поэтому, производители предусмотрели для своих транспортных средств такие элементы, как блокировки дифференциалов, позволяющие перераспределять крутящий момент между осями, чтобы автомобилю было существенно легче бороться с очередной преградой, встретившейся на пути.
Главный недостаток дифференциала
Дифференциал служит для распределения крутящего момента, поступающего от главной передачи, между полуосями ведущих колес. Крутящий момент постоянен, но соотношение его величины на ведущих колесах в определенных ситуациях должно быть различным.
Эта функция важна, когда автомобиль входит в поворот: внешнее колесо движется по большему радиусу и, соответственно, проходит за равный промежуток времени больший путь, чем внутреннее колесо. Чтобы «успеть» это сделать, угловая скорость внешнего колеса на время прохождения поворота должна повышаться.
Из-за смены направления движения центр тяжести автомобиля смещается в сторону поворота. В результате увеличивается сила сопротивления качению, и внутреннее колесо оказывается под большей нагрузкой, чем внешнее. Оно снижает скорость, дополнительно нагружая свою полуось.
На этом этапе в корпусе дифференциала из-за снижения угловой скорости более нагруженной полуоси внутреннего колеса начинают вращаться сателлиты. Они сообщают больший крутящий момент второй полуоси. Внешнее колесо повышает угловую скорость пропорционально тому, насколько ее снизило внутреннее колесо. Благодаря точному соотношению угловых скоростей машина проходит поворот плавно, без прыжков и пробуксовки.
Тот же принцип распределения крутящего момента действует в ситуации, когда одно из колес буксует в грязи, на льду или попадает на ухаб. Оно получает больший крутящий момент, ослабляя тяговую мощность колеса, находящегося в хорошем сцеплении с дорогой. Критическая ситуация может возникнуть при распределении в процентном соотношении 0% к 100%: автомобиль перестанет двигаться.
Чтобы машина сдвинулась с места, необходимо перераспределить крутящий момент, сообщив большее его значение нагруженному колесу. При работающем дифференциале сделать это невозможно. Поэтому его частично или полностью блокируют.
Подробнее об электронной блокировке
Сразу отметим, что электронная блокировка дифференциала по сути не является блокировкой – это лишь ее имитация. Данная система работает в тандеме с ABS автомобиля и называется Traction Control или EDS . Первым автомобилем с электронной блокировкой дифференциала стал Lexus LS400 , выпущенный в 1989 году. С тех пор система не особо изменилась. Она предусматривает наличие таких элементов:
- Датчики вращения колес;
- Электронный блок управления.
Здесь стоит отметить следующее: в отличие от вышеуказанных механизмов блокировки, электронная система может давать команду на создания давления в автомобильной тормозной системе . Она имеет насосы обратной подачи, а также пару клапанов в гидравлическим блоке ABS . Работу системы можно поделить на 3 фазы:
- Фаза увеличения давления:
- Фаза временного удержания давления;
- Фаза быстрого сброса давления.
Как читатель наверняка догадался, время начала и конца фаз будут зависеть от наличия и степени пробуксовки колес. Однако не стоит думать, что электронная блокировка исключает использование привычных систем блокировки дифференциала. Напротив, вседорожный транспорт остро нуждается в дополнительных системах контроля крутящего момента, который получают колеса. Невероятная проходимость автомобилей последних поколений 4Runner и Prado от японского концерна Toyota обусловлена добавлением к имеющейся системе блокировки дифференциала T-3 электронного «помощника».
Применение дифференциалов в трансмиссиях автомобилей обусловлено небходимостью обеспечить вращение ведущих колёс одной оси с разной частотой. В первую очередь это необходимо в поворотах, но также и при разном диаметре ведущих колёс, что возможно при вынужденной установкe шин двух разных типоразмеров или при разности давления в шинах. В случае, если оба колеса имеют жёсткую кинематическую связь, любое рассогласование частот вращения по вышеупомянутым причинам приводит к возникновению так называемой паразитной циркуляции мощности. Это безусловно вредное явление вызывает проскальзывание колеса с меньшей силой сцепления относительно поверхности дороги, дестабилизирует движение автомобиля по дуге, нагружает трансмиссию и двигатель, повышает расход топлива и проявляется тем сильнее, чем меньше радиус поворота и выше силы сцепления, действующие на колёса. Дифференциал, установленный в разрез валов привода колёс одной оси, позволяет разорвать жёсткую кинематическую связь между колёсами и устранить паразитную циркуляцию мощности, не потеряв при этом возможностей по передаче мощности на каждое колесо с КПД близким к 100%. Подобный дифференциал называется «межколёсным», а данная область применения является основной для дифференциалов вообще, так как межколёсный дифференциал присутствует в приводе ведущих колёс всех легковых, грузовых и абсолютно подавляющей части внедорожных
,
спортивных
и
гоночных
автомобилей.
Помимо привода ведущих колёс автомобиля дифференциалы также применяются:
- В приводе двух и более постоянно ведущих осей от одного двигателя (так называемый «межосевой» дифференциал).
- В приводе соосных воздушных и водных винтов противоположного вращения (в качестве дифференциала и редуктора
одновременно). - В дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин (в связке из одного-двух-трёх дифференциалов с разными принципами совместной работы).
- При сложении передаваемой вращением мощности от двух двигателей с произвольными частотами вращения на один общий вал.
Параметры и критерии выбора
На определение с самоблокирующимся дифференциалом на «Ниву» влияет модель авто, эксплуатационные условия, стилистика вождения, прочие объективные и субъективные факторы. К примеру, шариковая версия повышает нагрузку на рулевую колонку, что в корне меняет способ езды водителя. В полной мере это выражается на поворотах и разворотах, при неумелом обращении приводит к деформациям деталей трансмиссии.
Правильный подход выбора самоблоков заключается в учете момента, какая ось транспортного средства будет оснащаться указанным механизмом. Это связано с тем, что число шлицев отличается у различных модификаций. Их может быть 22 или 24 штуки. Обращайте внимание на маркировку, имеющуюся на упаковке. Обычно там присутствует информация, можно ли устанавливать приспособления для определенной марки автомобиля? Еще один момент – степень трансформации момента кручения (0,5 или 0,7). Здесь выбор зависит от владельца машины.
Какой лучше поставить самоблокирующийся дифференциал на «Ниву»?
На отечественный внедорожник можно монтировать электронный, комбинированный, механический либо пневматический самоблок. Модель первого типа обладает существенным преимуществом перед остальными версиями. Для его активации просто необходимо нажать кнопку. Работа механизма осуществляется автоматически, но только при условии, что машина движется на скорости, которая меньше порогового показателя. Отключение системы происходит при достижении режима, выше номинального параметра.
Пневматический вариант – приспособление, монтируемое на оба моста. К плюсам механизма относятся компактные размеры, принцип работы основан на использовании пневматической системы. Самоблок механического типа – самый дешевый и простой по конструкции. Надежность и эффективность эксплуатации зависит от двух полуосевых и пары распорных муфт, а также штифтов, пружин.
Для чёткого понимания сути следует понять, как работает на автомобилях дифференциал.
Поскольку самым актуальным вариантом для легковых автомобилей выступает именно конический межколёсный ДФЦ, принцип работы системы стоит рассмотреть на его примере. Это позволит понять, как устроен и как функционирует автомобильный дифференциал в различных эксплуатационных условиях:
- при прямолинейном движении;
- в повороте;
- при пробуксовке.
Каждую ситуацию стоит рассмотреть отдельно.
- Прямолинейное движение. Когда авто движется прямолинейно, нагрузки между колёсами распределяются равномерно. Они движутся с одинаковыми показателями угловой скорости. Расположенные в корпусе ДФЦ сателлиты не осуществляют вращения вокруг своей оси. Крутящий момент передаётся на полуоси с помощью неподвижного зубчатого зацепления от ведомой шестерни главной передачи.
- Поворот. Здесь речь идёт уже о несколько ином принципе работы автомобильного дифференциала. В этой ситуации происходит распределение нагрузок и сил сопротивления определённым образом. У внутренних колёс с меньшим радиусом поворота воздействующее сопротивление обладает большей силой в сравнении с наружными колёсами. Поскольку нагрузка возрастает, это заставляет снижать их скорость вращения. При этом наружное колесо перемещается по большему радиусу, а потому угловая скорость увеличивается. Это необходимо для плавного поворота без явных пробуксовок. То есть ДФЦ задаёт колёсам разную угловую скорость. Когда полуось внутреннего колеса вращается с меньшей скоростью, это заставляет двигаться сателлиты. Они с помощью конической передачи повышают скорость вращения уже наружной покрышки. При этом крутящий момент, который идёт со стороны главной передачи, не меняется.
- Пробуксовка. Даже если автомобиль движется прямолинейно, но в условиях бездорожья или скользкой дороги, появляются различные нагрузки, включая пробуксовки. Когда буксует одно колесо, оно теряет сцепление с поверхностью дорожного полотна. Параллельно второе колесо нагружается сильнее и его скорость вращения снижается. Это напоминает поворот по схеме движения. Только в этой ситуации машине наносится вред, поскольку пробуксовывающее колесо потенциально может взять на себя весь крутящий момент от дифференциала, а нагруженное прекратит своё вращение. Это заставит машину остановиться. Чтобы решить такую проблему, используются системы курсовой устойчивости, а также автоматическая и ручная блокировка межосевых дифференциалов, что актуально для внедорожных авто.
Назначение и устройство дифференциала
Ниже разберем назначение и устройство агрегата. При движении прямо, колеса движутся ровно, прилагая одинаковые усилия, и не отставая друг от друга. На деле это выглядит как колеса вращаются с одинаковыми угловыми скоростями.
Но, когда машина собирается повернуть, оказывается, что радиус пути внешнего колеса и внутреннего отличается значительно и внешнему колесу нужно пройти больше расстояние. А значит, крутящий момент должен распределяться не в одинаковых пропорциях на каждую ось колеса. Благодаря усилиям планетарного механизма — внутренняя шестерня одной полуоси замедляет ход, из-за чего сателлиты начинают прокручиваться вокруг себя, увеличивая тем самым скорость вращения шестерни другой полуоси. Т.е. автомобиль может спокойно и без усилий совершить маневр.
Блокировка дифференциала — самоблокирующийся дифференциал. Как это работает
Блокировка дифференциала – один из наиболее эффективных способов повышения проходимости колесных автомобилей. В любой машине, которая предназначена для эксплуатации на бездорожье и имеющей межосевой дифференциал, создатели обязательно предусматривают механизм его блокировки. В некоторых случаях, машина оснащается механизмом, который блокирует только межколесный дифференциал заднего моста. Крайне редко в конструкции такого авто присутствует блокировка дифференциала переднего моста.
Аналогично любому техническому решению, блокировка дифференциала имеет определенные достоинства и недостатки. Чтобы понять, в каких конкретно случаях требуется применение блокировки, а когда лучше от нее отказаться, следует для начала понять принципы, на которых основывается ее действие.