Блокировка дифференциала: как работает, видео, устройство, виды

По своей сути дифференциал представляет собой элемент перераспределения крутящего момента, поступающего от одного источника (двигателя) к двум независимым друг от друга потребителям (ведущим колесам), с возможностью задания им разных угловых скоростей вращения. Это требуется для того, чтобы не возникало проблем с управлением машиной при совершении маневров (поворотов, перестроений). Но зачем нужна блокировка дифференциала, если он выполняет такую важную функцию?

Дело в том, что дифференциал просто необходим для городского режима, но стоит автомобилю попасть в условия бездорожья – ситуация меняется. Его принцип работы приносит больше вреда, чем пользы.

Дифференциал на сложных участках дороги становится серьезной проблемой для водителя, так как он вкладывает все усилие двигателя именно в то колесо, которое имеет меньшее сопротивление при движении. Поэтому, если какое-то из ведущих колес начинает пробуксовывать, то дифференциал вместо того чтобы передать крутящий момент на шину, которая находится на твердом покрытии, вкладывает всю его величину в буксующее колесо. В результате чего автомобиль вовсе оказывается обездвиженным. Поэтому, чтобы заставить дифференциал не мешать движению машины по неровностям дороги, были разработаны различные виды его блокировки. Рассмотрим принцип их работы.

Полная блокировка

Во время полной блокировки дифференциала он прекращает работать, преобразуясь в обычную муфту, которая соединяет между собой полуоси или оси заднего и переднего мостов (зависит от того, где муфта установлена). Следовательно, крутящий момент на обеих полуосях или мостах будет иметь одинаковую величину, а соответственно и скорость вращения колес тоже будет одинаковой при любой дорожной ситуации.

Для блокировки дифференциала классического типа можно жестко соединить одну из полуосей с его корпусом (чашкой) либо не давать вращаться независимым шестерням (сателлитам), через которые чашка дифа передает на полуоси вращательные усилия. Реализуется такая блокировка при помощи привода, который может быть: электрическим, гидравлическим, пневматическим или ручным.

При полной блокировке на ее механизм действует прямое усилие от двигателя, которое при значительном крутящем моменте способно вывести из строя не только сам механизм блокирования, но и сломать в автомобиле полуось. Поэтому пользоваться такого вида блокировкой нужно очень аккуратно: включать только после остановки машины, двигаться на малой скорости и выключать после того, как проблемный участок дороги будет преодолен.

Как правило, полная блокировка межосевого дифференциала применяется в рамных внедорожниках, которые предназначены для особо трудных по проходимости участков местности. Также такие внедорожники оборудуются блокировкой межколесных дифференциалов переднего и заднего мостов.

Наряду с полной блокировкой, в автомобиле широко применяется и частичная (автоматическая). В свою очередь, дифференциалы с автоматической блокировкой делятся на следующие типы:

Автоматическая блокировка с применением вязкостной муфты (жидкостная муфта)

Вязкостная муфта (вискомуфта) – это механическое устройство, обеспечивающее передачу крутящего момента посредством использования вязкостных свойств специальной жидкости. Конструкция устройства представляет собой несколько пластин, насаженных на ведущий и ведомый валы, которые вращаются в корпусе, заполненном жидкостью. Жидкость имеет способность при определенных условиях менять свои вязкостные свойства. До тех пор пока пластины обладают одинаковой скоростью вращения, это вещество имеет жидкую консистенцию. Как только в значениях скоростей вращения валов появляется разница, жидкость быстро густеет, передавая крутящий момент с ведущего на ведомый вал. Благодаря таким свойствам, вискомуфта часто используется как самоблокирующийся межосевой дифференциал в автомобиле, оборудованном полным приводом. Иными словами, при обычном режиме работает один привод, но как только его колеса начинают проскальзывать, вискомуфта подключает второй привод.

Недостатком такой блокировки является то, что на изменение свойств жидкости требуется время, которого при преодолении серьезных препятствий просто нет. Поэтому такой вид самоблока преимущественно устанавливают на автомобилях, не покидающих городские дороги.

Дисковый фрикционный самоблок

Работа самоблокирующегося дифференциала этого типа основана на использовании сил трения. Своим устройством дисковый дифференциал практически не отличается от классических механизмов. Разница состоит в том, что в его устройство добавлены два пакета с фрикционными дисками и распорной пружиной, обеспечивающей необходимую величину сжатия. Часть дисков из пакета жестко фиксируются на полуось, другая на чашку дифференциала. При синхронном вращении ведущих полуосей все диски вращаются вместе, составляя одно целое. При появлении даже незначительной разницы в скоростях, соотношение вращения дисков тоже меняется. Вызванным между ними трение, фрикционы притормаживаются, разница выравнивается, происходит частичная блокировка дифференциала. Основной недостаток самоблока с фрикционными дисками заключается в их сравнительно быстром износе.

Героторный самоблок

По своей сути это разновидность дисковых самоблокирующихся дифференциалов. В конструкцию дифференциала установлен героторный масляный насос и поршень. Роль ротора насоса выполняет одна из полуосей, корпус – другая полуось. Величина нагнетаемого давления масла зависит от разности скоростей вращения колес. Если таковая появилась, то давление масла начинает возрастать, толкая поршень. Под действием давления он сжимает диски, установленные во фрикционную муфту. Сила трения между дисками возрастает, в результате чего происходит блокировка дифференциала.

Червячный дифференциал

Как уже становится понятным из названия, основу такого дифференциала составляет принцип работы червячной передачи. Торсен и Квайф, пожалуй, являются самыми распространенными представителями данного вида механизмов.

В основе червячной передачи лежат два элемента: червяк и червячное колесо. В дифференциале червяк (он же сателлит) представляет собой ведущий элемент. Колесо, оно же шестерня полуоси, соответственно – ведомое. Червячная передача устроена так, что червяк может легко вращать червячное колесо, а вот при обратном действии происходит блокирование, то есть колесо не может провернуть червяка.

Таким образом, величина усилия блокировки дифференциала Торсен устанавливается подбором величин углов наклона витков сателита. Чем меньше величина, тем выше будет скорость вращения. Кроме того, степень блокирования такого устройства зависит и от изменения величины крутящего момента.

Дифференциалы Торсен делятся на три вида: Тип1, Тип2 и Тип3. Тип1 и Тип2 отличаются друг от друга формой червяков. Их используют в качестве межколесных устройств. Тип3 предназначен для автомобилей оборудованных полным приводом, устанавливается между мостами.

Конструкция дифференциала Квайф довольно оригинальна. В ней сателлиты не имеют осей вращения, а просто свободно располагаются в специальных ложах корпуса. При возникновении разницы в скоростях вращения полуосей, сателлиты блокируются и сдвигаются в сторону корпуса, прижимаясь к нему. Величина силы трения, которая при этом возникает, имеет значение пропорциональное разнице между скоростями вращения колес. Степень блокирования в Квайф, также как и в Торсен, подбирается установкой сателлитов с разным углом наклона их витков.

Дифференциал, имеющий электронное управление

Данный вид представляет собой классическую модель дифференциала, дополненную двумя передачами. Управление ими осуществляется при помощи двух приводов – гидравлического и электрического. Приводы включает и отключает бортовой компьютер, установленный в автомобиле. Конечно, такой механизм считается самым практичным, но он же является и самым дорогим.

И в заключение хотелось бы упомянуть о системе, которая не блокирует дифференциал, а лишь имитирует блокировку. Принцип работы такой системы прост и очень практичен, поэтому хорошо подходит для городских автомобилей. Заключается он в том, что при появлении пробуксовки на каком-то из ведущих колес, штатная тормозная система начинает его подтормаживать. Соответственно, дифференциал увеличивает величину крутящего момента на колесе, имеющем меньшее сопротивление. Создается эффект блокировки. Все просто до гениальности.

Материалы: http://autolirika.ru/teoriya/blokirovka-differenciala.html

Полезное для автолюбителей – все об автомобилях

Практически все современные автомашины имеют блокировку дифференциала – механизм, многократно увеличивающий их проходимость по сложному рельефу, а также в непогоду. На старых авто такой механизм встречается редко – как правило, только на внедорожниках и грузовиках.

Какую функцию выполняет дифференциал

Колёса справа и слева вращаются неодинаково, и расстояние, которое проходит одно колесо, всегда отличается от расстояния, проходимого другим. Связано это с различными углами (в отношении полуоси), положения автомобильных колёс во время поворотов.

Колёса, находящиеся с внешней стороны во время поворота, едут дольше, нежели с колёса с внутренней стороны. Момент силы распределяется между колесами, благодаря дифференциалу. При полном «ступоре» одного из колёс, вся нагрузка, шедшая на него, перераспределяется между другими колёсами, которые крутятся независимо друг от друга. В этом случае, сообщаются друг с другом только полуоси, которые связывают ведущие колеса.

Устройство же привода таково, что, без проблем, на одной полуоси и трансмиссии прокручиваются два колеса. Если дорожное полотно ровное, то работа дифференциала незаметна. На пересечённой же местности, без блокировки дифференциала просто не обойтись, так как крутящий момент моментально чувствуется. При этом дифференциал, не имеющий блокировки, будет вращать одну из полуосей, имеющих наименьшее сопротивление. В общем, дифференциал представляет собой отдельный узел, который правильно распределяет момент силы на автомобильные колеса, передавая его через полуоси.

Отсутствие или поломка системы блокировки дифференциала, во время буксования, полностью обездвиживает автомобиль, из-за того, что небуксующее колесо на ведущей оси также не будет вращаться. В современных авто блокировка включается или в ручном режиме, или в автоматическом. При этом колёса машины, на которых включена такая система, будут всегда иметь равную скорость – это здорово упрощает езду.

Видео: Блокировки, как выбрать и установить на Уаз Патриот

Если видео не показывает, обновите страницу или " style="color:#CC3333">нажмите здесь

В каком месте можно устанавливать блокировку дифференциала?

Лучше всего на задние колёса – так они будут получать тягу, равную тяге на передних колёсах. При этом, именно заднее ограничение не оказывает ощутимого влияния на простоту и удобство управления автомобилем.

Какой тип блокировки дифференциала выбрать?

Перед установкой блокировки дифференциала, необходимо определиться с тем, какой именно из её типов будет монтироваться на авто. Это может быть частичная или полная блокировка.

Полное блокирование может осуществляться как в автоматическом режиме, так и вручную. А использование частичного блокирования дифференциалов работает только на автомате.

Данный тип блокировки дифференциала не учитывает того, что полуоси и, соответственно, и колёса, вращаются с разной скоростью. В условиях бездорожья, такое положение приведёт к неизбежным пробуксовкам. Если же двигаться, в основном, приходится по асфальту, то покрышки будут быстрее изнашиваться, как и различные части трансмиссии. Для возможности самостоятельного включения и выключения блокировки дифференциала, требуется установка ручного привода.

Использование ручной блокировки может прекратить перепад скоростей, с помощью нажатия одной лишь кнопки. Эта кнопка включает внешний источник, а тот входит во взаимодействие с замком, посредством сцепки.

Такая блокировочная система достаточно сложная и может иметь различные конструкции. Чтобы переключить некоторые из таких систем, требуется полная остановка машины. В качестве альтернативы, чаще всего применяют механизм, повышающий трение, либо систему, способную контролировать силу тяги.

Видео: Пневматическая принудительная блокировка

Если видео не показывает, обновите страницу или " style="color:#CC3333">нажмите здесь

• При активации ограничения, ось работает в штатном режиме, что никак не отражается на комфортности езды;
• Водитель сам регулирует включение или отключение системы блокирования, что очень важно при передвижении по бездорожью.

• При переключении режимов блокировки, нужно задействовать одну руку, а это делать небезопасно, при сложном маневрировании;
• Если забыть переключить вовремя ограничение дифференциала, то можно его вывести из строя;
• Высокая стоимость, связанная с монтажом системы, работающей автономно.

Автоматическое блокирование включается в тот момент, когда водитель давит на педаль газа. Естественно, что, некоторое время, придётся привыкать к такому вождению, и именно из-за этого, некоторые водители предпочитают не ставить автомат.

• Режим блокировки включается в работу тогда, когда это необходимо. Как итог, не приходится снимать одну руку с руля, чтобы что-то регулировать;
• Данный вид блокировки дифференциала проще в обращении, нежели ручной вариант.

• Такое ограничение ощутимо во время езды: шины шумят во время выполнения поворотов, и управление становится более сложным;
• Во время сцепки шестерёнок, всегда слышен щелчок, а это многим автовладельцам не нравится.

При стабильной езде на автомобиле, безо всякого экстрима, можно ставить частичную блокировку дифференциала, поскольку она будет решать вопрос с пробуксовкой. Работает такая блокировка сама, ей не нужно управлять, при этом на трансмиссию приходится гораздо меньшая нагрузка, нежели при полном блокировании.

Частичная блокировка дифференциала может быть:

• На фрикционных дисках;
• На косозубых шестерёнках (самые известные бренды этого типа в нашей стране – «Quaife» и «Torsen»).

Какой варант блокировки дифференциала выбрать?

Конечно, определиться с выбором того или иного варианта блокировки непросто, но учитывать следует вот что:

• В условиях езды по хорошим дорогам, подойдёт вариант с дисковой муфтой или вискомуфтой;
• Демократичная цена, простота и высокая надёжность, благодаря червячному механизму шестерёнок, идеально подходит для бездорожья;
• Любителям экстремальной езды можно посоветовать ставить полную блокировку с принудительной функцией.

Процедура установки блокировки дифференциала

Сам процесс монтажа блокировки, выполняемый в автосервисах – недешёвое удовольствие, плюс стоимость устройства. Плюс куча дополнительных аксессуаров и деталей, которыми нужно заменить изношенные. Впрочем, неплохо сэкономить здесь несложно, если иметь всего лишь начальные навыки автомобильного механика.

Процесс монтажа блокировки дифференциала имеет следующие этапы:

1. Устанавливаем машину над смотровой ямой;
2. Фиксируем ее с помощью домкратов;
3. Демонтируем колёса;
4. Демонтируем барабаны;
5. Откручиваем и вытаскиваем полуоси, а затем и карданный вал;
6. Скручиваем и снимаем редукторы;
7. Монтируем механизм блокировки дифференциала, а затем – всё собираем обратно.

Видео: Установка блокировки дифференциала на ВАЗ (классика)

Если видео не показывает, обновите страницу или " style="color:#CC3333">нажмите здесь

Настройка привода включения блокировки

Первым делом, выполняют настройку рабочего хода. При этом, именно блокировка дифференциалов – это самый правильный вариант исправления «недостатка» этого механизма, так как именно он посылает крутящий момент на те колеса, на которые абсолютно требуется. Блокировка позволяет отключать равную раздачу момента вращения всем колесам, и даёт возможность колёсам автомобиля крутиться, с нужными им скоростями.

Если блокировку дифференциала отключить, то управлять автомобилем станет труднее, и все четыре колеса машины будут получать одинаковый вращательный момент. В итоге, никакое бездорожье, гололёд или провисание колёс, нам уже не страшны – автомобиль, в любом случае, выйдет на ровный участок.

Материалы: http://autoinfa.com/post.php?id=313

Автомобилям, которые постоянно передвигаются по бездорожью, всегда не хватает проходимости. Существует большое количество различных вариантов, которые могут помочь решить эту проблему, но самым правильным и полезным считается блокировка дифференциала. Если у машины есть межосевой дифференциал, то на нем, как правило, устанавливаются определенные блокировки, которые помогают преодолевать сложные дорожные условия. В большинстве случаев эта операция производится только для заднего моста, так как для переднего моста это не так эффективно и оправданно.

Необходимо отметить, что применять блокировку необходимо не всегда, ведь она влияет на поведение автомобиля и имеет свои плюсы и минусы. Для того чтобы выяснить целесообразность таких изменений, необходимо четко понимать как это работает, какие механизмы используются, а также разобраться в самой сути этих действий, то есть к чему приведет блокирование силового привода.

Смысл блокирования дифференциала в обеспечении вращение колес с разной скоростью, чтобы обороты колес одной оси различались, в зависимости от потребностей.

Когда автомобиль передвигается по бездорожью без блокировки, то по конструкции шасси какая-то полуось будет прокручиваться. Решается это путем блокировки, в чем и есть ее главное достоинство. Устанавливается такой механизм на внедорожниках и используется только на плохих участках дороги.

Свободный дифференциал работает по следующей схеме: когда колеса на одной оси начинают прокручиваться, то другое получает больший момент для преодоления препятствия. Когда же применяется блокировка дифференциала, то на колесо с лучшим зацепом начинает подаваться больший крутящий момент. Для того чтобы применить этот механизм, необходимо:

1. Ограничить движение сателлитов;
2. Приварить часть дифференциала к полуоси.

Выделяют различные типы блокирования силового привода автомобиля. Если имеет место полная блокировка, то это означает полноценное сцепление различных элементов дифференциала, что позволяет перемещать полностью крутящий момент на одно из колес, имеющее максимальный зацеп.

Что касается частичной блокировкой, то она предполагает ограничение передачи крутящего момента на разные полуоси с разным сцеплением.

Чтобы определить, какой момент необходим на каждое колесо, используется коэффициент блокировки. То есть, данный показатель помогает выяснить, какой крутящий момент необходимо передавать на колесо с хорошим зацепом и на то, которое прокручивается. Если коэффициент будет определяться неправильно, то это может привести к определенным поломкам.

Блокировку можно устанавливать либо на межосевых, либо на межколесных дифференциалах. Блокировать переднюю ось на полноприводной машине нет необходимости, так как это значительно снизит его управляемость на обычных дорогах.

Бывают несколько вариантов блокирования: автоматическое и принудительное. Последнее может включаться и выключаться водителем самостоятельно при необходимости, а поэтому она иногда называется ручной. В то же время автоматический вариант производится с применением определенных механизмов, которые называются самоблокирующимися дифференциалами.

Ручная блокировка силового привода предполагает использование кулачковой муфты, то есть соединяет части дифференциала и полуоси. Для того чтобы ее включать или выключать применяется специальный механизм. Это может быть пневматический, механический, гидравлический или электрический привод.

Механический привод работает за счет определенной системы из тросов и рычагов, движение которых либо включает, либо выключает блокировку. Электрический вариант работает за счет специального двигателя, а активация происходит путем нажатия на кнопку в салоне. Что касается гидравлического и пневматического приводов, то здесь главными механизмами считаются цилиндры и пневмокамеры соответственно.

Такой тип блокировки необходим, если автомобиль используется как на бездорожье, так и на обычных дорогах. Крайне важно после преодоления препятствий выключать эту систему для избегания поломок и для комфортного передвижения.

Когда речь идет об автоматической блокировке, которая основывается на дифференциале повышенного трения, это можно назвать неким компромиссом, так как реализуется он за счет сочетания работы полной блокировки и свободного дифференциала. Свободные дифференциалы бывают нескольких типов:

• Когда блокировка происходит при разном крутящем моменте на колесах;
• Когда блокировка происходит при отличии угловых скоростей полуосей.

Что касается первого типа, то он применяется на червячном дифференциале. Второй тип включает в себя механизмы с вязкостной муфтой, а также дисковый и электронно-блокирующийся дифференциал.

Дисковый дифференциал

Дисковый дифференциал – это симметричный механизм, которые включает в себя несколько групп фрикционных дисков. Одна группа соединяется с внешней частью дифференциала, а вторая связывается с полуосью. Работа этой системы обеспечивается за счет трения от разной скорости.

Если автомобиль двигается прямо, то весь механизм работает как единое целое, с одинаковой частотой вращения. Когда какое-то колесо начинает двигаться быстрее, то фрикционные диски соответственно ускоряются и за счет силы трения крутящий момент на колесе с хорошим сцеплением увеличивается. Таким образом, дифференциал в некоторой мере блокируется и препятствие преодолевается.

Если в механизме используются пружины, то сжатие группы дисков будет постоянным, а если применяется гидравлический привод – она будет меняться в зависимости от ситуации.

Вязкостная муфта

Следующий тип – вязкостная муфта. Этот механизм состоит из группы перфорированных дисков, которые крепятся к самому дифференциалу и к валу привода. Они хранятся в специальном приспособлении, которое внутри имеет вязкое наполнение.

Когда вал привода и дифференциал имеет одинаковые обороты, то группа дисков вращается как один сплошной элемент. Когда же вал привода ускоряется, то какое-то количество перфорированных дисков также ускоряется, перемешивая жидкость и, таким образом, блокируя дифференциал. Вал, с другой стороны, получает больший крутящий момент. Когда скорость снова стабилизируется, то муфта автоматически выключается.

Вязкостная муфта используется либо в качестве блокировки межосевого дифференциала, либо как элемент автоматически подключаемого полного привода. Недостатком этого варианта считается склонность к перегреву, а также конфликтность с ABS. Поэтому в современных автомобилях такая система не применяется.

Электронный дифференциал является частью системы, которая препятствует пробуксовке. Когда колесо начинает прокручиваться, оно замедляется, а тяга передается на колесо с хорошим зацепом.

Червячный дифференциал

Когда имеет место разница между скоростью вращения на корпусе дифференциала и на приводном вале, может использоваться червячный дифференциал. Когда колесо начинает прокручиваться и терять крутящий момент, он переходит на колесо, которое имеет хороший зацеп за счет блокировки. Она частичная и ее уровень определяется на основе количества потерянного момента.

Среди механизмов такого типа наиболее популярными считаются Torsenи Quaife, которые являются редукторами из червячных шестеренок. Червячная шестерня может влиять на остальные шестерни, но при этом оставаться независимой от них. Такое явление называют расклиниванием, и служит оно для блокировки. Такого типа дифференциалы могут использоваться как для межосевых, так и для межколесных блокировок.

Несмотря на все положительные качества этого механизма, имеют место и некоторые минусы.

Когда автомобиль двигается по бездорожью, он очень часто может сталкиваться с искривленной траекторией. В таком случае, колеса начинают вращаться с разной скоростью, так как проходят разный путь за одинаковое время. Например, при движении по кривой небольшого радиуса, внешнее колесо проходит больший путь, чем внутреннее. Для того чтобы внешнее колесо вращалось быстрее применяется межколесный дифференциал, который распределяет обороты по необходимости.

Когда же применяется блокировка, колеса соединяются и двигаются с одинаковой скоростью. Из-за этого внутреннее колесо будет буксовать, забирая максимально тягу, а внешнее будет прокручиваться. Такая ситуация на бездорожье может привести к тому, что будет вырыта колея, ухудшиться сцепление и преодолеть препятствие будет сложно. Поэтому при передвижении по небольшим кривым блокировку лучше отключать, если есть возможность.

Блокировка дифференциала – это очень распространенный метод повышения эффективности передвижения по бездорожью.

Однако, его необходимо использовать только в определенный случаях, иначе это приведет только к ухудшению проходимости или даже к поломке.

Похожие темы

Всегда будьте в курсе наших новостей

Подпишись на ежедневную рассылку лучших новостей

Подписка бесплатна для любых мобильных абонентов Вы можете отказаться от рассылки в любой момент

Размещенная на сайте информация является собственностью администрации сайта и охраняется законом об авторском праве. Копирование информации возможно только при размещении активной гиперссылкой на страницу-источник.

Материалы: http://autodont.ru/transmission/vidy-blokirovki-differenciala-i-ix-osobennosti