Блокировка дифференциала автомобиля ваз

1 — полуось (приводной вал);

2 — ведомая шестерня главной пары;

3 — ведущая шестерня главной пары;

4 — шестерни полуосей (приводов);

Рис. 1. Дифференциал.

Итак, дифференциал служит для передачи крутящего момента от двигателя автомобиля к ведущим колёсам, его (момента) увеличения и для распределения потока мощности между ведущими колёсами.

Важнейшей функцией дифференциала также является возможность обеспечить разную скорость вращения правого и левого ведущего колеса автомобиля при прохождении поворотов.

Устройство простейшего дифференциала показано на рис.1: вращение от двигателя передается через ведущую шестерню главной пары к ведомой шестерне, которая жестко закреплена на корпусе дифференциала. Затем через установленные в корпусе шестерни-сателлиты вращение передается на полуосевые шестерни которые в свою очередь через приводные валы передают вращение колесам автомобиля.

Ключевым моментом в устройстве дифференциала является то, что установленные в корпусе дифференциала шестерни-сателлиты могут вращаться вокруг своей оси.

При движении автомобиля по прямой вращение от двигателя через главную пару шестерен передается на корпус дифференциала, который вращаясь предает крутящий момент ведущим колёсам через шестерни-сателлиты и полуосевые шестерни. При этом сателлиты в корпусе дифференциала не вращаются вокруг своей оси, потому что колёса автомобиля вращаются с одинаковой скоростью и проходят одинаковый путь.

Рис. 2. Траектории движения колес автомобиля в повороте.

При движении в повороте (рис. 2) внутреннее ведущее колесо движется по дуге меньшей длины, чем наружное соответственно для того чтобы проделать путь разной длины за одинаковое время ведущие колёса должны вращаться с разной скоростью. В этой ситуации увеличивается сопротивление вращению у внутреннего колеса и его привода, внутренняя полуосевая шестерня вращается медленнее наружней, заставляя сателлиты в корпусе дифференциала поворачиваться вокруг своей оси, позволяя приводам и колесам вращаться с разной скоростью.

При движении по покрытию с однородными сцепными свойствами дифференциал прекрасно справляется со своими основными функциями, однако, Представьте ситуацию, когда автомобиль с обычным, или, как принято его называть, свободным, дифференциалом движется прямо по асфальту и одно из его ведущих колёс попадает на участок дороги со слабыми сцепными свойствами (снег, лед, жидкая грязь, пятно масла, и тд.). В таком случае колесо с плохим сцеплением с дорогой начнет пробуксовывать, в то время как колесо, стоящее на асфальте и имеющее лучшее сцепление с дорогой, останется неподвижным. Вся мощность от двигателя через дифференциал будет передаваться на буксующее колесо и автомобиль потеряет ход и не сможет продолжить движение. Похожая ситуация возникает при «агрессивном» прохождении поворотов, когда внутренне повороту колесо имеет худшее сцепление с покрытием, чем внешнее и начинает пробуксовывать. В результате значительная часть мощности двигателя тратится на пробуксовку одного из ведущих колес, а скорость прохождения поворота падает.

Один из способов решения описанных проблем – ограничение относительной свободы вращения между приводами правого и левого ведущих колёс. Для этого и служат Дифференциалы Повышенного Трения (далее ДПТ). Ниже мы рассмотрим дифференциал повышенного трения винтового типа.

Одним из наиболее распространенных типов ДПТ является винтовой (червячный) дифференциал повышенного трения.

Существует несколько разновидностей таких дифференциалов, рассмотрим подробнее дифференциал системы Quaife, названный так по имени его изобретателя, английского инженера Rod Quaife.

Рис. 4. Силы действующие в винтовом дифференциале.

На рисунке 4 показано внутреннее устройство такого дифференциала. Сердцем конструкции являются шестерни сателлиты. Они расположены в посадочных местах корпуса дифференциала. Всего в простейшем винтовом дифференциале сателлитов шесть штук. Они находятся в постоянном зацеплении с полуосевыми шестернями, также сателлиты левой стороны попарно зацеплены с сателлитами правой стороны. Все шестерни в дифференциале имеют спиральные или винтовые зубья, отсюда и название такого типа дифференциала.

Давайте подробнее рассмотрим, как он работает. В условиях, когда оба ведущих колеса автомобиля имеют одинаковое сцепление с дорожным покрытием винтовой дифференциал, работает как обычный, свободный. Главная пара вращает корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни при этом неподвижны относительно корпуса дифференциала и друг друга, крутящий момент равномерно распределяется между ведущими колёсами.

Теперь, рассмотрим пример, когда сцепление правого ведущего колеса автомобиля с покрытием ухудшается и оно начинает пробуксовывать, в такой ситуации сопротивление вращению левого колеса относительно правого увеличивается (для того чтобы провернуть его нужен больший крутящий момент) и левая полуосевая шестерня начинает вращаться относительно корпуса дифференциала против часовой стрелки (направление вращения показано зелеными стрелками на рис.), передавая вращение на находящиеся с ней в зацеплении сателлиты левой стороны, которые вращаются по часовой стрелке, а сателлиты правой стороны против часовой и соответственно правая полуосевая шестерня вращается относительно левой по часовой стрелке. При этом в зубчатых парах возникают силы, стремящиеся раздвинуть шестерни (направления сил показаны красными стрелками на рисунке). Сателлиты как мы помним установлены в гнёздах корпуса дифференциала, под воздействием возникающих в зубчатых парах сил сателлиты прижимаются торцами и вершинами зубьев к стенкам посадочных гнезд в корпусе дифференциала. Возникающее при этом трение затрудняет вращение сателлитов, а соответственно и левой полуосевой шестерни относительно корпуса дифференциала чем и достигается эффект частичной блокировки дифференциала.

Силы, возникающие в зубчатых соединениях и стремящиеся прижать сателлиты к их посадочным местам при этом напрямую зависят от величины крутящего момента, проходящего в настоящее время через дифференциал и от разницы в сопротивлении вращению между ведущими колёсами. Другими словами, как только крутящий момент, необходимый для вращения одного колеса становится меньше (колесо буксует), чем момент нужный для вращения другого винтовой дифференциал автоматически перераспределяет его в пользу колеса с лучшим сцеплением. Перераспределение момента происходит плавно и на колесо с лучшим сцеплением при этом передается ровно столько момента, сколько необходимо для того чтоб оно начало вращаться.

Максимальный коэффициент блокировки винтового дифференциала зависит от профиля зубьев сателлитов и количества сателлитов в дифференциале (чем больше количество сателлитов, тем большей будет суммарная площадь пятна контакта их с корпусом дифференциала) и как правило находится в пределах 3-5. Тут необходимо пояснить, что же такое коэффициент блокировки дифференциала.

Коэффициент блокировки — это отношение крутящего момента на отстающем (с лучшим сцеплением с покрытием) колесе, к моменту на колесе, забегающем (пробуксовывающем).

Значение коэффициента К=5, к примеру, означает что дифференциал способен направить в пять раз больший момент к тому ведущему колесу, которое имеет лучшее сцепление с дорогой в данный момент.

В случаях, когда разница крутящих моментов между ведущими колесами отсутствует, но ведущие колёса вращаются с разной скоростью к примеру, в повороте червячный дифференциал повышенного трения ведет себя также, как и обычный, «открытый» дифференциал. Таким образом работа винтового дифференциала практически не влияет на управляемость автомобиля при прохождении поворотов.

В отличие от других типов ДПТ винтовой дифференциал не имеет в своей конструкции быстроизнашивающихся частей, таких как фрикционы и не требует использования специальных масел в эксплуатации.

У винтового дифференциала и есть один недостаток. В случае, когда момент, необходимый для вращения буксующего колеса равен нулю, например, при диагональном вывешивании дифференциалу становится нечего перераспределять и колесо просто буксует. В современных винтовых ДПТ от этого недостатка удалось частично избавиться, введя в конструкцию пакет распорных тарельчатых шайб установленных между шестернями полуосей.

Рис.5. Пакет тарельчатых шайб.

Создаваемое шайбами усилие прижимает шестерни полуосей к корпусу дифференциала, не давая им совсем уж свободно проворачиваться в корпусе, благодаря этому даже если одно из ведущих колёс висит в воздухе для поворота шестерни привода этого колеса относительно корпуса дифференциала требуется некоторый момент. Соответственно, дифференциал частично заблокируется и передаст на другое ведущее колесо момент от двигателя. Развиваемое шайбами распорное усилие называется «преднатягом» самоблокирующегося дифференциала. Тарельчатые шайбы по сути единственная подверженная износу и требующая периодической замены деталь винтовой «блокировки», при их износе усилие преднатяга снижается и со временем при диагональном вывешивании он начнет вести себя как обычный открытый дифференциал, если одно из ведущих колёс повиснет в воздухе. Впрочем, во всех остальных случаях винтовой дифференциал продолжит выполнять свои функции.

Подытожим все выше сказанное:

Винтовой дифференциал дает следующие преимущества:

1. Увеличение проходимости автомобиля на покрытиях с различным уровнем сцепления.
2. Дифференциал не требует специальных смазочных материалов
3. Не требуется периодическое обслуживание дифференциала
4. Не теряется комфорт и простота управления автомобиля

Недостатки:

Этот дифференциал не поможет Вам, если одно из ведущих колес вывешено. Однако, этот недостаток может устранен, если использовать дифференциал с преднатягом.

Рекомендуем такой тип дифференциала для гражданских автомобилей. Для тех, кто увлекается туризмом и автомобильными видами спорта рекомендуем обратить внимание на винтовые дифференциалы с преднатягом.

Источник статьи: http://clubturbo.ru/inter/vibiraem_blokirovku_differenciala_1/

О блокировках дифференциала ВАЗ 2107

С завода на легковом авто ВАЗ 2107 не предусмотрено наличие блокировки дифференциала. Если часто приходится ездить по бездорожью, то такую функцию владельцы семерок могут реализовать самостоятельно. Для начала надо разобраться, что же это за механизм, и для чего надо устанавливать его на легковое авто. Если блокировка дифференциала на ВАЗ 2107 не предусмотрена с завода, то это не значит, что устройство нельзя установить.

Что такое дифференциал и принцип работы механизма

Своим названием дифференциал обозначает разницу, то есть, это механизм, предназначенный для того, чтобы распределять вращающий момент между колесами авто. Присутствие дифференциала обязательно для всех автомобилей. Заднеприводные семерки также имеют дифференциал, но для чего он нужен, и зачем надо ставить блокировку, рассмотрим далее.

Любой автомобиль не может двигаться постоянно в прямолинейном направлении, так как надо разворачиваться, маневрировать и двигаться в необходимом направлении. Когда совершается поворот, то колеса автомобиля движутся с разной траекторией, то есть, одни проходят больший путь, а вторые меньший. Если бы на автомобиле не было дифференциала, то разворачиваться машина бы не смогла. При попытке поворота наблюдалась бы следующая картина — одно колесо бы двигалось по поверхности, а второе бы буксовало.

Это интересно! Главное назначение дифференциала(механизма, распределяющего крутящий момент) заключается в том, чтобы давать колесам возможность вращаться с разной скоростью.

На ВАЗ 2107 имеется дифференциал заднего моста, который представлен в виде редуктора. Кардан приводит в движение ведущую шестеренку редуктора, которая соединена с шестернями полуосей задних колес.

В конструкции заднего моста установлены сателлиты, которые представляют собой промежуточные шестеренки. Именно за счет этих сателлитов и происходит уравнивание нагрузки на обоих полуосях. Усилие на ведомые шестерни передается именно посредством сателлитов. В работу сателлиты включаются, когда автомобиль совершает разворот или другой маневр (когда меняется скорость движения колес на одной оси). Вращение сателлитов обеспечивает передачу момента на ось, причем на ту, которая имеет низкое сопротивление.

Понимая, для чего применяется дифференциал на автомобиле, остается разобраться, зачем нужно его блокировать. Все просто — если машина буксует, то одно колесо (буксующее) будет вращаться, а второе стоять на месте. В такой ситуации выбраться из колеи или ямки практически невозможно до тех пор, пока не начнет вращаться второе колесо. Именно для этого и применяется блокировка, после включения которой, автомобиль будет «грести» двумя колесами, повышая тем самым свои свойства проходимости.

Виды блокировок

Мастера для повышения проходимости своих заднеприводных автомобилей ВАЗ 2107 нашли выход из ситуации. Для этого сателлиты завариваются, что в итоге приводит к работе автомобиля без дифференциала. Способ этот простой, но в корни неправильный. Чтобы реализовать опцию блокировки дифференциала, понадобится выбрать соответствующий вариант механизма. Они бывают разных видов, и поэтому рассмотрим основные варианты, которые можно установить на семерку.

Самоблокирующийся дифференциал

Самый распространенный способ повышения проходимости автомобиля — это поставить самоблокирующийся дифференциал. Главное достоинство этого устройства в том, что с его помощью исключается блокировка колес “навсегда”. Это важно, так как предотвращение включения блокировки, когда в этом нет необходимости, способствует защите полуосей от критических нагрузок.

Различают следующие виды блокировок дифференциала:

1. Дисковая — реализуется за счет использования фрикционных муфт. Эти муфты вступают в работу сразу, как только колеса начинают вращаться с неравномерной скоростью. Недостаток этого механизма в том, что он требует применения не дешевого трансмиссионного масла, а также требует довольно частого выполнения регулировочных работ по настройке узла. Это далеко не самый лучший механизм для автомобиля ВАЗ 2107.
2. Вискомуфтовая блокировка — работа такого устройства основывается на применении липких дисков, погруженных в специальную жидкость. Она затвердевает при нагревании, обеспечивая сцепление шестерней — то есть дифференциал блокируется. Нагревается жидкость в момент изменения угловой скорости колес на оси(когда скорость вращения колес становится разной). Недостаток этого механизма в том, что они требуют полной герметичности узла, и работают эффективно только при недлительном буксовании.
3. Винтовая блокировка или червячная — это лучший вариант автоматической блокировки для ВАЗ 2107. Реализуется механизм на применении червячных винтов, которые вращаются при езде авто по прямой, а при смене угловой скорости колес, они смещаются в пазы, посредством чего и происходит стопорение дифференциала. Как только авто выбирается из грязевого плена, то блокированный механизм возобновляет свою нормальную работу за счет перемещения червячных винтов на свои места.
4. Планетарная — принцип работы похож на червячную схему, только вместо шестерней, применяются шарики. За счет шариков происходит блокирование колес, а в работу они вступают при изменении тягового усилия между двигателей и осью. По сравнению с самоблокирующимся червячным редуктором, планетарный обходится примерно в 2 раза дешевле.

Кроме автоматической блокировки дифференциала, есть также принудительная, которая подключается при необходимости.

Принудительная блокировка дифференциала

Реализуется принудительная блокировка дифференциала при помощи гидравлического, электрического, механического и пневматического способов. Каждый вариант состоит из соответствующих механизмов, которые обеспечивают сцепление полуосей с корпусом дифференциала.

1. Гидравлическое устройство реализуется за счет применения главного и рабочего цилиндров, а также рабочей жидкости, при увеличении давления которой, происходит выполнение полезной работы.
2. Электрическая или электронная блокировка дифференциала — это самый простой, но и в то же время дорогой способ реализации задумки. В действие блокировка приводится за счет электромотора нажатием на кнопку в салоне.
3. Механическая — состоит из троса с рычагами. Принцип работы подобен включению ручного тормоза на автомобиле.
4. Пневматическая — реализуется за счет давления сжатого воздуха, протекающего в пневмокамере.

На ВАЗ 2107 устанавливать принудительную блокировку не имеет смысла, так как устанавливается она преимущественно на внедорожники. Кроме того, это будет стоить дорого, что вовсе не оправдано. Чтобы повысить проходимость семерки при передвижении по пересеченной местности, рекомендуется установить самоблокирующийся дифференциал.

Какую выбрать на ВАЗ 2107

Чтобы понять, какой тип устройства установить на семерку, надо проанализировать каждый вариант.

1. Дисковая — если отдать предпочтение этому варианту, то в итоге понадобится часто прибегать к работам по настройке, и приобретению трансмиссионного масла. Это не самый лучший вариант устройства для легковых автомобилей, поэтому на ВАЗ 2107 его обычно не используют.
2. Вискомуфта — недостаток в том, что срабатывает при большой инерционности, а также при перегреве срабатывает с опозданием. Для бездорожья является не лучшим вариантом, поэтому не используется на ВАЗах.
3. Винтовые и планетарные устройства подходят лучше всего на ВАЗ 2107. Установка блокировки дифференциала винтового и планетарного типа своими руками выполняется просто, и подходит такой вариант для повышения свойств проходимости легкового автомобиля при передвижении по снегу, льду, а также пересеченной местности.

Подводя итог, необходимо отметить, что присутствие блокирующего механизма на ВАЗ 2107 — это только преимущество, и поэтому если вы еще сомневаетесь в рациональности реализации задумки, то однозначно надо принимать положительное решение. Установив устройство, не понадобится вызывать эвакуатор, чтобы выбраться из заснеженного или загрязненного участка бездорожья.

Источник статьи: http://provaz07.ru/transmissiya/blokirovka-differenciala-vaz-2107.html