Автомобили с блокировкой дифференциала заднего моста

Блокировки: какие они бывают, чем хороши и чем чреваты

На заре автомобилестроения инженеры поняли, что сплошная ось для пары колес вредна. Автомобиль по прямой ездит не то чтобы редко, а прямо-таки никогда. Поэтому каждая покрышка проходит свой путь. Быстрый износ шин и нежелание автомобиля поворачивать заставили искать решение. Придумали. Ось разделили надвое, на полуоси, а между ними поставили дифференциал. Теперь на прямой колеса стали крутиться одинаково, а в поворотах – с разной скоростью. Но покрытие не всегда равномерное. Скажем, под одним колесом камень, а под другим рыхлый песок. Соответственно, одному колесу крутиться легче. Вот его-то дифференциал и крутит. А то, которому труднее, не хочет. Появился эффект буксования одним колесом. И даже привод на все четыре колеса проблему не исключил – буксуют по одному колесу спереди и сзади. Теперь встала задача пробуксовку исключить. Для этого и придумали блокировки.

ЧТОБЫ КОЛЕСА НЕ СКОЛЬЗИЛИ
Если рассматривать полноприводной автомобиль, то ему надо три дифференциала: один распределяет крутящий момент между осями (межосевой) и два – между колесами на одной оси (межколесный). А у настоящего внедорожника, с колесной формулой 4х4, все они должны быть блокируемыми.

Большинство современных внедорожников оснащается противобуксовочными системами, которые уменьшают эффект пробуксовки одного из колес. Действуют они по тому же принципу, что и ABS, только наоборот. На каждом из колес установлен датчик, показывающий скорость его вращения. Компьютер считывает показания этих датчиков, и если одно из колес начинает вращаться слишком быстро – то есть наступает пробуксовка, дает команду тормозной системе притормозить это колесо. Некоторые системы еще при этом уменьшают подачу смеси в цилиндры двигателя – придушивают мотор. В большинстве случаев работы этих противобуксовочных систем вполне достаточно, чтобы исключить сильное проскальзывание колес. Иногда они работают настолько эффективно, что диву даешься. Конечно, при частой внедорожной эксплуатации такие системы заметно повышают износ тормозных колодок и дисков, но это, как вы поймете из статьи, вовсе не самое большое из зол. Если же автомобиль не оснащен противобуксовочной системой или ее действия владельцу кажутся недостаточными, можно дополнительно оснастить машину блокировками дифференциалов и добиться гораздо большего эффекта.

БОЛЬШАЯ РАЗНИЦА
Но блокировка блокировке рознь. Одни полностью выключают дифференциал, другие – только частично. Соответственно, в первом случае, если хотя бы одно колесо находится на твердом грунте, машина будет двигаться. Во втором это будет происходить, пока разница в сцеплении колес с поверхностью не превысит какого-то предела. Следовательно, блокировки можно разделить на полные и частичные. Причем полные блокировки могут включаться как вручную, так и автоматически, а вот частичные работают только самостоятельно. Большинство можно установить вместо обычного дифференциала или заменить один тип блокировки другим. А поскольку у каждого типа есть свои преимущества и недостатки, то в подобной переделке есть смысл.

ЗАМКНУТЬ ПО ПОЛНОЙ
Полная блокировка не допускает разницы в скорости вращения полуосей и, соответственно, колес. На бездорожье, там, где может возникнуть пробуксовка, это полезно: вероятность, что автомобиль перестанет двигаться, потеряв сцепление с поверхностью, уменьшается. А вот на твердых покрытиях полная блокировка полуосей приведет к повышенному износу не только покрышек, но и (на больших скоростях) элементов трансмиссии. А самое главное, машина с заблокированным дифференциалом не хочет поворачивать. Поэтому «замок» должен срабатывать только при необходимости. Добиться этого можно, например, установив ручной привод на включение-выключение. Такая блокировка называется принудительной, управляется водителем с помощью рычага или кнопки и требует постоянного контроля за своим состоянием. Периодически владельцы авто с таким типом блокировки забывают вовремя ее отключать, что порой приводит к серьезным последствиям. Кроме того, следует иметь в виду, что нагрузки на полностью заблокированную трансмиссию возрастают очень сильно. Ведь при спокойном движении усилие от двигателя распределяется примерно поровну на два или даже четыре колеса. А если только одно колесо имеет сцепление с поверхностью? Тогда нагрузка на одну полуось возрастает аж в четыре раза. К такому напряжению деталь может быть не готова. Например, на «Ниву» можно поставить полный комплект таких блокировок. Они есть. Но при первом же серьезном испытании, когда вся нагрузка придется на одну полуось, она может попросту не выдержать. Не рассчитана она на это. И увлекательное приключение превратится в путешествие на эвакуаторе. Можно, конечно, заменить полуоси на усиленные, но тогда могут не выдержать детали привода. И так далее. Простое улучшение превратится в полную переделку авто. Поэтому, прежде чем ставить полные блокировки, прикиньте, стоит ли овчинка выделки.

Источник статьи: http://4×4.media/861-blokirovki-kakie-oni-byvayut-chem-xoroshi-i-chem.html

Для чего нужна и как работает блокировка дифференциала в автомобиле

Наличие у автомобиля блокировки дифференциала существенно улучшает проходимость такой машины, позволяя выбраться из разъезженной колеи, топкого грунта и глубокого снега.

Многие автомобили сегодня оснащаются свободным дифференциалом, который позволяет не только исключить пробуксовку колес, но и улучшает показатели проходимости на скользком покрытии и топком грунте. Подобные устройства улучшают передачу крутящего момента на ведущую ось, поэтому свободный дифференциал с возможностью его блокировки устанавливается не только на внедорожниках, но и на различные спортивные автомобили.

Особенности конструкции

Первоначально возможность блокировки дифференциала появилась на внедорожниках, что позволяло преодолевать сложные участки проселочных дорог, когда водитель мог самостоятельно заблокировать одно из колёс, перекинув весь доступный ему крутящий момент на колесо, которое имеет качественное сцепление с дорогой. Тем самым обеспечивалась отличная проходимость, машина не увязает в грязи, а даже если внедорожник садился глубокий снег, то вызволить такой автомобиль можно было, не прибегая к трактору или эвакуатору.

В последующем продвинутые конструкции свободного дифференциала с возможностью его блокировки стали использоваться и на спортивных автомобилях, которые получили возможность лучшей реализации мощности мотора и полную передачу крутящего момента на ведущую ось. У такого автомобиля исключается пробуксовка, соответственно облегчается старт с места, а в поворотах упрощается управление машиной даже на экстремально высоких скоростях. Сегодня на спорткарах используются различные типы свободных дифференциалов, в том числе с полностью автоматическим управлением.

Системы с полной блокировкой

Под полной блокировкой дифференциала принято считать такую конструкцию, которая обеспечивает жесткое соединение всех элементов дифференциала, гарантируя полную передачу крутящего момента непосредственно на колесо с лучшим сцеплением. Многие специалисты называют такую конструкцию первым поколением дифференциалов с осевой блокировкой, которые в последующем уступили место электронно-управляемым системам.

Однако даже сегодня, когда появились высокотехнологичные автомобили с полной блокировкой дифференциала, такая система также популярна, что объясняется простотой ее конструкции, надежностью и функциональностью. Чаще всего такой полной блокировкой оснащаются внедорожники и универсалы повышенной проходимости. Это объясняется тем, что на такие машины в процессе эксплуатации приходятся повышенные нагрузки и электронная муфта попросту не в состоянии справиться с такой техникой. Поэтому электронная система в таких условиях будет часто ломаться, а единственным оптимальным решением станет использование жёсткого блокирующего дифференциала.

Частичная блокировка дифференциала

Такие конструкции появились в начале девяностых годов, они постоянно совершенствуются, позволяя обеспечить отличные эксплуатационные характеристики современных полноприводных седанов и кроссоверов. При частичной блокировке передаваемое усилие на ведущую ось и крутящиеся колеса ограничивается электроникой, причём система самостоятельно принимает решение в каком соотношении ей перебрасывать мощность с одной оси на другую и с одного колеса на другое.

Преимуществом использования таких систем с частичной блокировкой дифференциала является универсальность, функциональность и скорость реакции. Однако назвать такую конструкцию по-настоящему надёжной всё же затруднительно. Часто из строя выходят различные валы и приводы, которые по прошествии 50-70 тысяч километров пробега требуется менять на новые, что существенно увеличивает расходы на эксплуатацию машины. Также подобные системы с частичной блокировкой дифференциала не слишком хорошо проявляют себя в тех случаях, когда автомобиль эксплуатируется в по-настоящему тяжёлых условиях, быстро выходя из строя.

Механический ручной и самоблокирующийся дифференциал

Конструкции с принудительной блокировкой используют кулачковую муфту, которая отвечает за жесткую сцепку дифференциала с каждой из полуосей. Привод сцепления может быть механическим, гидравлическим, пневматическим или электрическим. В механических конструкциях используются специальные рычаги и тросы, что позволяет по желанию водителя блокировать частично или полностью те или иные колёса, что в свою очередь вызволяет автомобиль из глубокого снега или топкой колеи.

Самоблокирующийся дифференциал — это промежуточное решение между полной блокировкой и свободным дифференциалом. Впервые такие конструкции появились ещё в 60-х годах прошлого века, однако, в силу своей сложности, они изначально не получили популярности, и лишь в девяностых годах стали активно применяться на современных автомобилях.

Самоблокирующиеся дифференциалы могут выполняться следующим образом:

1) с электронной блокировкой;

2) с дисковым дифференциалом;

3) с вязкостной муфтой.

Управление системой осуществляется как механически водителем, так и с помощью специальных блоков управления, которые учитывают угловые скорости колес и разность крутящего момента на переднем и заднем приводе. Полностью автоматические системы позволяют экономить топливо, обеспечивают улучшение проходимости автомобиля, облегчая его управление на высокой скорости и лучше реализуют мощность мотора.

Сегодня подобные системы самоблокирующихся дифференциалов зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они отличаются прочностью, надежностью и долговечностью, не требуя в процессе эксплуатации какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Дифференциал Торсена

Червячный дифференциал Торсена — это конструкция, которая отличается чувствительностью к показателям крутящего момента. По сути, это планетарный редуктор, внутри которого располагаются многочисленным ведомые и ведущие червячные шестерни. Отличительной особенностью такой конструкции является свойство червяных шестерён вращать другие валы, при этом оставаясь полностью неподвижными.

Такие конструкции получились надежными, долговечными, функциональными и способными выдерживать существенные нагрузки в процессе эксплуатации автомобиля. Сегодня эти системы устанавливаются на полноприводные седаны и универсалы, лёгкие кроссоверы и тяжёлые внедорожники. Рассматривать дифференциал Торсена как полноценную блокировку дифференциала всё же не следует, однако такая система существенно улучшает управляемость, позволяя эффективно перебрасывать крутящий момент между осями и отдельными колёсами на автомобиле.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/cartechnic.ru/dlia-chego-nujna-i-kak-rabotaet-blokirovka-differenciala-v-avtomobile-5d113fda9b067b00ae300332

Как и зачем блокируют дифференциалы

В предыдущей статье мы уже рассмотрели, что такое дифференциал, и как он работает. Для вновь прибывших на канал: ссылка на материал .

Сейчас же остановимся на блокировках дифференциалов.

Зачем нужна блокировка дифференциалу?

Дифференциал устанавливают в автомобили, чтобы исключить циркуляцию паразитных моментов в трансмиссии и «развязать» колеса между собой (или оси). Но если мы на автомобиле планируем покинуть твердь асфальта — мы неминуемо столкнемся с минусами дифференциальной связи: суммарная тяговая сила будет стремиться к удвоенной (если рассматривать межосевой дифференциал) силе буксующего колеса, т.е. к нулю.

Самый простой способ — внедрить в конструкцию механическую блокировку дифференциала, чтобы иметь возможность пользоваться ею при необходимости. При ее активации, крутящий момент будет распределяться исходя из возможностей реализации каждого колеса/оси, а скорости вращения выходных полуосей дифференциала будут одинаковы!

Как реализована блокировка?

Что нужно сделать, чтобы исключить возможность относительных вращений в дифференциале?

Напомню, основные части дифференциала выглядят так:

1. корпус (в котором жестко закрепляется ось сателлитов);

2. сателлиты (вращающиеся на закрепленных осях);

3. шестерни (находящиеся в зацеплении с сателлитами).

Согласитесь, чтобы все начало вращаться как единое целое , нам достаточно будет соединить между собой два из трех указанных компонентов дифференциала — третьему будет некуда деваться, кроме как поддержать соединенную пару.

Прижился вариант с блокировкой одной из полуосевых шестерен и корпуса дифференциала — такой способ наиболее прост в реализации. Для этого, например, на полуоси на шлицах устанавливают подвижную муфту, два положения которой обеспечивают нормальный режим работы дифференциала и его блокировку.

Хотя можете поупражняться и пофантазировать, как механически между собой можно соединить остальные компоненты дифференциала.

Вилка перемещает муфту блокировки (ее сечение красное) по шлицам полуоси (помечены желтым). На этих же шлицах сидит и сама шестерня полуоси (на картинке не показана). В указанном положении дифференциал свободен и может вращаться как угодно.

Для блокировки необходимо вилкой передвинуть муфту в сторону к корпусу дифференциала до соединения шлицевого соединения муфты и корпуса (отмечено салатовым). В таком положении полуось будет вращаться как одно целое с корпусом дифференциала. Как видите, для включения такой блокировки необходима полная остановка автомобиля, иначе произойдет удар шлицев корпуса и муфты друг об друга.

Как это делают отечественные автопроизводители?

Рассмотрим Ладу 4х4 (ВАЗ Нива 2121) с 3-мя дифференциалами в своей конструкции. С завода она оснащена блокировкой межосевого дифференциала .

В отличии от ранее рассмотренного узла, у «Нивы» муфта в выключенном состоянии размещается на вытянутом корпусе дифференциала, а при необходимости перемещается влево и входит в зацепление с зубчатым венцом полуоси привода передней оси. Привод здесь механический , остановились, приложили усилие к рычагу в салоне — дифференциал заблокирован!

Другой вариант, более прогрессивный — электронная механическая блокировка EATON дифференциалов заднего моста автомобилей ГАЗ .

Чем примечателен данный дифференциал? Управление данным дифференциалом происходит за счет магнита , который отвечает за затормаживание «поворотной пластины» относительно корпуса. Она в свою очередь за счет своей геометрии через «толкатели» перемещает «муфту», всегда находящуюся в зацеплении с корпусом дифференциала, и вводит ее в зацепление с «шестерней полуоси с блокирующим венцом». Муфта всегда пытается вернуться в разблокированное положение за счет действия «возвратных пружин». Блокировка включается только при начале движения, а при изменении направления движения она сначала выключается, а затем снова включается, такая вот особенность .

Такая блокировка имеет свои плюсы и минусы. Главное для нас — показывает какое разнообразие технических решений есть в автомире. В будущих публикациях рассмотрим прочие виды блокировок дифференциалов, а их не мало!

Эта статья входит в серию » Это нужно знать про полный привод» , ознакомиться с которой Вы можете по ссылкам: Часть 1 , Часть 2 .

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/unlock_autoblog/kak-i-zachem-blokiruiut-differencialy-5bf2e56ad8320000adc8ae0a