Межосевой дифференциал что это: Все, что вы хотели узнать о дифференциалах, но боялись спросить…

Все, что вы хотели узнать о дифференциалах, но боялись спросить…

по материалам журналов «4х4Club» (7-8`99) и «5 Колесо» (11`99)

Что такое дифференциал
Принудительная блокировка
Самоблокирующиеся дифференциалы
• Дисковая блокировка
• Вязкостная блокировка
• Винтовая блокировка
• Кулачковая блокировка
• Особенности управления
Межосевой дифференциал и его блокировки
• Подключаемый передний мост

---

Что такое дифференциал

Дифференциал — это устройство, распределяющее поток мощности от двигателя к другим элементам трансмиссии. В автомобиле с приводом на одну ось используется только один дифференциал, межколесный, в полноприводном их целых три — два межколесных и межосевой. 

Рассмотрим для примера классический дифференциал (в отличие от блокируемых, его называют «открытым» или «свободным»). Он устанавливается в картере главной передачи и получает крутящий момент от ее ведомой шестерни. В коробке дифференциала расположены конические шестерни-сателлиты. Они входят в зацепление с шестернями, закрепленными на полуосях, а те, в свою очередь, вращают ведущие колеса. При движении по ровной и прямой дороге угловые скорости колес одинаковы, и сателлиты не вращаются вокруг своей оси. Во время поворота или движения по неровностям, когда колеса правого и левого борта проходят разный путь, сателлиты начинают вращаться и перераспределять крутящий момент.

Главная передача заднего моста ВАЗ-2101:
1 – фланец карданного вала;
2 – сальник;
3 – маслоотражательное кольцо;
4 – передний подшипник ведущей шестерни;
5 – задний подшипник ведущей шестерни;
6 – регулировочное кольцо;
7 – опорное кольцо шестерни полуоси;

8 – шестерня полуоси;
9 – сателлит;
10 – палец сателлитов;
11 – ведомая шестерня главной передачи;
12 – коробка дифференциала;
13 – болт крепления стопора регулировочной гайки;
14 – стопор регулировочной гайки;
15 – подшипник коробки дифференциала;
16 – регулировочная гайка ведомой шестерни;
17 – болт крепления ведомой шестерни к фланцу коробки дифференциала;
18 – ведущая шестерня главной передачи;
19 – картер редуктора главной передачи;
20 – распорная втулка;
21 – шайба;
22 – гайка ведущей шестерни заднего моста.

Существует простая формула, отражающая связь между частотами вращения коробки дифференциала и полуосевых шестерен. Если через а1 и а2 обозначить частоты вращения полуосевых шестерен, а через а — частоту вращения коробки дифференциала, то: а = (а1+а2)/2. Формула показывает, что если одно из колес автомобиля неподвижно, то другое колесо вращается с удвоенной частотой. Если одно из двух ведущих колес попадает на скользкую поверхность дороги (мокрый асфальт, масляные пятна, лед), сопротивление его вращению резко падает, уменьшается и сцепление с дорогой, а значит, колесо не в состоянии иметь необходимую силу тяги. Такое колесо начнет быстрее вращаться и пробуксовывать. К другому ведущему колесу, имеющему достаточное сцепление с дорогой, будет подводиться такой же крутящий момент, как и к буксующему. Имея возможность образовать большую силу тяги, второе колесо не сможет этого сделать потому, что дифференциал передаст ему только половину крутящего момента от главной передачи. Если сопротивление движению автомобиля превысит силу тяги у небуксующего колеса, то машина не сможет двигаться. Частота вращения буксующего колеса резко возрастет, а второе колесо остановится. Возникнет буксование автомобиля. Попытка водителя повысить силу тяги на колесах за счет увеличения подачи топлива приведет только к увеличению частоты вращения одного из колес. В такой ситуации проявляется существенный недостаток обычного дифференциала, снижающего проходимость автомобиля как на скользких дорогах, так и на грунтах, оказывающих большое сопротивление качению колес (пeсок, снег, распутица). 

Принудительная блокировка

На автомобилях, предназначенных для движения по бездорожью, приходится устанавливать дифференциалы специальных конструкций. Блокировки Часто применяют дифференциалы с принудительной блокировкой. В них водитель с помощью специального привода (чаще всего пневматического) останавливает на время вращение сателлитов, и колeca автомобиля начинают вращаться с одинаковой скоростью. Следует учесть, что автомобиль с заблокированным дифференциалом на извилистой дороге расходует больше топлива и у него происходит интенсивный износ шин. Как только взаимный поворот колес на общей оси с заблокированным дифференциалом будет больше, чем это допускает упругая деформация шин, произойдет буксование колес, продолжающееся до тех пор, пока какое-либо колесо на неровности не оторвется от дороги. Это говорит о том, что водитель не должен забывать выключать блокировку дифференциала после преодоления тяжелого участка. В ряде конструкций предусмотрена его автоматическая разблокировка или ограничение возможности включения блокировки по скорости.

Самоблокирующиеся дифференциалы

Для упрощения процесса управления применяются так называемые самоблокирующиеся дифференциалы. В настоящее время, в основном, используют четыре вида блокировок: дисковая (фрикционная, повышенного трения, LSD), вязкостная (вискомуфты) и винтовая (червячная). В самых современных разработках используются электронные системы контроля проскальзывания колес, основанные на применении датчиков вращения и использовании штатных тормозов (как правило, эти системы совмещаются с антиблокировочными и противопробуксовочными).

Дисковая блокировка

Существуют две наиболее характерные конструкции дифференциалов с фрикционными муфтами. В первом применяют одну, во втором — две муфты. В первом случае фрикционная дисковая муфта 1 введена между одной из полуосей и коробкой дифференциала. Бронзовые диски установлены в шлицах гильзы 2, связанной с коробкой дифференциала, стальные диски сидят на шлицах полуоси 3. Диски прижимаются друг к другу пружинами 4. Когда оба колеса испытывают одинаковое сопротивление, весь дифференциал вращается как одно целое и трение в муфте 1 отсутствует.

Вторая конструкция представляет из себя дифференциал повышенного трения с двойными фрикционными муфтами, получивший широкое распространение на американских автомобилях. В этой конструкции крестовина заменена двумя отдельными, пересекающимися под прямым углом осями 5 сателлитов 6. Оси 5 имеют возможность перемещаться одна относительно другой как в осевом, так и в угловом направлении, для чего их концы имеют скосы соответственно А и Б, которыми они опираются на коробку 9 дифференциала. Кроме того, в дифференциал введены промежуточные чашки 7, так же как и полуосевые шестерни, надетые на шлицы полуосей. При невращающихся сателлитах усилие к полуосям передается как и в простом дифференциале. При вращении сателлитов последние будут сдвигать концевые скосы осей 5 так, что усилие на фрикционную муфту 8, передаваемое через чашку 7, будет увеличиваться для отстающей полуоси и уменьшаться для оси, вращающейся быстрее. При этом величина подтормаживающего момента не будет постоянной, как в дифференциале с одной дисковой муфтой, а будет пропорциональна моменту, передаваемому колесами. 

Для нормальной работы такого дифференциала требуется использование специального трансмиссионного масла для LSD или соответствующих присадок к обычному маслу. Кроме того, со временем возникает необходимость регулировки из-за износа дисков.

Вязкостная блокировка

Принцип ее действия такой же, как у дисковой. Гидравлическая муфта состоит из большого числа дисков с липкими рабочими поверхностями. Благодаря свойствам особой вязкой жидкости на силиконовой основе отвердевать при нагреве диски передают крутящий момент в зависимости от разности частот вращения входных и выходных валов. Нагрев происходит, когда одна полуось начинает вращаться быстрее другой. Характерной особенностью конструкции является то, что в случае длительного буксования колес блокирующая муфта с вязкой жидкостью работает вначале мягко, а затем происходит значительный рост эффективности блокировки. В затвердевшем силиконе диски получают жесткое зацепление и полуоси блокируются. Вискомуфты не требуют обслуживания и считаются весьма надежными, однако для их продолжительной работы необходимо сохранение полной герметичности устройства. 

Винтовая блокировка

Принцип ее действия таков: в обычном режиме винты (или червяки, как их называют из-за характерной формы) свободно обкатываются вокруг центральной шестерни. В случае изменения момента винты проскальзывают в крайнее положение и фиксируются в эксцентричных пазах. Когда момент выравнивается, винты возвращаются в исходное положение. Момент срабатывания винтовых блокировок определяется профилем винтов. Такие дифференциалы мало подвержены износу (срок службы сопоставим со сроком коробки или классического дифференциала), а масло используется обычное трансмиссионное.

Кулачковая блокировка

Такая блокировка срабатывает при возникновении разности в скоростях вращения колес. Рассмотрим пример реализации дифференциала от компании Tractech. В корпусе дифференциала между парами корончатых шестерен установлены поворотные кулачки. В обычных условиях они не участвуют в работе, но, как только одно их колес начинает пробуксовывать (т.е., вращаться существено быстрее другого), кулачки поворачиваются и пары шестерен входят в зацепление, обеспечивая тем самым полную блокировку. Блокировка выключается, когда буксующее колесо прекратит проскальзывание. Этот тип дифференциалов также довольно долговечен и не требует специальных масел.

Особенности управления

Управление автомобилем, оборудованным самоблокирующимся межколесным дифференциалом имеет некоторые особенности. В частности, автомобиль в повороте на скользком покрытии может обладать избыточной поворачиваемостью, при слишком интенсивном разгоне на смешанном покрытии возможен увод в сторону от предполагаемой траектории и т.д. Особенно это касается разработок, предлагаемых в качестве дополнительного оборудования третьими фирмами. Однако грамотное использование свойств таких дифференциалов позволяет уверенно перемещаться в сложных дорожных условиях, и существенно повышает проходимость вне дорог. 

 

Межосевой дифференциал и его блокировки

При отсутствии межосевого разделения мощности (межосевого дифференциала или отключающего механизма) необходимо отключить передний мост, чтобы стало возможно вращение передних и задних колес с разными угловыми скоростями. По условиям движения требуется, чтобы колеса как переднего и заднего мостов, так и колеса одного моста могли вращаться с разной частотой и проходить различные пути. Особенно характерно это для поворотов: передние колеса при повороте проходят большее расстояние, чем задние. На изменение пути колес влияют различные факторы: скольжение шин, их углы увода, давление воздуха, нагрузка на колеса, кинематика подвески. При этом очевидно, что соотношение между путями, проходимыми колесами переднего и заднего мостов, также меняется во время движения. Это обстоятельство исключает возможность применения разных передаточных чисел в главных передачах мостов для компенсации разности проходимых путей.

Колеса разных осей автомобиля, кинематически жестко связанные одно с другим, имеют при вращении одинаковые угловые скорости. На твердой поверхности дороги при движении автомобиля с приводом на все колеса (при отсутствии межосевого дифференциала) могут возникнуть условия, при которых колеса разных осей будут стараться двигаться с различными линейными скоростями, а жесткая мехаческая связь между ними станет преградой к достижению этого. При прямолинейном движении описанное явление может быть вызвано, например, разностью радиусов качения связанных между собой колес. Качение колес в этом случае должно сопровождаться относительным перемещением точек площадки контакта шины по поверхности дороги (со скольжением или буксованием). Подобное же возможно и при одинаковых радиусах качения, но при движении по дороге с неровной поверхностью или на повороте. Возникающее в этих условиях скольжение или 6yксовaние шин сопровождается увеличеным их износом, износом механизмов трансмиссии и непроизводительной затратой энергии двигателя на движение автомобиля. Для того чтобы колеса катились без вредных сопровождающих явлений в трансмиссии, кроме дифференциалов межколесных устанавливают дифференциалы межосевые.

Однако, в условиях внедорожного движения автомобиль может лишиться подвижности в тот момент, когда колеса одного из мостов потеряют сцепление с дорогой и начнут буксовать. В такой ситуации дифференциал обычного типа будет не в состоянии передать требуемую для движения величину крутящего момента задним колесам, опирающимся на твердый грунт. Для избежания этого на внедорожниках устанавливают межосевые дифференциалы с принудительной блокировкой. Примером подобного конструктивного решения может служить «Нива» ВА3-2121, оснащенная раздаточной коробкой с принудительно блокируемым межосевым дифференциалом. 

Блокировкой пользуется водитель автомобиля для преодоления труднопроходимого участка дороги. При возвращении на шоссе межосевой дифференциал необходимо разблокировать. В современных конструкциях, кроме механического, применяются и другие приводы (пневматический, гидравлический, электрический), при этом сам процесс включения сводится к простому нажатию кнопки на панели. 

Следующим шагом стало появление самоблокирующихся межосевых дифференциалов. Принципы их работы сходны с межколесными, но условия и задачи несколько другие. Так, при поворотах машины забегающим относительно корпуса дифференциала всегда будет вал, передающий момент на управляемую ось, что определяется кинематикой поворота машины с колесной формулой 4х4. Исходя из этого, при забегании приводного вала управляемого моста коэффициент блокировки желательно иметь невысоким, а при забегании (буксовании) неуправляемого моста — несколько большим. Такой дифференциал называют самоблокирующимся с несимметричными блокирующими свойствами.

В настоящее время на легковых внедорожниках широко используются межосевые дифференциалы с автоматической блокировкой с помощью гидравлической муфты с вязкой жидкостью. Они обеспечивают оптимальную силу тяги во всех условиях движения, в связи с чем отпадает необходимость в принудительной блокировке. Есть у них и другие преимущества. Этот узел предохраняет трансмиссию от перегрузки, которая может возникнуть, например, при внезапном ударе колеса.Дифференциал, автоматически блокирующийся гидравлической муфтой с вязкой жидкостью, чутко реагирует на состояние дорожной поверхности и обеспечивает более равномерную скорость автомобиля, а также уменьшает вероятность его застревания. При торможении межосевой дифференциал такого типа предотвращает блокировку колеса одного моста относительно колеса другого, приводящую к потере устойчивости. К тому же перераспределение избыточной тормозной силы с одной пары колес на другую значительно сокращает тормозной путь и сохраняет полный контроль над машиной.

Рассмотрим, как работает автоматически блокируемый межосевой дифференциал фирмы GKN с гидравлической муфтой. Изменение момента трения в ней рассчитано так, чтобы при маневрировании на поверхности с хорошими сцепными свойствами ( асфальт, бетон и т.д.) имелся малый момент трения между выходными валами. С ростом разности частот их вращения трение между звеньями муфты значительно возрастает. Блокировка с помощью муфты с вязкой жидкостью происходит точно в соответствии с распределением крутящего момента в межосевом дифференциале.

Испытания подтвердили, что распределение моментов между передними и задними колесами обеспечивает почти нейтральную поворачиваемость автомобиля. По легкости вождения и безопасности полноприводные автомобили с таким приводом превосходят даже переднеприводные легковые автомобили. Однако, при всех достоинствах такого рода блокировки, необходимо отметить, что фактическое включение блокировки после начала пробуксовки колес, характерное для вискомуфты, существенно снижает шансы на успешное преодоление серьезных внедорожных препятствий в виде слабого грунта, грязи или снега, поскольку буксующее колесо способно быстро зарываться. В результате возможностей автомобиля даже с заблокированным межосевым дифференциалом может оказаться недостаточно для самостоятельного выезда. 

Подключаемый передний мост

Очень многие производители внедорожников используют схему с подключаемым передним мостом (так называемый part time 4WD). В этом случае межосевой дифференциал, как правило, отсутствует, и в режиме полного привода между мостами устанавливается жесткая кинематическая связь. Производители рекомендуют подключать передний мост только в сложных дорожных условиях, когда колеса склонны к пробуксовке. Продолжительное движение в таком режиме по дорогам с твердой поверхностью вызывает повышенный износ шин и трансмиссии (в частности, в раздатках с цепной передачей перегружается цепь), повышенный расход топлива, а также ухудшает управляемость на высоких скоростях. Для избежания этих отрицательных последствий многие контрукции предусматривают не только отключение переднего моста, но и отсоединение передних колес от полуосей. Для этого применяются колесные хабы (муфты свободного хода), которые могут быть автоматическими и ручными, рассоединение полуосей при помощи электрического или пневматического привода и т.д.

Что такое дифференциал и зачем он нужен

Дифференциал — механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, называемыми полуосями. Непонятно? Попробуем разобраться.

Не путать с дифференциальными уравнениями: в нашем случае дифференциал — это важнейший элемент полноприводного автомобиля. В силу того что при прохождении поворота каждое из колес движется по собственной траектории, внешнее колесо проходит более длинную дугу, чем внутреннее. Таким образом, при вращении ведущих колес с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, что негативно сказывается на управляемости, а также приводит к существенному износу шин. Для предотвращения этих негативных явлений и служит дифференциал. Момент от двигателя передается карданным валом через коническую зубчатую передачу на корпус дифференциала. Тот, в свою очередь, через независимые друг от друга шестерни (сателлиты) вращает полуоси. Таким образом, каждая из полуосей вращается с разной угловой скоростью, а каждое колесо свободно перемещается по своей траектории без проскальзывания. При этом суммарная скорость вращения остается постоянной. Помимо этого, дифференциал позволяет неразрывно передавать крутящий момент от двигателя на ведущие колеса, а в сочетании с главной передачей служит дополнительной понижающей передачей.

В трансмиссии автомобилей концерна VW для блокировки дифференциала используется муфта Haldex. Она представляет собой многодисковую муфту, работающую в масля- ной ванне. Пакет фрикционов сжимается рабочим поршнем гидравлической системы

Все бы хорошо, но тут появляется другая проблема — как только одно из ведущих колес попадает на скользкую поверхность или вывешивается в воздухе, весь момент по принципу наименьшего сопротивления отправляется к нему. Если все четыре ведущих колеса вдруг попадут на лед, то автомобиль через какое-то время остановится, и будет буксовать на месте. Чтобы этого не происходило, инженеры были вынуждены искать конструктивные решения для блокировки дифференциала.

Жестко или мягко?

Первые опыты широкого использования полного привода (в основном на армейских внедорожниках и вездеходах) привели к появлению системы жесткого механического блокирования дифференциала. Для этого автомобиль необходимо было остановить и с помощью специального механизма заблокировать шестерни дифференциала. В данном случае речь идет о повышении проходимости на бездорожье, где скорость передвижения низкая и вероятность повредить привод — минимальная. Как только автомобиль выбирался на нормальную дорогу, необходимо было отключить блокировку, иначе существенно возрастает нагрузка на полуоси и механизм блокировки, а также увеличивается износ всех элементов конструкции. Поэтому нужно было придумать, как автоматизировать этот процесс и сделать его более простым и адекватным для рядового автолюбителя.

Вискомуфта

Развитие химической промышленности, и, как следствие, появление дилатантных жидкостей, изменяющих свою вязкость, послужило основой для создания вискомуфты. Пионерами ее применения в конце 60-х годов прошлого века стали британские инженеры Тони Ролт и Дерек Гарднер. Конструкция вискомуфты проста, как все гениальное. Она состоит из набора близко расположенных друг к другу фрикционов, одна половина которых соединяется с валом межосевого дифференциала, а вторая наружными выступами — с цилиндрическим корпусом. При обычном движении скорость вращения передних и задних колес одинакова, поэтому перемешивание жидкости в муфте слабое, и она обладает хорошей текучестью. Но как только колеса одной из осей забуксовали, шестеренки межосевого дифференциала начинают раскручиваться, и связанные с ним фрикционы вискомуфты начинают быстро перемешивать силиконовую жидкость. Она твердеет, сжимая оба пакета фрикционов. В результате межосевой дифференциал частично или полностью блокируется.

Запатентовав свое изобретение, Тони Ролт создал собственную фирму, которая наладила выпуск вискомуфт для различных автомобильных фирм по обе стороны Атлантики. Первым массовым авто с полноприводной трансмиссией и межосевым дифференциалом с вискомуфтой стал AMC Eagle, который выпускался компанией American Motors c 1979 по 1988 год. В различных версиях эта модель разошлась тиражом около 200 тысяч экземпляров. Позже с активным развитием полноприводных трансмиссий вискомуфты нашли широкое применение в автомобилестроении. Но, как у любого другого устройства, у вискомуфты есть и свои недостатки — инерционность срабатывания, громоздкость и ограниченность по величине передаваемого момента.

Торсен и Халдекс

Вернемся вновь на полстолетия назад в далекий 1958-й год, когда американский инженер Вернон Глизман разработал и запатентовал механический самоблокирующийся дифференциал Dual-Drive Differential, который позже получил привычную сегодня торговую марку Torsen. Основная идея фактически зашифрована в названии, происходящем от сокращения двух английских слов, torque sensing, чувствительный к крутящему моменту. Механический самоблокирующийся дифференциал Torsen представляет собой оригинальное сочетание червячных пар и зубчатых колес. Блокировка у этого устройства происходит не от разности скоростей вращения валов, как в вискомуфте и других дифференциалах повышенного трения, а при изменении баланса крутящих моментов на валах. Как только момент на одном из валов увеличивается, червячные пары «заклинивают» зубчатые колеса, блокируя нужную шестерню дифференциала.

VW Touareg имеет два вида полного привода. В первом случае используется межосевой дифференциал Торсен и свободный дифференциал на задней оси, во втором — межосевой дифференциал с электронной блокировкой и понижающей передачей плюс блокировка дифференциала задней оси

Вторая конструкция, получившая сегодня широкое распространение, — электронно-управляемая фрикционная муфта, разработанная шведской фирмой Haldex. Она представляет собой многодисковое сцепление, работающее в масле. Как только появляется незначительная разница в скоростях вращения двух валов, с помощью гидравлики диски сцепления замыкаются. Электронный блок управления следит за многочисленными данными от датчиков, и, как только пробуксовка прекращается, давление в системе падает, и диски разжимаются. Среди главных достоинств муфты Haldex — практически мгновенное срабатывание, а также возможность менять характеристики с помощью перенастройки блока управления.

Что такое дифференциал и для чего нужны блокировки

Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга.

Дифференциа́л — это механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, называемых полуосями. Наиболее широко применяется в конструкции привода автомобилей, где момент от выходного вала коробки передач (или карданного вала) поровну делится между полуосями правого и левого колеса.

Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Почему для этого нужен дифференциал ? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу.

В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо.

Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой).

При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте.

Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами.

Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду).

В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса.

Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой.

Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста.

Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).

Однако, это уже тема другого раздела. В данном разделе нас интересует дифференциал и его свойства. Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт ?

Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, отдаст весь полученный крутящий момент на это колесо. Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится передать крутящий момент туда, куда легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче отдать момент на мост с прокручивающимся на льду колесом, нежели чем на мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль.

В результате, весь крутящий момент от двигателя и коробки передач пойдёт на раскручивание единственного колеса, находящегося на льду. Остальные три колеса остановятся и не будут получать никакого крутящего момента от дифференциалов.

Итог: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое проскальзывает на льду — полноприводный автомобиль «застрял». Как же заставить дифференциалы передавать крутящий момент на колёса с более хорошим дорожным сцеплением ? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже.

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.

Полная (100%-я) ручная блокировка.

При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. Такая блокировка как правило реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. На картинке изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой блокируются сателлиты.

Включать подобного рода блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле. Пользоваться ими надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники, такие как Toyota Land Cruiser, 4Runner (Hilux Surf), Mercedes G-Class и. т. п.

Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «проскальзыванием» (одной полуоси относительно другой).

Автоматическая блокировка с использованием
вискомуфты в качестве «Slip Limiter».

В этом случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой — к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать ощутимо больший момент и более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки. По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и отключению блокировки. Данная схема применяется для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор. (Схема на картинке) Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя. Данный тип блокировки межосевого дифференциала можно встретить на «паркетных» внедорожниках: Toyota Rav4, Lexus RX300 и. т. п.

Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.

   

Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте.

Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и. т. п.)

На картинках изображены (слева направо): кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit Locker и Detroit E-Z Locker (компания Tractech).

Самоблокирующиеся дифференциалы.

 

Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин (которые помечены на картинке справа красными точками). Именно поэтому, подобные дифференциалы часто именуют «friction based LSD». Когда дифференциал пытается перераспределить крутящий момент на одну из полуосей и начинает возникать разница в угловых скоростях полуосей и чашки, пластины под действием силы трения сдерживают возникновение этой разницы. Разумеется, когда величина крутящего момента превосходит силу трения пластин, всё вращение передаётся на более легко вращаемую полуось. Такие блокировки работают в сравнительно небольшом диапазоне отношения моментов.

Довольно часто фрикционные блоки подпружинивают. Такие дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Nissan Terrano, Kia Sportage и. т. п. Американская компания ASHA Corp. пошла дальше, снабдив пакет фрикционов LSD дифференциала устройством блокировки, состоящего из насоса с поршнем (Героторный дифференциал). При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки насос нагнетает масло (жидкость) на поршень и сдавливает фрикционный блок, тем самым блокируя дифференциал. Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.

Torque sensitive differentials.

 

 

  

 

 

Это одна из самых интересных, эффективных, технологичных и практически применяемых форм блокировки дифференциалов. Принцип работы основан на свойстве гипоидной пары «расклиниваться». В связи с этим, основные (или все) зацепления в таких дифференциалах гипоидные (червячные, или в простонародье — винтовые). Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных типа.

Первый тип производит компания Zexel Torsen. (T-1) Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте.

Как только дифференциал пытается отдать момент на одну из полуосей, то гипоидную пару этой полуоси начинает расклинивать и блокировать с чашкой дифференциала, что приводит к частичной блокировке дифференциала. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне отношений крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1, то есть является самой мощной в серии. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.

Автором второго типа является англичанин Rod Quaife. В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки (на второй картинке). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и. т. д.

А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства (на картинке справа). Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший диапазон работы блокировки, однако они более чувствительны к разнице передаваемого момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой.

Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71.
В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки происходит при 20-30% разнице в передаваемых на оси моментах. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.
Вышеописанные torque sensitive дифференциалы очень популярны в автоспорте. Более того, многие производители устанавливают такие дифференциалы на свои модели штатно, как в качестве межосевых, так и межколёсных дифференциалов. Например, Тойота устанавливает такие дифференциалы как на легковые автомобили (Supra, Celica, Rav4, Lexus IS300, RX300 и. т. д), так и на внедорожники (4Runner / Hilux Surf, Land-Cruiser, Mega-Cruiser, Lexus GX470) и автобусы (Coaster Mini-Bus). Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.

Управление работой дифференциалов при помощи электронных систем контроля тормозных усилий (Traction Control и т. п.)

В современном автомобилестроении применяется всё больше и больше электронных систем контроля за движением автомобиля. Уже редко можно встретить автомобили, не оснащенные системой ABS (не дающей колёсам заблокироваться при торможении). Более того, уже с конца 80-х годов прошлого века передовые производители стали комплектовать свои флагманские модели системами контроля тяги и сцепления колёс — Traction Control. Например, Тойота установила систему Traction Control на Lexus LS400 в 1989 (90) году. Принцип работы такой системы прост: универсальные (так же обслуживают ABS) датчики вращения, установленные на контролируемых колёсах, фиксируют начало пробуксовки одного колеса оси относительно другого и система автоматически притормаживает забуксовавшее колесо, тем самым увеличивая на него нагрузку и вынуждая дифференциал отдать момент на колесо с хорошим сцеплением. При сильной пробуксовке, система так же может ограничивать подачу топлива в цилиндры. Работа такой системы очень эффективна, особенно на заднеприводных автомобилях. Как правило, при желании такую систему можно принудительно деактивировать кнопкой на приборной панели. Со временем, электронная система контроля тормозных усилий совершенствовалась и к ней добавлялись всё новые функции, работающие наряду с ABS и TRAC. (например управление разностью разблокировки рулевых колёс для более успешного прохождения поворотов). У всех производителей эти функции назывались по разному, однако смысл при этом оставался одинаковым. И вот, данные системы стали устанавливаться на полноприводные автомобили и внедорожники, причем в некоторых случаях они являются единственным средством контроля тяги и перераспределения крутящего момента между осями и колёсами (Mercedes ML, BMW X5). В случае, если внедорожник оснащен более серьёзными средствами распределения крутящего момента (жесткими блокировками и/или самоблокирующимися дифференциалами), то электронная система контроля тормозных усилий очень удачно дополняет эти средства. Хороший пример тому — великолепная управляемость и проходимость последнего поколения Тойотовских внедорожников 4Runner (Hilux Surf), Prado, Lexus GX470. Являясь представителями одной платформы, они обладают межосевым дифференциалом Torsen T-3 с возможностью жесткой блокировки, а так же электронной системой контроля тормозных усилий и тяги со множеством функций, помогающих водителю управлять автомобилем.
 

26 января 2012 в 00:56

что это такое и принцип работы? + Видео

На автомобилях с передним или задним приводом на ведущей оси устанавливается такой узел, как колесный дифференциал, механизма же его блокировки не предусмотрено по понятным причинам. Основная задача данного узла — распределение крутящего момента на колеса ведущей оси. Например на поворотах или во время езды по грунтовым дорогам колеса крутиться с одинаковой скоростью не могут.

Если же вы являетесь владельцем транспортного средства с полным приводом, то помимо колесного дифференциала на кардан устанавливают и межосевой дифференциал с механизмом блокировки. Естественно, у читателей возникает вопрос: зачем нужна блокировка, какую функцию выполняет, какие существуют виды блокировки межосевого дифференциала?

Зачем нужна блокировка межосевого дифференциала и принцип ее работы

Мы уже частично затрагивали данную тему на сайте vodi.su в статье об вязкостной муфте (вискомуфта). Если говорить простыми словами, то межосевой дифференциал необходим для повышения проходимости транспортного средства и включения полного привода.

Принцип его работы довольно прост:

• когда машина едет по нормальной дороге, все тяговое усилие приходится лишь на основную тяговую ось;
• вторая ось посредством отключения механизма блокировки, не входит в сцепление с трансмиссией машины, то есть в данный момент она выступает в качестве ведомой оси;
• как только авто выезжает на бездорожье, где нужно, чтобы работали две оси для повышения проходимости, водитель либо принудительно включает блокировку межосевого дифференциала, либо происходит ее автоматическое подключение.

Когда блокировка включена, обе оси оказываются в жесткой сцепке и вращаются за счет передачи момента вращения на них посредством трансмиссии от двигателя транспортного средства. Так, если установлена вискомуфта, то на дорожном покрытии, где не требуется мощь обеих осей, тяговое усилие поступает лишь на передние или задние колеса. Ну, а когда выезжаете на грунтовую дорогу и начинаются пробуксовки, колеса разных мостов начинают вращаться с разной скоростью, происходит сильное перемешивание дилатантной жидкости, она затвердевает. Тем самым создается жесткая сцепка между мостами и момент вращения поровну распределяется между всеми колесами машины.

Преимущества механизма блокировки межосевого дифференциала:

• существенное повышение проходимости транспортного средства в сложных условиях;
• отключение полного привода автоматически или принудительно, когда в нем нет необходимости;
• более экономное расходование топлива, ведь с подключенным полным приводом двигатель потребляет больше горючего для создания дополнительной тяги.

Блокировка межосевого дифференциала в зависимости от модели автомобиля включается различными способами. На более старых моделях, например УАЗ, НИВА или грузовые авто, необходимо выбрать соответствующую передачу на раздаточной коробке. Если стоит вискомуфта, блокировка происходит автоматически. Ну, а на самых совершенных на сегодняшний момент внедорожниках с муфтой Haldex блокировка контролируется электронным блоком управления. Сигналом же к ее включению является нажатие на педаль газа. Так, если вы желаете эффектно разогнаться с пробуксовкой, то блокировка сразу включится, а отключение произойдет автоматически, когда машина будет двигаться на стабильной скорости.

Разновидности механизмов блокировки межосевого дифференциала

Если говорить про принцип действия, то выделяют несколько основных групп, которые в свою очередь делятся на подгруппы:

1. жесткая 100-процентная блокировка;
2. дифференциалы с ограниченным проскальзыванием — жесткость сцепки зависит от интенсивности вращения колес разных осей;
3. с симметричным или ассиметричным распределением тягового усилия.

Так, вискомуфту, можно отнести к второй и третьей группам одновременно, так как в разных режимах езды может наблюдаться проскальзывание дисков, например на поворотах. Соответственно, тяговое усилие ассиметрично распределяется между осями. В наиболее же сложных условиях, когда одно из колес сильно буксует, то происходит 100-процентная блокировка за счет полного затвердевания жидкости. Если же вы ездите на УАЗ Патриот с раздаткой, то там предусмотрена жесткая блокировка.

Портал vodi.su отмечает, что при включенном полном приводе, особенно на асфальте, происходит быстрый износ резины.

Выделяют также различные конструкции блокировки межосевого дифференциала:

• фрикционная муфта;
• вискомуфта;
• кулачковая муфта;
• блокировка Torsen.

Так, фрикционы работают примерно по той же схеме, что и вискомуфта или сухое сцепление. В нормальном состоянии фрикционные диски не взаимодействуют между собой, но как только начинаются пробуксовки, происходит их зацепление. Муфта Haldex Traction является фрикционной, в ней установлено несколько дисков, которые контролируются электронным блоком управления. Минус данной конструкции — износ дисков и необходимость их замены.

Блокировка Torsen является одной из наиболее совершенных, ее устанавливают на такие авто как Audi Quattro и универсалы Allroad Quattro. Схема довольно сложная: правая и левая полуосевая шестерни с сателлитами, выходные валы. Блокировка обеспечивается за счет разных передаточных чисел и червячной передачи. В нормальных режимах стабильной езды все элементы вращаются с определенным передаточным числом. Но в случае пробуксовки сателлит начинает вращаться в обратном направлении и происходит полная блокировка полуосевой шестерни и момент вращения начинает поступать на ведомую ось. Причем распределение происходит в соотношении 72:25.

На отечественных авто — УАЗ, ГАЗ — устанавливают кулачковый дифференциал повышенного трения. Блокировка происходит за счет звездочек и сухарей, которые при пробуксовке начинают вращаться с разными скоростями, в результате чего возникает сила трения и блокируется дифференциал.

Существуют и другие разработки. Так, современные внедорожники оснащают антипробуксовочной системой TRC, в которой весь контроль осуществляется через ЭБУ. А избежать пробуксовки удается за счет автоматического подтормаживания буксующего колеса. Есть также гидравлические системы, например DPS на автомобилях Хонда, где на заднем редукторе установлены насосы, вращающиеся от карданного вала. А блокировка происходит за счет подключения пакета многодискового сцепления.

У каждой из перечисленных систем существуют свои достоинства и недостатки. Нужно понимать, что езда с включенным полным приводом приводит к скорейшему износу шин, трансмиссии и двигателя. Поэтому полный привод используют лишь там, где он действительно нужен.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Для чего нужна блокировка дифференциала?

Для чего нужна блокировка дифференциала.

Блокировка дифференциала является одним из самых эффективных способов повышения проходимости колесной машины. В любом автомобиле, предназначенном для эксплуатации на бездорожье и имеющем межосевой дифференциал, конструкторы обязательно вводят механизм его блокировки. Иногда машину оснащают механизмом, блокирующим межколесный дифференциал заднего моста, и крайне редко – блокирующим дифференциал переднего моста (и на то есть серьезные причины).
Блокировка дифференциала, как любое техническое решение, имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы разобраться, в каких случаях требуется использовать блокировку, а в каких ее использовать нельзя, нужно для начала понять принципы, на которых основано ее действие, и разобраться, что же меняется при блокировании этого таинственного механизма силового привода автомобиля, имя которому дифференциал.

Как оно работает (немного упрощенно).

Попробуйте зимой прыгнуть в длину с места. Вы расставляете ноги на ширину плеч, сгибаете их в коленях, переносите центр тяжести вперед, отталкиваетесь и… ничего не происходит.
Оказывается, ваша правая нога случайно оказалась на скользком льду, в то время как левая на сухом асфальте. Из-за этого хороший прыжок не получился: правая нога проскользнула назад, и от неожиданности вы не успели вложить всю «толчковую» силу в левую ногу. Итог комичен: ноги разъехались взад-вперед и вы чуть не упали.
Как же поступить в данных обстоятельствах, чтобы обеспечить ногам возможность хорошо оттолкнуться?
Очень просто, нужно связать их между собой, например, стянуть широким ремнем. Теперь две ноги превратились как бы в одну толчковую ногу, будут работать совместно, и максимально используют для развития силы толчка силу своего сцепления с опорной поверхностью. Точно такой же процесс происходит при взаимодействии ведущих колес автомобиля с дорогой.
Представим, что условный заднеприводный автомобиль случайно остановился так, что его правое колесо попало на лед, а левое находится на асфальте. Как известно, обычный межосевой дифференциал малого трения, находящийся в заднем мосту, всегда подводит к колесам равное усилие (окружную силу). Правое колесо на льду не может оттолкнуться от опорной поверхности с большой силой, сцепление недостаточное. Из-за этого дифференциал не может подвести к нему большую силу, это физически невозможно. А раз так, то он и к левому колесу, находящемуся на асфальте, подведет такую же низкую силу, как и к колесу на льду. Он выровняет усилия, распределяемые между колесами, «ориентируясь» на правое колесо. Из-за этого автомобиль сдвинется с места медленно и с пробуксовкой правого колеса, его колеса «разъедутся» и не смогут использовать для хорошего «толчка» имеющуюся силу сцепления левого колеса, которая в данных конкретных условиях будет по значению примерно в семь раз выше, чем у правого. Но из-за свойства дифференциала «делить поровну» левое колесо использует для создания тяговой силы (силы, толкающей автомобиль вперед) лишь 1/7 часть силы своего сцепления с асфальтом. Проще говоря, оно бы могло оттолкнуться в 7 раз мощнее, но дифференциал не подвел к нему достаточную силу, чтобы это сделать.
Значит нужно, как и при прыжке человека с места, крепко связать колеса между собой, чтобы они вращались или буксовали совместно, словно единое колесо.
Для этой задачи применяют специальный механизм, который не дает вращаться шестерням дифференциала, блокирует их и связывает два колеса между собой жесткой связью, обеспечивая их постоянное вращение с равным числом оборотов. Он называется «механизм блокировки (отключения) дифференциала», или в просторечье – блокировкой. Заблокированный (выключенный) дифференциал не имеет возможности выравнивать усилие между колесами, они становятся связанными между собой единой осью, в результате к каждому из них через детали силового привода может быть подведена максимально возможная сила, предельное значение которой будет определяться силой сцепления каждого из колес с опорной поверхностью. Где сцепление лучше – туда и будет приложена большая сила.
Основная цель блокировки дифференциала – обеспечение ведущим колесам возможности полного использования силы сцепления с опорной поверхностью для создания тяговой силы, необходимой для поступательного движения автомобиля.
Механизмы блокировки дифференциалов могут быть самых различных конструкций, но их задача одинакова: связать ведущие колеса между собой, обеспечивая их нераздельное вращение.

Когда нужно блокировать дифференциал (включать блокировку).

Из вышеизложенного очевидно, что наибольшая эффективность от блокировки дифференциала проявляется в условиях, когда имеется существенная разность в величинах сил сцепления колес, между которыми он установлен. Сила сцепления определяется произведением части от общего веса автомобиля, приходящегося на колесо, и коэффициента сцепления шины с дорогой. Отсюда очевидно, что наибольшая эффективность от блокировки межколесного дифференциала будет в случаях полного отрыва колеса от опорной поверхности, что иногда возникает при проезде через гребневые препятствия (т.н. «диагональное вывешивание). Также блокирование существенно повышает проходимость при неравномерно распределенном между колесами моста весе, например, когда колеса одной стороны сползли в глубокую глинистую колею, а другой – идут выше по сухой поверхности, или при строгании машины от обочины, когда колеса одной стороны находятся на скользкой поверхности, а другой – на асфальте. Соответственно чем меньше разница сил сцепления колес моста, тем меньше польза от блокирования дифференциала.
Блокирование межосевого дифференциала необходимо при существенной разнице сил сцепления колес переднего и заднего мостов, например, когда при развороте машины одно из колес заднего моста заехало в канаву с водой (или на мокрый суглинок), в то время как другие колеса находятся на сухой поверхности. Или при строгании с места в условиях бездорожья, когда хотя бы одно из колес имеет плохое сцепление с грунтом, поскольку суммарная тяговая сила всех 4-х колес автомобиля при незаблокированном симметричном межосевом дифференциале равна учетверенному значению тяговой силы колеса, имеющего самое низкое сцепление. Стоит забуксовать лишь одному колесу, и тяговая сила остальных трех резко снизится.
Другим случаем является движение на крутой подъем, когда вес между мостами автомобиля распределен неравномерно.
Тяжело свести вместе все ситуации, да и не имеет смысла. Проще руководствоваться нехитрым правилом: ПЕРЕД тем, как съехать на бездорожье, нужно заблокировать межосевой дифференциал. Если предполагается преодоление участка тяжелого бездорожья, нужно заранее заблокировать задний межколесный дифференциал.
Передний межколесный дифференциал нужно блокировать (если есть такая возможность) в исключительных случаях и только при прямолинейном движении.
Также очевидна необходимость блокировки дифференциалов при попытке выйти из засады, когда автомобиль уже застрял.
Необходимо осознавать, что блокирование дифференциала не увеличивает силу сцепления колеса с дорогой, а лишь предоставляет возможность колесу полностью использовать эту силу для создания тягового усилия. Силу сцепления колеса с деформируемым грунтом можно увеличить лишь применением шины с внедорожным протектором; снижением давления воздуха в шине; надеванием цепи противоскольжения; подкладыванием под колесо различных предметов с высокими фрикционными свойствами, а также увеличив вес, приходящийся на колесо (последний способ наименее эффективен).
Нужно понимать, что наличие в ведущих мостах механизмов блокировок дифференциалов не превратит автомобиль в вездеход, который с легкостью пройдет по любому бездорожью. Блокировка дифференциала есть лишь один из многочисленных способов повышения проходимости, и если на ведущем мосту автомобиля, укомплектованного штатной «всесезонкой», будут буксовать два колеса, этот вовсе не означает, что тяговая сила моста будет в два раза выше по сравнению с буксованием только одного колеса.
Залогом хорошей проходимости автомобиля прежде всего является наличие специализированных внедорожных шин, большой дорожный просвет и иные показатели профильной проходимости, а также конструкция подвески, обеспечивающая большие ходы колес.

Недостатки блокировок дифференциалов.

Путь, по которому идет автомобиль на бездорожье, имеет кривизну в плане и профиле, обусловленную изменением траектории движения, задаваемой рулевым управлением, и неровностями волнистого характера, то есть буграми и впадинами. Из-за этого каждое из колес моста за одну единицу времени проходит разный путь, следовательно, одно из колес на одном временном промежутке должно вращаться с большим (меньшим) числом оборотов, чем другое. Особенно сильно данное скоростное (кинематическое) несоответствие проявляется при движении машины по кривой малого радиуса. В этом случае внутреннее (по отношению к центру поворота) колесо будет проходить путь значительно меньший, чем наружное, следовательно, за одну единицу времени наружное колесо должно вращаться с большей угловой скоростью, чем вращается внутреннее. Данную потребность разрешает межколесный дифференциал, который обеспечивает возможность вращения полуосевых шестерней и полуосей, связанным с колесами, с разным числом оборотов.
При блокировании дифференциала между колесами возникает жесткая кинематическая зависимость: они могут вращаться только с равным числом оборотов. Из-за этого при движении на кривой малого радиуса наружное колесо может начать проскальзывать по опорной поверхности (идти юзом), а внутреннее работать с пробуксовкой, излишне закапываясь в грунт. То есть наружное колесо будет работать в тормозном режиме, тормозить движение, а вся тяговая сила моста будет развиваться внутренним колесом. Это обстоятельство повлечет снижение проходимости, особенно при движении по грунтам, крепким в верхнем слое, но слабым в нижнем, например, по дерновому (покрытому травой) лугу, просохшему после дождей верхнему слою суглинка (при раскисшем нижнем слое) и т.д. Внутреннее колесо будет срывать твердый слой и закапываться в грунт.
Чтобы в этом примере оба колеса работали в ведущем режиме, необходимо, чтобы внутренне колесо вращалось со значительной пробуксовкой, тогда и наружное колесо сможет развить тяговую силу. Но пробуксовка колеса на бездорожье в большинстве случаев больше вредит, чем помогает: с одной стороны, это способствует лучшему самоочищению протектора, с другой – углубляет колею, увеличивая силу сопротивления качению, которая на слабых грунтах и без того немалая. А увеличение глубины колеи может привести к тому, что за гребень, образующийся между колесами, начнет цеплять и тормозить движение низко расположенная деталь автомобиля, например картер моста или нижний рычаг подвески.
И по-хорошему, при поворотах малого радиуса нужно бы блокировку выключить, чтобы дать дифференциалу возможность развязать колеса (или ведущие мосты). Вот только не всегда это возможно на ходу, да и внедорожная ситуация может неожиданно поменяться и потребовать быстрого включения механизма блокировки. Поэтому обычно уж если начал движение с заблокированным межосевым и задним межколесным дифференциалами, так и шуруй, пока не застрянешь или не выедешь на твердую поверхность.

Особенно остро данный недостаток применения блокировки при поворотах сказывается при блокировании дифференциала переднего моста. Стоит слегка повернуть руль, как наружное колесо тут же начнет тормозить движение машины, то есть пользы для проходимости не будет. К тому же это вызовет возникновение момента сопротивления повороту, машина будет стремиться идти прямо, несмотря на повернутые в сторону колеса. А это уже опасно и в некоторых случаях может повлечь наезд на твердые предметы, которые водитель вполне мог бы и объехать. Вот одна из причин, по которой автомобили повышенной проходимости, предназначенные для любительского использования, никогда штатно не оснащаются блокировкой дифференциала переднего моста. Одна, но не самая главная.
После блокирования дифференциала резко увеличиваются знакопеременные нагрузки, воздействующие на детали силового привода автомобиля. Это и является основным недостатком применения данного технического решения. Как уже говорилось выше, поверхность, по которой идут колеса, имеет неровности волнистого характера. И когда одно из колес наезжает на бугор (или попадает в яму), его угловая скорость должна за доли секунды прирасти, то есть стать значительно больше, чем у другого колеса, которое в это время идет по ровной поверхности. Но если дифференциал заблокирован, то на колесе, попавшем на неровность, резко возникнет тормозной момент, что вызовет существенные нагрузки на силовой привод — полуоси и шестерни дифференциала. А самые большие нагрузки возникнут на криволинейном участке пути, когда наружное колесо будет стремиться идти юзом, и вся тяговая сила ведущего моста будет создаваться внутренним колесом. Несмотря на то, что дифференциал заблокирован, его шестерни продолжают передавать крутящий момент (усилие) от корпуса к полуосям. Резко возникающие излишние нагрузки могут привести к поломкам зубьев сателлитов или полуосевых шестерней, и как следствие – выходу из строя всего механизма. А их осколки быстро выведут из строя шестерни главной передачи, поскольку эти детали находятся в едином картере. Также может сломаться подвижная муфта механизма блокировки. Но чаще ломаются полуоси, если конструктор умный, то он намеренно ослабит их прочность, поскольку полуось является самой недорогой и легко заменяющейся деталью и может выполнять функцию предохранителя от поломок других деталей силового привода ведущего моста.
При движении внедорожника, укомплектованного обычными универсальными шинами в условиях низкого сцепления колес с дорогой, например, по суглинкам или на снегу, высокие разрушающие нагрузки не возникают. В этом случае колеса при заблокированном дифференциале могут компенсировать разницу в угловых скоростях путем проскальзывания или пробуксовки, что несложно, так как сила их сцепления с опорной поверхностью относительно невелика. Но после установки специализированной грязевой шины с высокими грунтозацепами сила сцепления протектора с грунтом увеличивается в несколько раз, и соответственно увеличиваются разрушающие нагрузки, воздействующие на детали силового привода при блокировании дифференциала.
Наибольший риск поломки возникает при движении машины с заблокированным дифференциалом заднего моста вверх на каменистый подъем. В этом случае большая часть веса автомобиля приходится на заднюю ось, и если одно из задних колес окажется в условиях низкого сцепления с поверхностью или вывесится, то почти вся тяговая сила, необходимая для движения автомобиля, будет развиваться другим задним колесом, которое прижато большим весом и имеет большую силу сцепления с грунтом. Из-за этого на связанную с ним полуось и полуосевую шестерню может приложиться существенная силовая нагрузка, по значению выше расчетной, что неизбежно приведет к поломке полуоси.

Одним словом, надо помнить, что блокирование заднего межколесного дифференциала (и уж тем более переднего межколесного) резко увеличивает вероятность поломки деталей силового привода автомобиля. И пользоваться блокировкой только в тех случаях, когда это действительно необходимо, и только на слабых грунтах.
Ну и последним недостатком механизмов блокировки дифференциалов является не автоматичность их действия. Водитель часто забывает заранее включить блокировку, и что самое неприятное – забывает ее выключить (разблокировать дифференциал) при выезде на грунтовую или асфальтовую дорогу. Именно по этой причине на многих машинах повышенной проходимости блокировку дифференциала заднего моста можно включить только при переходе на понижающую передачу раздаточной коробки. Таким способом конструкторы частично подстраховали водителя от ошибки, ведь понижающей передачей пользуются исключительно при движении на бездорожье, следовательно, раз она не используется, то и нет нужды в блокировании межколесного дифференциала. И соответственно при выезде на твердую дорогу водитель тут же перейдет на повышенную (прямую) передачу раздаточной коробки, и блокировка межколесного дифференциала автоматически отключится.
На автомобилях, предусмотренных для профессионального использования, так не делают, полагая, что подготовленный шофер хорошо знает, какие отрицательные последствия влечет блокирование межколесных дифференциалов и использует данное средство повышения проходимости более осмотрительно. А чтобы он не забыл, что тот или иной дифференциал заблокирован, на кнопке, включающей механизм блокировки, или на щитке приборов обязательно устанавливается лампочка-индикатор.
И если в ваши руки попал такой профессиональный внедорожник, оснащенный механизмами блокировок всех трех дифференциалов (или двух межколесных при отсутствии межосевого), при их использовании нужно быть очень внимательным и не забывать отключать блокировку при выезде на сухую дорогу.
А можно сделать так, чтобы блокирование (разблокирование) дифференциала происходило автоматически, без участия водителя?
Можно.
Первые механизмы, автоматически блокирующие/разблокирующие дифференциал применялись в тракторах с колесной формулой 4х2. Так как блокированный привод ведущего моста улучшает тяговые свойства, но ухудшает маневренность трактора, а повороты обязательны в конце гона при выполнении любой полевой работы, то возникала необходимость при каждом повороте выключать блокировку и при выходе из него включать ее вновь. Чтобы облегчить труд механизатора конструкторы предусмотрели гидравлическую систему, которая была связана с рулевым управлением и при повороте управляемых колес на заданный угол автоматически разблокировала дифференциал заднего моста, а при возврате колес в прямолинейное положение блокировала его. Иногда отключение блокировки связывали с подъемом навесного орудия в конце гона при повороте.
Позже автоматизация процесса блокировки дифференциалов нашла применение и в автомобилестроении. Например, в некоторых моделях «Джип Чироки» и «Джип Гранд Чироки» применялся так называемый «героторный» дифференциал, устанавливаемый в ведущих мостах. Если одно из колес моста начинало вращаться быстрее, чем другое колесо, специальный масляный насос приводил в движение поршень, который сжимал пакет блокирующих дисков. В результате дифференциал за доли секунды (по утверждению фирмы-разработчика) полностью блокировался и колеса буксовали совместно. А при выравнивании угловых скоростей давление масла падало, поршень прекращал давить на диски и дифференциал разблокировался. И что самое главное, этот процесс происходил механически, без всякого участия капризной электроники.
Схожее техническое решение использует фирма «Мерседес» в межосевых дифференциалах некоторых выпускаемых автомобилей. Только исполнительный механизм, блокирующий с помощью пакета дисков дифференциал, управляется электронной системой управления, получающей сигналы от датчиков скорости.
Эти способы блокировки дифференциалов тоже имеют свои недостатки: большую себестоимость, сложность конструкции привода механизма, большое число деталей, обеспечивающих блокировку, а также то, что невозможно заранее принудительно заблокировать дифференциал и сделать так, чтобы он надолго оставался в заблокированном положении.
Словом, что бы инженеры не делали, всегда найдется недовольный водитель.
А когда-то давным-давно конструкторы пошли по иному пути: вместо того, чтобы разрабатывать механизмы принудительной блокировки дифференциалов, они стали проектировать дифференциалы повышенного трения (самоблокирующиеся). Некоторые из этих механизмов по блокирующим свойствам не уступают «жесткой» блокировке и работают автоматически без участия водителя. И самое главное – блокирующий момент в них возникает не тогда, когда одно из колес начинает буксовать, а еще до этого, заранее.
Но и они имеют ряд недостатков.
Например, дифференциалы с высокими блокирующими свойствами (высоким коэффициентом блокировки) аналогично механизму принудительной блокировки будут препятствовать вращению колес с разным числом оборотов на кривой (при прохождении поворота), из-за чего одно из колес может начать тормозить движение (юзить), в то же время другое будет работать со значительной пробуксовкой. А в случае отрыва одного из колес ведущего моста от опорной поверхности они не могут создать в дифференциале достаточный блокирующий момент (в этой ситуации помогает частичное затормаживание колес тормозными колодками).
Кроме того, в некоторых режимах движения они будут ухудшать управляемость автомобиля на шоссе, вызывая повышенный износ механизмов силового привода и шин.
А дифференциалы с низкими блокирующими свойствами (низким коэффициентом блокировки) хоть и не будут сильно препятствовать независимому вращению ведущих колес, но аналогично обычному дифференциалу не обеспечат им на бездорожье возможности полностью использовать силу сцепления с грунтом для создания тяговой силы.
По хорошему, требовалось создать такой дифференциальный механизм, который на бездорожье обеспечил бы раздельное вращение колес, но при этом подводил бы к каждому из них такой по величине крутящий момент, чтобы оно работало с минимальной пробуксовкой и полностью использовало силу сцепления с опорной поверхностью. Да еще сделал бы так, чтобы колесо, которое по условиям движения должно вращаться быстрее, не влияло на угловую скорость другого колеса, то есть не раскручивало его (или не тормозило) через дифференциал.
Задача полного удовлетворения вышеперечисленных и во многом противоречащих друг другу требований труднодостижима. Основная сложность заключается в том, что величина силы сцепления ведущих колес ежесекундно меняется, и чтобы точно регулировать усилие, подводимое к каждому из них, необходимо не только предусмотреть индивидуальный колесный привод, но и обеспечить наличие многочисленных контрольных и исполнительных устройств, которые будут отслеживать работу колес и ежесекундно корректировать величину подводимой к ним силы, приводя ее в соответствие к быстро меняющимися дорожным условиям. Но реализовать в металле конструктивное решение, обеспечивающее выполнение столь трудных задач, пока еще не удалось. Наиболее близки к этому трансмиссии, в которых используются механизмы индивидуального привода колес, основанные на гидрообъемных или электрических передачах, объединенные в комплексе с многочисленными следящими и управляющими устройствами. Но это решение слишком сложно и дорого.
Поэтому на сегодняшний день для тяжелого бездорожья, где нередки случаи преодоления автомобилем гребневых препятствий, наиболее эффективным считается механизм принудительной блокировки дифференциала. А на умеренном бездорожье эффективнее самоблокирующиеся дифференциалы с коэффициентом блокировки (как отношение большего момента к меньшему) около 6.
В давние годы советский конструктор Игорь Владимирович Гринченко сделал один интересный вывод, относящейся к гидромеханическим (автоматическим) коробкам перемены передач:
«Существующее мнение о том, что гидромеханические передачи повышают проходимость автомобиля, так как обеспечивают плавное трогание с места и работу двигателя даже в самых неблагоприятных условиях, а также гасят возникающие в трансмиссии колебания, принципиально правильно, но опыт показывает, что практически улучшение проходимости в результате применения гидромеханической коробки передач незначительно, что гораздо большее влияние оказывает квалификация водителя…»
Развивая эту мысль, хочу сделать итоговый вывод: механизм блокировки дифференциала в руках опытного водителя, понимающего все особенности его использования, может превратиться в эффективное средство повышения проходимости автомобиля. А неопытному водителю лишь поможет быстрее закопаться в грунт и посадить свой внедорожник на мосты, или что гораздо хуже – поломать детали силового привода, которые хоть и железные, но тем не менее тоже имеют определенный запас прочности.
Получилась неплохая техническая статья, и наверное правильно будет поставить внизу свою подпись, чтобы читатель знал, кого следует ругать, если что-то изложено неверно.

Автор: Лев Тюрин
Новогорск, октябрь 2010

Источник https://www.pickupclub.ru/forum/

Основные заблуждения об автомобилях на полном приводе

1. КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ НА КОЛЕСЕ БЕЗ КОНТАКТА С ДОРОГОЙ ПРИСУТСТВУЕТ В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ

Совершенное заблуждение, так как отсутствует сопротивление, без которого момент невозможен. Следовательно, крутящий момент на колесах при холостой работе двигателя и на подвешенном колесе можно приравнять. Это справедливо при условиях, которые были оговорены выше.

2. МЕЖКОЛЕСНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ РАСПРЕДЕЛЯЕТ УГЛОВЫЕ СКОРОСТИ ПОРОВНУ

Дифференциал, в переводе с латинского, означает «различие». Его прямая функция регулировать распределение крутящего момента «по обстоятельствам». Именно поэтому игрушечные модели машинок с трудом ездят по кругу. У них симметричный дифференциал (что встречается и на настоящих автомобилях), который «выравнивает» движение. Еще более простое объяснение: автомобиль едет по кругу и два передних колеса вырисовывают условную окружность с разными диаметрами, а колеса же одинаковые! Поэтому колесу, «рисующему» меньший круг, приходится либо пробуксовывать, либо крутиться с другой скоростью.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ: ЕСЛИ У НИВЫ 4Х4 ОДНО ИЗ КОЛЕС ЗАВИСНЕТ В ВОЗДУХЕ, СКАЖЕМ, ПРОВАЛИВШИСЬ В ЯМКУ, ТО ТРИ ОСТАВШИХСЯ КОЛЕСА ПОЛУЧАТ ВЕСЬ ПОТЕНЦИАЛ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, ТО ЕСТЬ, ПО ОДНОЙ ЕГО ТРЕТИ

При таком подходе к решению проблемы, машина останется на месте. Дело в том, что межосевой дифференциал распределяет крутящий момент на все четыре колеса и потери усилий двигателя составят 25%. Для продолжения движения следует отключить межосевое распределение и тогда 100% мощности мотора останется на одной оси.

4. БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА ПОДРАЗУМЕВАЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ПОРОВНУ

 

С точностью наоборот. Симметричный дифференциал раздает крутящий момент поровну. При его отключении колеса начинают вращаться в соответствии с дорожной ситуацией. Именно при блокировке дифференциала на распределение крутящего момента начинает влиять сцепление и нагрузка на каждое колесо в отдельности.

5. ОСЬ С ЗАБЛОКИРОВАННЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛОМ АНАЛОГИЧНА ПАРЕ КОЛЕС ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА. КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ НА ОБОИХ КОЛЕСАХ СТАБИЛЕН И РАВЕН. ТАК КАК МОНОЛИТНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПОДРАЗУМЕВАЕТ ОБЩУЮ НАГРУЗКУ, ТО НЕВОЗМОЖНО, ЧТОБЫ ОТ СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОЛЕСА, НА КАКОМ-ТО ИЗ НИХ МОМЕНТ ОТСУТСТВОВАЛ

Крутящий момент может равняться нулю на том колесе, на котором нет сопротивления. Вообразим менее сложную конструкцию и примем за ось обычную палку (прямую и цилиндрованную). Один конец поставим на кирпич, лежащий на земле, и придадим вращение посередине. Вращаются с одинаковой интенсивностью оба конца, но износ крутящего момента испытывает только один. Аналогичными свойствами обладает и ось автомобиля с заблокированным дифференциалом.

6. AWD ОТНОСИТЕЛЬНО 4WD ОБЛАДАЕТ НАИБОЛЬШИМ ПОТЕНЦИАЛОМ ВЫДАЧИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Реагировать на аббревиатуру постановкой окончательного диагноза не стоит. Это всего лишь названия. И рассматривать их возможности следует индивидуально, относительно марки автомобиля. Можно условно обозначить, что AWD являются моноприводными и вторая ось подключается по необходимости. А 4WD – это автомобили с постоянным полным приводом и базовым параметром межосевого дифференциала. Распределение крутящего момента у моделей с 4WD тоже величина неизменная и зависит от производителя, например, 50х50. Поэтому выявить прямую зависимость величины крутящего момента от названия системы обнаружить не получится.

Если у Вас возникли вопросы, мы с радостью на них ответим по телефону +7 (846) 9 77777 9 или в салоне по адресу
г. Самара, ул.Новоурицкая, 22А

Межосевой дифференциал что это

что это такое и для чего нужна

В современных автомобилях есть немало узлов и агрегатов, которые имеются во всех моделях всех марок. Одним из них является дифференциал. Он необходим для того, чтобы обеспечить разную угловую скорость колес, расположенных при повороте на внешнем и на внутреннем его радиусе. У полноприводных автомобилей есть еще межосевой дифференциал, который в большинстве случаев оснащен блокировкой.

В данной статье мы расскажем о том, что такое межосевой дифференциал, для чего нужна блокировка межосевого дифференциала и каких основных типов она бывает.

Что такое межосевой дифференциал

В любом автомобиле есть как минимум один дифференциал. Такое устройство делит крутящий момент, поступающий в него с входного вала, между полуосями передающими его на каждое из ведущих колес. Полноприводный автомобиль (то есть имеющий четыре ведущих колеса) оснащается как минимум двумя дифференциалами, по одному на каждую пару. В большинстве случаев на них устанавливается еще один, межосевой, который имеет возможность блокирования.

Необходимость использования межосевого дифференциала на автомобилях с полным приводом вызвана тем, что им приходится передвигаться в достаточно сложных условиях, часто по неровной местности. В таких случаях на разные оси автомобиля создается разное давление и поэтому необходимо производить распределение между ними крутящего момента.

Для чего нужна блокировка межосевого дифференциала

Следует заметить, что у любого дифференциала (в том числе и межосевого) наряду с его главным достоинством, состоящим в обеспечении разделения крутящего момента, есть и один существенный недостаток. Он является прямым следствием преимущества и заключается в том, что если колеса одной из осей начинают буксовать, то именно на них дифференциалом передается больший крутящий момент. Это существенно понижает проходимость автомобиля, что совершенно недопустимо для внедорожников. По этой причине практически все межосевые дифференциалы, устанавливаемые на них, оснащаются функцией блокировки.

Когда она включена, то на обе оси автомобиля передается одинаковый крутящий момент. Благодаря этому на те колеса, которые не пробуксовывают, транслируется такое же усилие, что и на пробуксовывающие. Это необходимо для того, чтобы машина могла миновать «скользкое место». 

Разновидности блокировок межосевого дифференциала

В современных внедорожниках реализовывается два типа блокировки межосевого дифференциала: ручная и автоматическая. Оба они предполагают или полное, или частичное выключение узла. Чаще на автомобилях повышенной проходимости устанавливаются автоматические блокировки межосевых дифференциалов. Существует три их основных разновидности:

• Блокировка с вискомуфтой;
• Блокировка типа Torsen;
• Блокировка с фрикционной муфтой.

Каждый из этих видов блокировки имеет свои конструктивные особенности и преимущества.

Блокировка с вискомуфтой

Такая разновидность блокировки межосевого дифференциала является на сегодняшний день наиболее распространенной. Она построена по симметричной планетарной схеме, в основе которой лежит взаимодействие между собой конических шестерен. Одним из важнейших элементов ее конструкции является наполненная масляной воздушно-силиконовой смесью герметично закрытая полость. Она связана с полуосями посредством двух отдельных пакетов дисков.

Если полноприводный автомобиль едет с постоянной скоростью по ровной поверхности, то межосевой дифференциал, снабженный такой системой блокировки, транслирует крутящий момент на переднюю и заднюю ведущие оси в соотношении 50% на 50%. В том случае, если вращение одного из пакетов дисков ускоряется, то за счет повышения давления в герметичной полости вискомуфта начинает блокировать (то есть тормозить) соответствующий пакет. Благодаря этому угловые скорости выравниваются, и, по сути дела, происходит блокировка межосевого дифференциала.

Основными достоинствами такой системы являются простота ее конструкции и невысокая стоимость. Именно эти факторы обусловили широкое распространение вискомуфт в системах блокировок межосевых дифференциалов современных внедорожников. Что касается недостатков такой конструкции, то к ним следует отнести неполное автоматическое блокирование, а также риск перегрева в том случае, если она работает в течение длительного периода времени. Дело в том, что значительная часть передаваемой ей кинетической энергии вращения преобразовывается в энергию тепловую.

Блокировка типа Torsen

Она состоит из таких основных элементов, как корпус, левая и правая полуосевые шестерни, их сателлиты и выходные валы. Специалисты в области автомобилестроения считают, что конструкция блокировки межосевого дифференциала этого типа является на сегодняшний день наиболее эффективной и совершенной.

Основу этого механизма блокировки составляют две пары червячных колес, в каждой из которых есть ведущее и ведомое (они называются полуосевыми и сателлитами). Функционирование этой системы основывается на некоторых особенностях, которые имеют шестерни такого типа. Если все колеса автомобиля имеют одинаковое сцепление с поверхностью, то дифференциал работает в штатном режиме. Как только одно из них начинает по тем или иным причинам вращаться быстрее остальных, то сателлит, связанный с ним, пытается начать вращение в обратную сторону. Вследствие этого происходит перегрузка червячной шестерни, а выходные валы блокируются. «Высвободившийся» крутящий момент переходит на другую ось, в результате чего его значения уравниваются.

Важнейшими преимуществами блокировки межосевого дифференциала типа Torsen являются очень высокая скорость срабатывания и широкий диапазон значений переброски вращающего момента с оси на ось. Кроме того, такая блокировка не перегружает тормозную систему автомобиля. Основным недостатком такой конструкции ее сложность.

Блокировка с фрикционной муфтой

Главной отличительной особенностью такой системы является то, что она предполагает возможность как автоматической, так и ручной блокировки межосевого дифференциала. Конструктивно она очень похожа на системы с вискомуфтой, только вместо последней в ней установлены фрикционные диски.

При плавном движении автомобиля угловые скорости между его ведущими осями распределяются равномерно. Если одна из полуосей ускоряется, то фрикционные диски сближаются, сила трения между ними увеличивается, в результате чего происходит притормаживание полуоси.

Системы блокировки межосевых дифференциалов, устроенные на основе фрикционных муфт, на серийных автомобилях практически не применяются. Она достаточно сложна по своей конструкции, к тому же имеет невысокий ресурс из-за того, что рабочие элементы (фрикционные диски) быстро изнашиваются. Кроме того, устройства блокировки с фрикционными муфтами требуют частого обслуживания.

Читайте также: Что такое паркетник и чем он отличается от внедорожника.

Видео на тему

Похожие публикации

Дифференциал межосевой: всем осям — нужный крутящий момент

Дифференциал межосевой: всем осям — нужный крутящий момент

В трансмиссии многоосных и полноприводных транспортных средств используется механизм для распределения крутящего момента между ведущими осями — межосевой дифференциал. Все об этом механизме, его назначении, конструкции, принципе работы, а также о ремонте и техническом обслуживании читайте в статье.

Что такое межосевой дифференциал?

Межосевой дифференциал — узел трансмиссии колесных транспортных средств с двумя и большим числом ведущих мостов; механизм, осуществляющий деление поступающего от карданного вала крутящего момента на два независимых потока, которые затем подаются на редукторы ведущих осей.

В процессе движения автомобилей и колесных машин с несколькими ведущими осями возникают ситуации, требующие вращения колес разных осей с неодинаковой скоростью. Например, в полноприводных автомобилях колеса передней, промежуточной (у многоосных ТС) и задней осей имеют неодинаковую угловую скорость при поворотах и маневрировании, при движении по дорогам с уклоном и по неровным дорожным покрытиям, и т.д. Если бы все ведущие оси имели жесткую связь, то в таких ситуациях некоторые колеса скользили бы или, напротив, буксовали, что значительно ухудшало бы эффективность преобразования крутящего момента и в целом негативно влияло бы на движение транспортного средства. Для предотвращения подобных проблем в трансмиссию автомобилей и машин с несколькими ведущими осями вводится дополнительный механизм — межосевой дифференциал.

Межосевой дифференциал трехосных автомобилей обычно располагается на промежуточном мосту

Межосевой дифференциал выполняет несколько функций:

• Разделение крутящего момента, поступающего от карданного вала, на два потока, каждый из которых поступает на редуктор одного ведущего моста;
• Изменение поступающего на каждую ось крутящего момента в зависимости от действующих на колеса нагрузок и их угловых скоростей;
• Дифференциалы с блокировкой — разделение крутящего момента на два строго равных потока для преодоления сложных участков дороги (при движении по скользкой дороге или бездорожью).

Данный механизм получил свое название от латинского differentia — разность или различие. В процессе работы дифференциал разделяет поступающий поток крутящего момента надвое, причем моменты в каждом из потоков могут значительно отличаться друг от друга (вплоть до того, что на одну ось поступает весь входящий поток, а на вторую ось — ничего), однако сумма моментов в них всегда равна поступающему моменту (или почти равна, так как часть момента теряется в самом дифференциале за счет сил трения).

Межосевые дифференциалы используются во всех автомобилях и машинах с двумя и большим числом ведущих осей. Однако расположение данного механизма может отличаться в зависимости от колесной формулы и особенностей трансмиссии автомобиля:

• В раздаточной коробке — используется в автомобилях 4×4, 6×6 (возможны варианты как для привода только передней оси, так и для привода всех осей) и 8×8;
• В промежуточном ведущем мосту — наиболее часто используется в автомобилях 6×4, но также встречается на четырехосных транспортных средствах.

Межосевые дифференциалы, независимо от расположения, обеспечивают возможность нормальной эксплуатации транспортного средства в любых дорожных условиях. Неисправности или выработка ресурса дифференциала негативно влияют на характеристики автомобиля, поэтому должны как можно скорее устраняться. Но прежде, чем выполнять ремонт или полную замену этого механизма, необходимо разобраться в его конструкции и работе.

Типы, устройство и принцип действия межосевого дифференциала

Схемы механических трансмиссий

В различных ТС используются межосевые дифференциалы, построенные на основе планетарных механизмов. В общем случае агрегат состоит из корпуса (обычно составленного из двух чашек), внутри которого располагается крестовина с сателлитами (коническими шестернями), соединенными с двумя полуосевыми шестернями (шестернями привода ведущих мостов). Корпус посредством фланца соединен с карданным валом, от которого весь механизм получает вращение. Шестерни посредством валов соединены с ведущими шестернями главных передач своих мостов. Вся эта конструкция может размещаться в собственном картере, установленном на картере промежуточного ведущего моста, или в корпусе раздаточной коробки.

Функционирует межосевой дифференциал следующим образом. При равномерном движении автомобиля по дороге с ровным и твердым покрытием крутящий момент от карданного вала передается на корпус дифференциала и зафиксированную в нем крестовину с сателлитами. Так как сателлиты входят в зацепление с полуосевыми шестернями, то обе они тоже приходят во вращение и передают крутящий момент к своим мостам. Если по какой-либо причине колеса одного из мостов начинают затормаживаться, связанная с данным мостом полуосевая шестерня замедляет свое вращение — сателлиты начинают катиться по этой шестерне, что приводит к ускорению вращения второй полуосевой шестерни. В результате колеса второго моста приобретают увеличенную относительно колес первого моста угловую скорость — так компенсируется разность нагрузок на оси.

Межосевые дифференциалы могут иметь некоторые конструктивные отличия и особенности работы. В первую очередь, все дифференциалы делятся на две группы по характеристикам распределения крутящего момента между двумя потоками:

• Симметричные — распределяют момент равномерно между двумя потоками;
• Несимметричные — распределяют момент неравномерно. Это достигается использованием полуосевых шестерен с различным количеством зубьев.

При этом практически все межосевые дифференциалы имеют механизм блокировки, который обеспечивает принудительную работу агрегата в режиме симметричного распределения крутящего момента. Это необходимо для преодоления сложных участков дорог, когда колеса одной оси могут отрываться от дорожного покрытия (при преодолении ям) или терять с ним сцепление (например, пробуксовывать на льду или в грязи). В таких ситуациях весь крутящий момент поступает на колеса этой оси, а колеса, имеющие нормальное сцепление с дорогой, вовсе не вращаются — автомобиль просто не может продолжать движение. Механизм блокировки принудительно распределяет крутящий момент между осями поровну, предотвращая вращение колес с разной скоростью — это позволяет преодолевать сложные участки дорог.

Блокировка может быть двух типов:

• Ручная;
• Автоматическая.

Конструкция межосевого дифференциала грузового автомобиля

В первом случае дифференциал блокируется водителем с помощью специального механизма, во втором случае агрегат самоблокируется при наступлении определенных условий, о которых сказано ниже.

Механизм блокировки с ручным управлением обычно выполняется в виде зубчатой муфты, которая располагается на зубцах одного из валов, и может входить в зацепление с корпусом агрегата (с одной из его чаш). При перемещении муфта жестко соединяет вал и корпус дифференциала — в этом случае данные детали вращаются с одинаковой скоростью, и каждая из осей получает половину общего крутящего момента. Управление блокирующим механизмом в грузовых автомобилях чаще всего имеет пневматический привод: зубчатая муфта перемещается с помощью вилки, управляемой штоком встроенной в картер дифференциала пневматической камеры. Подача воздуха на камеру осуществляется специальным краном, управляемым соответствующим переключателем в кабине автомобиля. Во внедорожниках и другой технике без пневмосистемы управление механизмом блокировки может быть механическим (с помощью системы рычагов и тросов) или электромеханическим (с помощью электромотора).

Самоблокирующиеся дифференциалы могут иметь механизмы блокировки, отслеживающие разность крутящих моментов или разность угловых скоростей осей привода ведущих мостов. В качестве таких механизмов могут использоваться вязкостные, фрикционные или кулачковые муфты, а также дополнительные планетарные или червячные механизмы (в дифференциалах типа Torsen) и различные вспомогательные элементы. Все эти устройства допускают некоторую разность крутящих моментов на мостах, при превышении которой они блокируются. Рассматривать устройство и работу самоблокирующихся дифференциалов здесь мы не будем — сегодня существует множество реализаций данных механизмов, подробнее о них можно узнать в соответствующих источниках.

Вопросы обслуживания, ремонта и замены межосевого дифференциала

Межосевой дифференциал в процессе эксплуатации автомобиля испытывает значительные нагрузки, поэтому со временем его детали изнашиваются и могут разрушаться. С целью обеспечения нормальной работы трансмиссии данный агрегат необходимо регулярно проверять, обслуживать и ремонтировать. Обычно при регламентном ТО дифференциал разбирается и подвергается дефектовке, все изношенные детали (шестерни с изношенными или выкрошенными зубами, сальники, подшипники, детали с трещинами и т.д.) заменяются на новые. При серьезных повреждениях механизм меняется полностью.

Для продления ресурса дифференциала необходимо регулярно выполнять замену масла в нем, прочищать сапуны, проверять работу привода механизма блокировки. Все указанные работы выполняются в соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства.

При регулярном обслуживании и грамотной эксплуатации межосевого дифференциала автомобиль будет уверенно чувствовать себя даже в самой сложной дорожной обстановке.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

#Палец рессоры

Палец рессоры: надежный монтаж рессорной подвески

23.09.2020 | Статьи о запасных частях

Монтаж рессор на раму транспортного средства выполняется с помощью опор, построенных на специальных деталях — пальцах. Все о пальцах рессор, их существующих типах, конструкции и особенностях работы в подвеске, а также о правильном выборе пальцев и их замене, вы можете узнать в представленной статье.

Самые расхожие заблуждения о полном приводе — журнал За рулем

Оказывается, многие владельцы внедорожников понятия не имеют, что такое крутящий момент и в какой пропорции он делится между колесами. А еще не знают, как на самом деле устроен дифференциал. ЗР помогает разобраться во всех нюансах полноприводной трансмиссии.

«Господь Бог вычисляет дифференциалы эмпирически».
Альберт Эйнштейн

Материалы по теме

Обилие комментариев к материалам о распределении моментов в трансмиссиях автомобилей, особенно полноприводных, и радует, и огорчает. Народ интересуется техникой — это хорошо. А вот постоянно ощущать влияние безграмотных блогерских стереотипов на массовое сознание — это обидно. Впрочем, подобное явление подметил еще изобретатель теории эволюции, причем задолго до интернетов. Мол, «уверенность чаще порождается невежеством, нежели знанием».

Что ж, попробуем пробежаться еще разок по основным болевым точкам в массовом сознании. Во всех ситуациях условно считаем, что трение и прочие потери отсутствуют как класс. Нагрузки на колеса — одинаковые. Продольная и поперечная развесовки — равномерные. Условия сцепления шин с покрытием — одинаковые, если иное не оговорено. Все дифференциалы — симметричного типа. Момент, передаваемый двигателем на конкретный дифференциал, условно принимаем за 100 %. И прошу прощения у всех читателей, которые хорошо в этом разбираются безо всяких повторений.

Итак, вспоминаем основные заблуждения.

Крутящий момент на вывешенном колесе не может равняться нулю: за чей же счет оно вращается-то?

Материалы по теме

Если не разобраться в этом, то дальше можно не читать. Главная мысль проста: момента без сопротивления не бывает! Поэтому момент на валу двигателя, молотящего вхолостую, равен нулю: он не совершает никакой полезной работы. Точно так же на колесе, зависшем в воздухе, никакого момента нет. Конечно, можно порассуждать насчет сил трения и прочих негативных факторов, которые приходится преодолевать, но мы сразу уточнили, что подобные потери не принимаем во внимание.

Межколесные дифференциалы задают колесам равные угловые скорости.

Ничего подобного: дифференциал (от лат. differentia — разность, различие) — это механизм, обеспечивающий вращение ведущих колес именно с разными скоростями (например, в повороте). Простенькие игрушечные автомобильчики зачастую плохо ездят по кругу именно потому, что в них нет дифференциалов, а потому колеса, проходящие разный путь, вынуждены проскальзывать или пробуксовывать. Дифференциал выравнивает не угловые скорости, а моменты. Если он делит крутящий момент поровну, его называют симметричным.

Если у Нивы (будь то Chevrolet Niva или Лада 4х4) одно колесо повисает в воздухе, то за счет остальных трех она спокойно поедет дальше, поскольку момент постоянно поступает на все четыре колеса. В данной ситуации на каждое из трех оставшихся колес придется при этом по 33,3% момента.

Выражение «момент поступает» не вполне корректное: напоминаем, что без сопротивления никакого момента на колесе быть не может. А Нива в данном случае не стронется с места, поскольку нулевой момент на зависшем колесе тут же отразится на всех остальных: межколесные и межосевой дифференциалы изначально делят его поровну — по 25% каждому. Чтобы ехать дальше, надо заблокировать межосевой дифференциал. В этом случае на оси с зависшим колесом момент останется нулевым, зато на другой оси на каждое колесо придется половина от усилий мотора.

Самый надежный тип привода…

Самый надежный тип привода…

После блокировки дифференциала момент распределяется пополам.

Не после, а до блокировки! После блокировки распределение моментов определяется только реальной дорожной ситуацией. Скажем, после блокировки межколесного дифференциала моменты на колесах этой оси распределяются пропорционально нагрузке и силам сцепления, но никак не поровну.

Пока межосевой дифференциал не заблокирован, крутящий момент распределяется между осями поровну (если, конечно, дифференциал симметричный). Как только заблокировали, демократия заканчивается: теперь распределение момента по осям пойдет пропорционально реальной нагрузке.

Пока межосевой дифференциал не заблокирован, крутящий момент распределяется между осями поровну (если, конечно, дифференциал симметричный). Как только заблокировали, демократия заканчивается: теперь распределение момента по осям пойдет пропорционально реальной нагрузке.

Если ось с заблокированным дифференциалом — аналог железнодорожной колесной пары, то и момент на обоих колесах всегда одинаковый! Ведь этот механизм уже представляет собой единое целое, а потому не может быть так, чтобы слева момент был, а справа куда-то пропал… В каком месте вала момент, передаваемый для нагруженного колеса, превращается в ноль для незагруженного? Этого же теоретически не может быть.

Материалы по теме

В том-то и дело, что может! Представьте себе, для упрощения, вместо заднего моста с заблокированным дифференциалом что-нибудь попроще — допустим, черенок от лопаты. Вообразите, что вы держите его посередке и при этом пытаетесь вращать вдоль продольной оси, то есть прикладываете момент. Пусть один конец черенка буравит асфальт, а второй находится в воздухе. Согласитесь, что конец черенка, который грызет асфальт, будет изнашиваться у вас на глазах, поскольку там есть сопротивление. А тот конец, что висит в воздухе, переживет всех: нет сопротивления — нет момента. Он останется свеженьким и чистеньким, хотя и вращается с той же скоростью, что и весь черенок. Точно так же себя ведет и ось с заблокированным межколесным дифференциалом.

AWD в сравнении с 4WD выдает меньший крутящий момент.

Тут даже спорить, в общем-то, не с чем. Чем определяется момент, мы повторяем в каждом втором абзаце. Можно лишь еще раз отметить, что обозначения такого рода в целом являются маркетинговыми, условными. По большей части в реальной жизни AWD — это «моноприводники», у которых есть возможность подключать вторую ведущую ось. А 4WD — это машины с постоянно подключенными осями с заданным изначально распределением момента между осями (например — 50 на 50, у которых есть возможность блокировать межосевой дифференциал). Кто из них что куда «выдает», в каждом случае нужно разбираться индивидуально, а не кивать на аббревиатуру.

Всем удачи на любых дорогах!

Что такое межосевой дифференциал и для чего он нужен?

Дифференциал – устройство, управляющее распределением вращательного момента между входным и выходными валами. Хотя скорость отдельных элементов может разниться. Данный механизм успешно применяется в автомобилестроении и широко применим в нём. Различие дифференциалов проявляется в месте их установки, предназначению и конструктивным особенностям. Автомобили с приводом только на заднюю или переднюю ось оснащаются одним дифференциалом – межколёсным.

Необходимость в наличии дифференциала вызвана особенностями поведениями колёс в поворотах. Они проходят различное расстояние в эти моменты. Грузовые автомобили с приводами 6х6 и 8х8 оснащаются дополнительным межтележечным дифференциалом. В моделях с полным приводом устанавливаются три дифференциала: кроме двух межколёсных, ещё и один межосевой. О работе межосевого дифференциала, о его конструкции и предназначении мы и поговорим далее более подробно.

Конструкция межосевого дифференциала

Давайте рассмотрим конструкцию межосевого дифференциала на самом распространённом примере – коническом дифференциале. Конический дифференциал по своей конструкции схож с другими видами дифференциалов. Конический дифференциал – это планетарный редуктор с полуосевыми шестернями сателлитами, которые помещены в корпус. Корпус, или как его ещё называют «чашка дифференциала» принимает крутящий момент на себя от главной передачи и раздаёт его через сателлиты на шестерни полуосей. К корпусу жёстко прикреплена ведомая шестерня главной передачи. На внутренних осях корпуса вращаются сателлиты. Сателлиты выполняют роль планетарной шестерни. Они обеспечивают контакт корпуса с полуосевыми шестернями. В зависимости от того, какой величины передаётся крутящий момент, конструкция дифференциала насчитывает два или четыре сателлита.

Дифференциалы легковых автомобилей, как правило насчитывают два сателлита. Полуосевые (солнечные) шестерни передают вращение на ведущие колёса через полуоси по шпицевому соединению. Правая и левая шестерни полуосей имеют как равное, так и различное число зубцов. Шестерни с равным количеством зубцов образуют симметричный дифференциал, в то время, когда неравное количество зубцов характерно для несимметричного дифференциала.

Симметричный дифференциал распределяет вращение по осям в равных пропорциях, в независимости от того какой величины угловые скорости ведущих колёс. Благодаря своим свойствам симметричный дифференциал успешно применяется как межколёсный дифференциал. Несимметричный дифференциал разделяет крутящий момент в определённом соотношении, поэтому его устанавливают между осями полноприводного автомобиля.

Принцип работы межосевого дифференциала

Когда автомобиль движется по прямолинейной траектории по ровной дороге, расстояние, пройденное ведущими колёсами будет равным, так как у обоих колёс будет одинаковая угловая скорость. В процессе такого движения все сателлиты, шестерни и корпус дифференциала синхронизированы. Передачу крутящего момента данному механизму обеспечивает шестерня. Также отметим и тот факт, что при таком движении крутящий момент на каждом из ведомых колёс одинаков, а полуосевые шестерни заклиниваются сателлитами, которые статичны относительно своей оси.

Когда автомобиль входит в поворот, путь, который проходит колесо, идущее по внутреннему краю, меньший, чем у колеса на внешнем круге, следовательно и скорость вращения у них разная. Для стабилизации ситуации полуосевая шестерня замедляется, а сателлиты и корпус в это время упираются в полуосевую шестерню слева. Благодаря тому, что сателлиты вращаются вокруг своей оси, растёт и скорость, с которой вращается правая полуосевая шестерня. Это позволяет ведущим колёсам вращаться с разными скоростями, что предотвращает проскальзывание и пробуксовку. Отметим, что колесо с большей скоростью вращения получает меньший крутящий момент.

Давайте рассмотрим дифференциал с классической конструкцией. Основным его недостатком будет пробуксовка одного колеса, когда оно потеряет контакт с дорожной поверхностью. Всё дело в том, что колесо в подвешенном состоянии вращается примерно в два раза быстрее колеса, которое контактирует с дорогой при равном количестве оборотов ведомой шестерни дифференциала. Второе колесо остаётся статичным. Причиной всему является очень маленький крутящий момент, подведённый к нему, так как вращающееся подвешенное колесо получает незначительное сопротивление крутящего момента. Исходя из этого понятно, что крутящий момент противоположного колеса аналогично мал, поэтому оно и неподвижно.

Если колесо пробуксовывает на повышенных оборотах в среде со значительным сопротивлением, крутящий момент, подаваемый на него будет большим в сравнении с проскальзывающим колесом, а следовательно и второму колесу будет предоставляться больший момент для осуществления вращения. Благодаря такому распределению автомобиль может медленно, но уверенно выбираться из ловушки. Буксующее колесо затрачивает много мощности, расходуемой на нагрев дорожного полотна, покрышек и т.д. Пробуксовка заметно снижает проходимость автомобиля с со свободным дифференциалом. Чтобы избежать подобных проблем, на автомобили устанавливают дифференциалы с возможностью их блокировки, как ручной, так и автоматической.

Предназначение межосевого дифференциала

Как Вам уже стало понятно, предназначение межосевого дифференциала заключается в распределении крутящего момента между ведущими осями в полноприводных автомобилях, что даёт им возможность вращения с различными угловыми скоростями. Потребность в таком механизме возникла в следствии движения автомобилей по неровным поверхностям, когда масса самой конструкции давит на ось, что находится в гораздо низком положении. Так, если Вы едете под горку, то большая часть крутящего момента передаётся на заднюю ось. В случае спуска же всё происходит наоборот. Сам механизм межосевого дифференциала располагается, как правило, в раздаточной коробке транспортного средства.

По своему типу межосевой дифференциал может быть, как симметричным, так и несимметричным. Первый вариант дифференциалараспределяет крутящий момент в соотношении 50/50, когда второй в разных соотношениях, например, 60/40. Кроме того бывают межосевые дифференциалы, не имеющие блокировочного механизма, что не позволяет двигаться колёсам с разными скоростями. Есть самоблокирующиеся дифференциалы и с ручной блокировкой.

Второй вариант позволяет принудительно распределять крутящий момент между осями. Это хорошо помогает преодолевать различные дорожные преграды в виде грязи, песка или снега. Принудительное блокирование межосевого дифференциала может быть полным и частичным. При этом обеспечивается жёсткое соединение полуосей между собой. Зачастую для реализации всего внедорожного потенциала автомобиля применяется дифференциал с механизмом автоматической блокировки. Он имеет три вида конструкций и соответственно различные принципы функционирования.

Режимы работы межосевого дифференциала

Работа симметричного межосевого дифференциала разделяется на три, присущих ему, режима:

— прямолинейное движение;

— движение в повороте;

— движение по скользкой дороге.

При движении прямо, колёса принимают на себя равнораспределённое сопротивление дорожного полотна. Крутящий момент передаётся к корпусу дифференциала от главной передачи. Вместе с ним перемещаются и сателлиты. Сателлиты, обходя шестерни полуосей, передают на ведущие колёса весь крутящий момент в равных пропорциях. В отсутствии вращения сателлитов на осях, шестерни полуосей движутся с одинаковой угловой скоростью. Они вращаются с той же частотой, что и ведомая шестерня главной передачи.

При входе в поворот, ведущее колесо, идущее по внутреннему радиусу, принимает на себя большее сопротивление, чем колесо внешнего радиуса. Внутренняя полуосевая шестерня замедляет своё движение и побуждает вращаться сателлиты вокруг своей оси. Они в свою очередь, ускоряют вращение наружной шестерни полуоси. Колёса, движущиеся с разными угловыми скоростями позволяют проходить автомобилю поворот без излишней пробуксовки. Сумма частот вращения полуосевых шестерен внутри и снаружи равна частоте вращения ведомой шестерни, умноженной на двое. Крутящий момент распределяется между ведущими колёсами в равной степени. И на это не влияет разность угловых скоростей.

Когда автомобиль движется по скользкой дороге, одно колесо принимает на себя большую часть сопротивления, в то время как второе пробуксовывает или проскальзывает. Дифференциал заставляет вращаться «проблемное» колесо с большей скоростью. Второе колесо вынуждено остановиться. Сила тяги, образуемая на буксующем колесе очень мала в силу низкого сцепления, поэтому его вращение тоже происходит с небольшой скоростью. А в силу конструкции симметричного дифференциала, другое колесо будет обладать теми же характеристиками на тот момент. Ситуация зашла в тупик – автомобиль не сдвигается с места. Решить эту проблему можно увеличив крутящий момент на небуксующем колесе. Это легко осуществляется блокировкой дифференциала.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

что это такое и принцип работы? + Видео

На автомобилях с передним или задним приводом на ведущей оси устанавливается такой узел, как колесный дифференциал, механизма же его блокировки не предусмотрено по понятным причинам. Основная задача данного узла — распределение крутящего момента на колеса ведущей оси. Например на поворотах или во время езды по грунтовым дорогам колеса крутиться с одинаковой скоростью не могут.

Если же вы являетесь владельцем транспортного средства с полным приводом, то помимо колесного дифференциала на кардан устанавливают и межосевой дифференциал с механизмом блокировки. Естественно, у читателей возникает вопрос: зачем нужна блокировка, какую функцию выполняет, какие существуют виды блокировки межосевого дифференциала?

Зачем нужна блокировка межосевого дифференциала и принцип ее работы

Мы уже частично затрагивали данную тему на сайте vodi.su в статье об вязкостной муфте (вискомуфта). Если говорить простыми словами, то межосевой дифференциал необходим для повышения проходимости транспортного средства и включения полного привода.

Принцип его работы довольно прост:

• когда машина едет по нормальной дороге, все тяговое усилие приходится лишь на основную тяговую ось;
• вторая ось посредством отключения механизма блокировки, не входит в сцепление с трансмиссией машины, то есть в данный момент она выступает в качестве ведомой оси;
• как только авто выезжает на бездорожье, где нужно, чтобы работали две оси для повышения проходимости, водитель либо принудительно включает блокировку межосевого дифференциала, либо происходит ее автоматическое подключение.

Когда блокировка включена, обе оси оказываются в жесткой сцепке и вращаются за счет передачи момента вращения на них посредством трансмиссии от двигателя транспортного средства. Так, если установлена вискомуфта, то на дорожном покрытии, где не требуется мощь обеих осей, тяговое усилие поступает лишь на передние или задние колеса. Ну, а когда выезжаете на грунтовую дорогу и начинаются пробуксовки, колеса разных мостов начинают вращаться с разной скоростью, происходит сильное перемешивание дилатантной жидкости, она затвердевает. Тем самым создается жесткая сцепка между мостами и момент вращения поровну распределяется между всеми колесами машины.

Преимущества механизма блокировки межосевого дифференциала:

• существенное повышение проходимости транспортного средства в сложных условиях;
• отключение полного привода автоматически или принудительно, когда в нем нет необходимости;
• более экономное расходование топлива, ведь с подключенным полным приводом двигатель потребляет больше горючего для создания дополнительной тяги.

Блокировка межосевого дифференциала в зависимости от модели автомобиля включается различными способами. На более старых моделях, например УАЗ, НИВА или грузовые авто, необходимо выбрать соответствующую передачу на раздаточной коробке. Если стоит вискомуфта, блокировка происходит автоматически. Ну, а на самых совершенных на сегодняшний момент внедорожниках с муфтой Haldex блокировка контролируется электронным блоком управления. Сигналом же к ее включению является нажатие на педаль газа. Так, если вы желаете эффектно разогнаться с пробуксовкой, то блокировка сразу включится, а отключение произойдет автоматически, когда машина будет двигаться на стабильной скорости.

Разновидности механизмов блокировки межосевого дифференциала

Если говорить про принцип действия, то выделяют несколько основных групп, которые в свою очередь делятся на подгруппы:

1. жесткая 100-процентная блокировка;
2. дифференциалы с ограниченным проскальзыванием — жесткость сцепки зависит от интенсивности вращения колес разных осей;
3. с симметричным или ассиметричным распределением тягового усилия.

Так, вискомуфту, можно отнести к второй и третьей группам одновременно, так как в разных режимах езды может наблюдаться проскальзывание дисков, например на поворотах. Соответственно, тяговое усилие ассиметрично распределяется между осями. В наиболее же сложных условиях, когда одно из колес сильно буксует, то происходит 100-процентная блокировка за счет полного затвердевания жидкости. Если же вы ездите на УАЗ Патриот с раздаткой, то там предусмотрена жесткая блокировка.

Портал vodi.su отмечает, что при включенном полном приводе, особенно на асфальте, происходит быстрый износ резины.

Выделяют также различные конструкции блокировки межосевого дифференциала:

• фрикционная муфта;
• вискомуфта;
• кулачковая муфта;
• блокировка Torsen.

Так, фрикционы работают примерно по той же схеме, что и вискомуфта или сухое сцепление. В нормальном состоянии фрикционные диски не взаимодействуют между собой, но как только начинаются пробуксовки, происходит их зацепление. Муфта Haldex Traction является фрикционной, в ней установлено несколько дисков, которые контролируются электронным блоком управления. Минус данной конструкции — износ дисков и необходимость их замены.

Блокировка Torsen является одной из наиболее совершенных, ее устанавливают на такие авто как Audi Quattro и универсалы Allroad Quattro. Схема довольно сложная: правая и левая полуосевая шестерни с сателлитами, выходные валы. Блокировка обеспечивается за счет разных передаточных чисел и червячной передачи. В нормальных режимах стабильной езды все элементы вращаются с определенным передаточным числом. Но в случае пробуксовки сателлит начинает вращаться в обратном направлении и происходит полная блокировка полуосевой шестерни и момент вращения начинает поступать на ведомую ось. Причем распределение происходит в соотношении 72:25.

На отечественных авто — УАЗ, ГАЗ — устанавливают кулачковый дифференциал повышенного трения. Блокировка происходит за счет звездочек и сухарей, которые при пробуксовке начинают вращаться с разными скоростями, в результате чего возникает сила трения и блокируется дифференциал.

Существуют и другие разработки. Так, современные внедорожники оснащают антипробуксовочной системой TRC, в которой весь контроль осуществляется через ЭБУ. А избежать пробуксовки удается за счет автоматического подтормаживания буксующего колеса. Есть также гидравлические системы, например DPS на автомобилях Хонда, где на заднем редукторе установлены насосы, вращающиеся от карданного вала. А блокировка происходит за счет подключения пакета многодискового сцепления.

У каждой из перечисленных систем существуют свои достоинства и недостатки. Нужно понимать, что езда с включенным полным приводом приводит к скорейшему износу шин, трансмиссии и двигателя. Поэтому полный привод используют лишь там, где он действительно нужен.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

что это такое, принцип работы

Внедорожные авто оснащены дифференциалом. Этот элемент нужен для обеспечения ведущим колесам разной угловой скорости. При повороте колеса расположены на внешнем и внутреннем радиусе. Межосевой дифференциал на внедорожнике имеет блокировку. Далеко не все знают, что это такое – блокировка межосевого дифференциала. Давайте разберемся, что это, для чего и как пользоваться.

Межосевой дифференциал

В любых автомобилях точно имеется один дифференциал. Данный механизм призван делить крутящий момент, который на него подается с входного вала между двумя полуосями. Полноприводные авто оснащены двумя дифференциалами – для каждой колесной пары. Также имеется еще и межосевой. Необходимость в нем вызвана тем, что внедорожники эксплуатируются в очень сложных условиях. Разные оси испытывают разное давление, и нужно распределять крутящий момент между ними.

Блокировка

Любой дифференциал имеет, кроме достоинств, и очень серьезный недостаток. Недостаток этот является следствием преимущества – если одно из колес начинает буксовать, то дифференциал отдает больший крутящий момент именно на это колесо. Это очень сильно снижает характеристики проходимости. Если для гражданских автомобилей это норма, то для внедорожников это совсем недопустимо. По данной причине практически все межосевые дифференциалы оснащаются системами блокировки. Но есть исключения. Например, блокировка межосевого дифференциала на «Ниве» отсутствует, зато можно купить и установить самостоятельно одно из предлагаемых рынком решений.

Когда включена блокировка, то на каждую ось отдается один и тот же крутящий момент. Поэтому колеса не будут буксовать. Это нужно, чтобы машина могла с легкостью пройти скользкие места.

Виды блокировок

Мы узнали, что это такое – блокировка межосевого дифференциала. Теперь стоит познакомиться с видами данных систем. Сейчас можно выделить ручную и автоматическую блокировку. В первом и во втором случае можно частично или полностью отключить дифференциал. На моделях авто с повышенной проходимостью имеются автоматические блокировки. Их три разновидности – это система с вискомуфтой, блокировка Trosen и с фрикционной муфтой. В чем особенности и отличия данных систем? Рассмотрим каждую более детально.

Блокировки с вискомуфтой

Это наиболее распространенная блокировка. Она базируется на симметричной планетарной схеме. Работа основана на взаимодействующих между собой конических шестеренках. Важным элементом данной конструкции является специальная герметичная полость. В ней воздушно-силиконовая смесь. Механизм связан с полуосями за счет пакетов дисков.

Если авто с полным приводом двигается с какой-то постоянной скоростью по достаточно ровной поверхности, то дифференциал с такой блокировкой передает крутящий момент к передней и задней оси в пропорции 50:50. Если же один из пакетов будет вращаться быстрее, то за счет повышенного давления в герметичной емкости вискомуфта начнет тормозить пакет. За счет этого выровняются угловые скорости. Дифференциал заблокируется.

Среди главных достоинств этой системы можно выделить ее простоту и малую стоимость. Именно за счет этих факторов механизм получил такое широкое распространение в современных внедорожниках. Если говорить о недостатках, то автоматическое блокирование осуществляется не полностью и существует риск перегрева системы, если блокировка эксплуатируется достаточно долго.

Система Trosen

Вот еще одна блокировка межосевого дифференциала. Что это такое? Она представляет собой корпус, две полуосевые шестеренки с сателлитами и выходными валами. Считается, что блокировка такого типа наиболее эффективная и совершенная. Нередко данную систему можно увидеть на новых внедорожниках европейского и американского производства.

В основе лежат червячные колеса в количестве двух пар. В каждой паре имеется ведущее и ведомое колесо – полуосевое и сателлит. Принцип действия основан на особенностях червячных шестерен. Если каждое колесо имеет одинаковое сцепление с дорогой, тогда блокировка не будет задействована, а дифференциал будет работать в обыкновенном режиме.

Включение блокировки межосевого дифференциала осуществляется, если одно колесо начнет вращаться быстрее, чем остальные. Сателлит, связанный с колесом, будет пытаться крутиться в обратную сторону. В результате червячная шестерная перегружается и тем самым блокируются выходные валы. Освободившийся крутящий момент передается на другую ось и значения крутящего момента таким образом выравниваются.

В чем плюсы данной системы? Главным преимуществом такой блокировки считается максимальная скорость срабатывания и очень широкий диапазон распределения крутящего момента с одной оси на другую. Среди прочих плюсов можно выделить, что данные блокировки не ведут к перегрузке тормозных систем. Минус один – это сложность данной конструкции. Кстати, схожую блокировку можно увидеть на ГАЗ-66.

Блокировки с фрикционными муфтами

Основная отличительная особенность в том, что предполагается возможность включения блокировки автоматически или вручную. Конструкция и работа блокировки межосевого дифференциала похожа на систему с вискомуфтой. Но здесь работают фрикционные диски.

Когда машина двигается плавно, угловые скорости на осях распределены равномерно. Если на одной из полуосей имеется ускорение, то диски начнут сближаться, между ними будет расти сила трения – полуось притормаживается.

Данные системы практически не используются на серийных моделях авто. Причина в сложности конструкции и невысоком ресурсе. Диски очень быстро изнашиваются, а сама конструкция требует особого ухода и тщательного обслуживания.

Электронные блокировки и имитации блокировок

В большинстве современных авто имеются так называемые электронные блокировки межосевого дифференциала. Что это такое, мы рассмотрим далее. Электронная блокировка в большинстве случаев представляет собой лишь имитацию.

ЭБУ получает информацию от датчиков колес, что одно из колес вращается быстрее и начинает прерывистыми командами притормаживать колесо. Тем самым момент перераспределяется на другую сторону. Обычно узнать о том, что включена данная система, можно узнать по приборной панели – мигает блокировка межосевого дифференциала.

Недостатки и особенности

При долгой работе в таком режиме существует риск перегрева и выхода из строя тормозных систем. Автомобиль имеет автоматическую защиту, если температура поднимается выше допустимой, но это не везде есть и не всегда работает.

Если нагрузка серьезная, то крутящего момента может быть мало, чтобы сдвинуть авто вперед. Вроде бы и моргает лампа, трещит тормозная система, но машина никуда не едет. Поднять обороты невозможно – электроника не дает.

Межосевая блокировка дифференциала “Паджеро”, а она там электронная, в воде теряет эффективность. Мокрые колодки не могут затормозить мокрый диск.

Но даже имитация – это не пустая забава. Естественно, она не подойдет для серьезного бездорожья, но ездят туда далеко не все владельцы. Электронной блокировки вполне хватит для самых обычных случаев. Например, они могут понадобиться зимой. Но сильно рассчитывать на систему нельзя – электроника может подвести в самый неподходящий момент. Поэтому в “Паджеро” дополнительно есть настоящая, железная блокировка.

Что такое межосевой дифференциал и как он работает?

Межосевой дифференциал — это самый эффективный метод увеличения проходимости любого автомобиля. В настоящее время практически все внедорожники, в том числе некоторые кроссоверы, оснащены данным элементом. Как и у всех других технических механизмов, у межосевого дифференциала есть свои плюсы и минусы. В этой статье мы постараемся узнать, как эффективно использовать этот элемент, и каков его принцип действия.

Принцип работы и свойства механизма

На данный момент любой современный межосевой дифференциал (например, Нива 2121, тоже им оснащается) работает в нескольких режимах:

1. Прямолинейное движение (автомат).
2. Накладка.
3. Оборотов.

Самый эффективный межосевой дифференциал при пробуксовке, при котором он часто используется. Когда автомобиль встречает скользкую поверхность, будь то лед, утрамбованный снег или грязь, этот элемент действует на оси, а именно на колесе. Принцип его работы следующий. Когда одно из колес падает на твердую поверхность с хорошим сцеплением, а второе, в отличие, скажем, от скользкой, дифференциал начинает передавать одинаковый крутящий момент на оба привода, то есть элемент равняется «прогресиваемости» двух колес. к той же стоимости.Это позволяет автомобилю выехать из заснеженного или загрязненного участка дороги за секунды. Та же машина, в которой отсутствует межосевой дифференциал, начинает буксовать — левое колесо движется с одинаковой скоростью, правое — совершенно с другой. Оказывается, машина еще больше утопает в снегу или песке. Поэтому межосевой дифференциал (КАМАЗ, кстати, тоже им оснащался) — неотъемлемая часть любого автомобиля с полным приводом. Часто этот элемент поставляется либо армейскими грузовиками, либо отечественными внедорожниками, предназначенными для использования в гражданских условиях.Производители импортировали традицию оснащать свои джипы дифференциалом, который постепенно уходит. Это не так уж и странно — почему у «немца» межосевой дифференциал, если он жив, он никогда не применится! Поэтому среди европейских внедорожников была только одна модель, которая до сих пор дополняет систему.

Таким образом, деталь как бы «соединяет» оба колеса, передавая им одинаковый крутящий момент от двигателя, придавая автомобилю дополнительное тяговое усилие при пробуксовке.

Напоследок отметим несколько правил эксплуатации легковых и грузовых автомобилей, оборудованных данным товаром.

1. Чтобы межосевой дифференциал не вибрировал и не издавал посторонних звуков при работе, можно перевести заблокированный элемент в автоматический режим.
2. В режиме скольжения нет необходимости изменять степень блокировки элемента.
3. При буксировке автомобиля необходимо перевести рычаг трансмиссии в нейтральное положение и обязательно изменить межосевой дифференциал в ручном режиме. Для этого нужно опустить регулировочное колесо в крайнее нижнее положение.

.

Дифференциал (механическое устройство) — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Дифференциал — это механическое устройство, состоящее из нескольких шестерен. Применяется практически во всех механизированных четырехколесных автомобилях. Он используется для передачи мощности от карданного вала на ведущие колеса. Его основная функция — позволить ведущим колесам вращаться с разной скоростью, позволяя колесам проходить повороты, получая при этом мощность от двигателя. ^[1]

• Открытый дифференциал (OD) является наиболее распространенным типом.К тому же это самый дешевый. Открытый дифференциал позволяет автомобилю проходить повороты, не таща за собой внешнее колесо. Однако мощность передается на колесо с наименьшим тяговым усилием (сцеплением с дорогой). Если это колесо находится на льду или другой скользкой поверхности, транспортное средство не будет двигаться вперед, а колесо с мощностью просто вращается. В автомобилях с приводом на два колеса, если они имеют открытый дифференциал, они имеют только одно ведущее колесо. В полноприводных автомобилях с открытыми дифференциалами (обычно заводскими) только одно колесо на каждой оси приводит в движение автомобиль.Преимущества включают в себя редкую поломку оси, меньший износ шин и бесплатность, поскольку большинство новых автомобилей поставляются с открытыми дифференциалами. ^[2]
• Дифференциал повышенного трения (LSD) решает эту проблему. Используя серию сцеплений (называемых пакетом сцепления), LSD позволяет ограничить проскальзывание колес, сохраняя мощность на обоих ведущих колесах. ^[3] LSD популярны в гоночных автомобилях, так как бывают случаи, когда они выходят из поворота и нуждаются в ускорении без потери мощности на одном ведущем колесе. ^[3]
• Блокировка дифференциала (шкафчик) позволяет заблокировать два ведущих колеса на оси. Преимущество в том, что оба колеса всегда имеют мощность. Недостатком является то, что поворот намного сложнее, поскольку оба колеса должны вращаться с одинаковой частотой вращения. Поэтому при резких поворотах большинство шкафчиков необходимо отключать. Шкафчики также могут представлять водителю опасные ситуации. Например, при движении по склону (переходу по перекрестку), если одно ведущее колесо теряет сцепление с дорогой, теряется сцепление с дорогой, и автомобиль может скользить вбок по склону.Водителей часто предупреждают не пересекать склон, если поверхность рыхлая или скользкая. ^[4] Шкафчики можно включать и выключать механически, электронным способом (электронный шкафчик) или сжатым воздухом (шкафчик воздуха). Шкафчики желательны на внедорожниках, но обычно бесполезны на улицах и шоссе.
• Золотник — открытый дифференциал, оси которого механически скреплены между собой. ^[2] Это не позволяет колесам двигаться быстрее или медленнее на поворотах.Это дешево и почти не добавляет веса автомобилю, но обычно ограничивается соревнованиями по бездорожью и трейлраннингом. ^[2] Они не подходят для движения по улице, так как они будут «чирикать» при движении по поворотам. ^[2]

Torsen — тот же торцевой эффект, что и ограниченное скольжение, но не использует сцепления или колеблется, чтобы это сделать.

.

Что такое дифференциальная сигнализация? | EAGLE

Есть что-то удивительное в возможности использовать новейшие технологии и интерфейсы в конструкции вашей печатной платы. Мы говорим о таких вещах, как USB 3.0, HDMI, Ethernet; список продолжается. Все, что добавляет вашему устройству современные функциональные возможности и выделяет его. Но есть компромисс при добавлении некоторых из этих передовых технологий на вашу доску; они внезапно бросают вас в мир высокоскоростного дизайна. Именно в этом мире вам нужно обращать внимание на большее количество переменных, чем когда-либо, таких как целостность сигнала (SI), электромагнитные помехи (EMI) и, что наиболее важно, дифференциальная сигнализация.Хотя в прошлом вы могли использовать однолинейные трассировки, если вы хотите работать с новейшими технологиями, подготовьтесь к добавлению парной трассировки в микс. Так что же такое дифференциальная сигнализация и зачем вам вообще ее использовать на высокоскоростной печатной плате? Давайте выясним.

К чему вы привыкли

Чтобы понять дифференциальную сигнализацию, вы сначала должны понять ее противоположность — несимметричную сигнализацию. Не позволяйте причудливому имени сбить вас с толку; это именно тот вид сигналов, с которым вы работали над любой конструкцией печатной платы, которая не считается высокоскоростной.Как следует из названия, несимметричная сигнализация — это отправка сигнала от передатчика к приемнику с одним следом. Это оно.

Пример несимметричной сигнализации на схеме, обратите внимание на одиночную сигнальную линию от Data Into Data Out. (Источник изображения)

Это означает, что у вас будет одна медная дорожка, несущая ваш сигнал до конечного пункта назначения, а оттуда он направится к вашей общей земле и обратно к вашему источнику. Это обычная практика для каждой стандартной компоновки печатной платы, над которой вы, возможно, работали в прошлом.Каждый раз, когда вы рисуете трассу в Autodesk EAGLE и соединяете ее от одного вывода к другому; то вы работаете с несимметричным сигналом.

Когда вы начинаете втиснуть кучу трасс и компонентов в очень ограниченное пространство, вам нужен способ обойти проблемы с потенциальными электромагнитными помехами (EMI). Потому что, если есть что-то, что нужно знать о проблемах с электромагнитным излучением, так это то, что он отлично справится с испорченным качеством сигналов, которые вы отправляете. Вот пример:

• Допустим, вам нужно сохранить фрагмент данных в определенном месте в памяти DDR, поэтому вы отправляете сигнал из точки A в точку B.
• Что происходит на пути этого сигнала, если он сталкивается с некоторыми электромагнитными помехами? Помехи могут повлиять на данные внутри сигнала. Превращаем нашу красивую квадратную волну в нечеткий беспорядок.
• И прежде чем вы это узнаете, сигнал, который вы отправили, оказывается беспорядочным и неузнаваемым.

Чтобы помочь защитить целостность сигналов на пути их прохождения в высокоскоростной конструкции, вам нужен более надежный способ защиты передаваемой информации, чем может обеспечить односторонняя сигнализация.И это именно то, что помогает прикрыть дифференциалы сигнализации.

Что такое дифференциальная сигнализация

В отличие от несимметричных сигналов, дифференциальные сигналы используют не одну, а две трассы, которые работают вместе в тандеме. Вот как это работает: у вас есть две трассы, каждая из которых несет один и тот же сигнал, одна из которых считается положительным сигналом, а другая — отрицательным.

Здесь расположены дифференциальная сигнализация (внизу) и односторонняя сигнализация (вверху) рядом.(Источник изображения)

Когда информация передается по этому устройству с двумя трассами и достигает места назначения, приемник может извлечь данные, анализируя разность потенциалов между положительным и отрицательным сигналом. И анализируя этот двойной сигнал и его разность напряжений, ваш приемник может понять, передает ли этот сигнал 1 или 0, высокое или низкое напряжение.

Итак, для каждого дифференциального сигнала, который вам нужно добавить на вашу плату, вам нужно будет выстроить две дорожки, расположенные рядом.Например, если у нас есть доска с 20 различными цепями, которые необходимо соединить, нам потребуется всего 40 отдельных трасс для выполнения работы.

Мы знаем, о чем вы сейчас думаете — с какой стати мне вообще когда-либо захочется удвоить количество трасс на моем макете платы? Это займет некоторое ценное пространство на печатной плате, которое можно было бы использовать для размещения компонентов и облегчить мою работу по трассировке. На первый взгляд, вы правы, дифференциальные сигналы действительно занимают больше места на вашей печатной плате, но они имеют некоторые удобные преимущества в приложениях для высокоскоростного проектирования, например:

Сохранение отдельных энергосистем

Поскольку дифференциальные сигналы равны и противоположны, они не обязательно посылают обратный сигнал на землю; тогда вы можете сделать что-то вроде аналогового сигнала, поступающего на цифровое устройство, не беспокоясь о пересечении границ мощности.Это значительно упрощает разделение энергосистем. Однако следует иметь в виду одну вещь: если вы работаете с технологиями USB или RS-485, вам, скорее всего, понадобится общая земля, чтобы ваши дифференциальные сигналы оставались в пределах требуемого порога напряжения.

Сопротивление входящим электромагнитным помехам

Дифференциальная сигнализация также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в уменьшении любых входящих электромагнитных помех или перекрестных помех от других зашумленных трасс. Любая помеха, которую поглощает дифференциальный сигнал, равномерно распределяется между положительной и отрицательной трассами, что снижает любое изменение амплитуды, которое может вызвать внешние электромагнитные помехи.

Как определить, что включается и выключается в этом зашумленном цифровом сигнале? (Источник изображения)

Сопротивление исходящим электромагнитным помехам

Ваши дифференциальные сигналы также будут генерировать собственные электромагнитные помехи при передаче информации, как и несимметричные сигналы. Однако, поскольку положительный и отрицательный сигналы в дифференциале имеют одинаковую полярность и расстояние, это эффективно нейтрализует любые электромагнитные помехи.

Еще один отличный пример того, как электромагнитные помехи в виде шума могут влиять на сигнал на его пути.К счастью, здесь использовались дифференциальные сигналы. (Источник изображения)

Нижнее напряжение

Дифференциальные сигналы также обладают дополнительным преимуществом, поскольку они могут работать при более низких напряжениях, чем несимметричные сигналы, при сохранении их отношения сигнал / шум (SNR). А при более низком напряжении вы получаете преимущество, заключающееся в возможности использовать более низкие напряжения питания, сниженное энергопотребление и уменьшенные эмиссии EMI.

Точность синхронизации

Несимметричных сигналы имеют кучу факторов, чтобы рассмотреть, чтобы определить, какой тип логического состояния они могут быть, как напряжение питания, опорное напряжение и т.д.Но с дифференциальными сигналами это определить намного проще. Если отрицательная кривая в дифференциальном сигнале имеет более высокое напряжение, чем положительная кривая, то у вас высокое логическое состояние, а если наоборот, то у вас низкое логическое состояние.

Логические состояния имеют как высокий, так и низкий диапазон, чтобы сигнализировать о передаче 1 или 0. (Источник изображения)

Использование дифференциальных сигналов в вашем проекте

Теперь, когда вы понимаете все огромные преимущества, которые дает использование дифференциальной сигнализации в вашей высокоскоростной конструкции, вы можете задаться вопросом, какие ограничения они требуют.Как вы, наверное, догадались, все преимущества дифференциальной передачи сигналов сильно зависят от возможности постоянно держать эти трассы на постоянной длине и расстоянии друг от друга, иначе вы испортите преимущества равного напряжения и полярности между два. Вот три быстрых совета при настройке правил проектирования для дифференциальных сигналов в Autodesk EAGLE:

• Правило 1 — Следы должны быть одинаковой длины . Если вы этого не сделаете, то вы испортите все преимущества двух трасс, соединенных вместе на всем пути их передачи от передатчика к приемнику.И потерять это означает иметь дело с некоторыми неприятными выбросами EMI, которые могут повредить ваши данные. В большинстве устройств разница в длине дорожек может составлять до 500 мил, но при этом сохраняйте их как можно ближе.
• Правило 2 — Трассы дифференциальных трасс близко друг к другу . Это называется связью. Это опять же связано с проблемой электромагнитных помех. Чем ближе вы маршрутизируете свои дифференциальные сигналы вместе, тем меньше площадь контура индуцированного тока, который напрямую влияет на количество электромагнитных помех, излучаемых вашими дорожками.Хранение двух трасс рядом друг с другом значительно расширяет ваши возможности по устранению проблем с электромагнитными помехами.
• Правило 3 — Поддерживайте постоянный импеданс . Важно поддерживать постоянное дифференциальное сопротивление трассы на всем протяжении пути от передатчика до приемника. Ваш импеданс будет зависеть от многих вещей, таких как ширина ваших следов, толщина вашей меди и материалы, которые вы используете в своем слое. Наберите эти переменные, точно рассчитайте, каким должен быть импеданс, и придерживайтесь его.

В ногу со временем

Если вы собираетесь работать с новейшими технологиями в конструкции вашей печатной платы, такими как USB 3.0, HDMI, DDR, Ethernet и т. Д., Тогда дифференциальные пары станут вашим новым лучшим другом. Эти тесно связанные трассы не только помогают снизить входящие и исходящие электромагнитные помехи, но также упрощают разделение энергосистем и могут снизить общее напряжение, необходимое для питания вашего проекта. Помните, однако, чтобы получить все преимущества дифференциальной сигнализации, вам необходимо строго определить правила проектирования, чтобы ваши трассы имели одинаковую длину с небольшими интервалами и точным импедансом.Если вы этого не сделаете, вы испортите их выгодный баланс!

Готовы начать работу с дифференциальной сигнализацией в своем первом высокоскоростном проектном проекте? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

.Независимость от

языков — что такое дифференциальное исполнение?

Переполнение стека

1. Около
2. Продукты
3. Для команд

1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
5. Реклама

.

Что такое дифференциал? | HowStuffWorks

Дифференциал — это устройство, которое распределяет крутящий момент двигателя на два направления, позволяя каждому выходу вращаться с разной скоростью.

Дифференциал используется во всех современных легковых и грузовых автомобилях, а также во многих полноприводных (постоянных полноприводных) автомобилях. Эти полноприводные автомобили нуждаются в дифференциале между каждым набором ведущих колес, и им также нужен дифференциал между передними и задними колесами, потому что передние колеса проходят за поворот другое расстояние, чем задние колеса.

Объявление

Частично полноприводные системы не имеют дифференциала между передними и задними колесами; вместо этого они заблокированы вместе, так что передние и задние колеса должны вращаться с одинаковой средней скоростью. Вот почему этим машинам сложно поворачивать по бетону при включенной системе полного привода.

.

Дифференциальные уравнения — интервалы действия

Онлайн-заметки Павла

Ноты Быстрая навигация Скачать

• Перейти к
• Ноты
• Задачи практики и задания еще не написаны.Пока позволяет время, я работаю над ними, однако у меня нет того количества свободного времени, которое я имел раньше, поэтому пройдет некоторое время, прежде чем здесь что-нибудь появится.
• Показать / Скрыть
• Показать все решения / шаги / и т. Д.
• Скрыть все решения / шаги / и т. Д.

• Разделы
• Замены
• Моделирование с помощью DE первого порядка
• Разделы
• Основные понятия
• DE второго порядка
• Классы
• Алгебра
• Исчисление I
• Исчисление II
• Исчисление III
• Дифференциальные уравнения
• Дополнительно
• Алгебра и триггерный обзор
• Распространенные математические ошибки
• Праймер комплексных чисел
• Как изучать математику
• Шпаргалки и таблицы
• Разное
• Свяжитесь со мной
• Справка и настройка MathJax
• Мои студенты

• Заметки Загрузки
• Полная книга
• Текущая глава
• Текущий раздел
• Practice Problems Загрузок
• Проблем пока не написано.
• Проблемы с назначением Загрузок
• Проблем пока не написано.
• Прочие товары
• Получить URL для загружаемых элементов

• Распечатать страницу в текущем виде (по умолчанию)
• Показать все решения / шаги и распечатать страницу
• Скрыть все решения / шаги и распечатать страницу

• Дом
• Классы
• Алгебра
  • Предварительные мероприятия
    • Целочисленные экспоненты
    • Рациональные экспоненты
    • Радикалы
    • Полиномы
    • Факторинговые многочлены
    • Рациональные выражения
    • Комплексные числа
  • Решение уравнений и неравенств
    • Решения и наборы решений
    • Линейные уравнения
    • Приложения линейных уравнений
    • Уравнения с более чем одной переменной
    • Квадратные уравнения — Часть I
    • Квадратные уравнения — Часть II
    • Квадратные уравнения: сводка
    • Приложения квадратных уравнений
    • Уравнения, сводимые к квадратичным в форме
    • Уравнения с радикалами
    • Линейные неравенства
    • Полиномиальные неравенства
    • Рациональные неравенства
    • Уравнения абсолютных значений
    • Неравенства абсолютных значений
  • Графики и функции
    • Графики
    • Строки
    • Круги
    • Определение функции
    • Графические функции
    • Комбинирование функций
    • Обратные функции
  • Общие графы
    • Прямые, окружности и кусочные функции
    • Параболы
    • Эллипсы
    • Гиперболы
    • Разные функции
    • Преобразования
    • Симметрия
    • Рациональные функции
  • Полиномиальные функции
    • Делящие многочлены
    • Нули / корни многочленов
    • Графические полиномы
    • Нахождение нулей многочленов
    • Частичные дроби
  • Экспоненциальные и логарифмические функции
    • Экспоненциальные функции
    • Логарифмических функций
    • Решение экспоненциальных уравнений
    • Решение логарифмических уравнений
    • Приложения
  • Системы уравнений
    • Линейные системы с двумя переменными
    • Линейные системы с тремя переменными
    • Расширенные матрицы
    • Подробнее о расширенной матрице
    • Нелинейные системы
• Исчисление I
  • Обзор
    • Функции
    • Обратные функции
    • Триггерные функции
    • Решение триггерных уравнений
    • Триггерные уравнения с калькуляторами, часть I
    • Триггерные уравнения с калькуляторами, часть II
    • Экспоненциальные функции
    • Логарифмических функций
    • Экспоненциальные и логарифмические уравнения
    • Общие графы

.

Что такое дифференциал и как он работает? — Driving.ca

Breadcrumb Trail Links

1. Как это работает

Без него вы вряд ли сможете повернуть за угол

Автор статьи:

Джил МакИнтош Передний дифференциал на Bronco 2021 года Фото Ford

Содержание статьи

Если вы когда-либо играли с машиной Hot Wheels и, конечно же, играли, то знаете, что игрушка отлично справляется с движением по прямой, но не очень хорошо поворачивает.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Это потому, что у него нет дифференциала. А вот ваш автомобиль — передний, задний, четырех- или полноприводный. Какой у вас дифференциал и даже сколько, зависит от того, на чем вы едете.

В чем разница?

На повороте внешнее колесо движется дальше и быстрее, чем внутреннее.Дифференциал — это набор шестерен, который передает мощность двигателя на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью на поворотах.

При переднем приводе (FWD) дифференциал находится рядом с трансмиссией внутри корпуса, и этот блок называется трансмиссией. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, соединенными с трансмиссией карданным валом. Полноприводные (AWD) и полноприводные (4WD) автомобили добавляют межосевой дифференциал или раздаточную коробку для распределения мощности спереди и сзади.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Некоторые гибридные автомобили имеют «электронный» полный привод. Они используют электродвигатели для приведения в действие задних колес и при необходимости поворачивают их быстрее или медленнее на поворотах.

1. Как это работает: Регулируемый полный привод

2. Как это работает: ABS

Открытый конец

Самым простым и распространенным устройством является открытый дифференциал, названный так потому, что колеса могут всегда поворачиваются независимо друг от друга.Его главный недостаток заключается в том, что если одно колесо не имеет сцепления, например, если оно ударяется о лед, оно все равно получает большую мощность. Он беспомощно крутится, и вы никуда не денетесь.

Чтобы избежать потери тяги во время движения, все новые автомобили должны быть оснащены системой контроля тяги и электронной стабилизации. Они используют датчики антиблокировочной системы тормозов, чтобы определить, вращается ли одно колесо быстрее. Затем он снижает мощность двигателя или тормозит прялку, или и то, и другое, чтобы все было под контролем.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Иногда требуется, чтобы колесо вращалось, например, при попытке выбраться из глубокого снега, поэтому контроль тяги можно временно отключить с помощью кнопки на приборной панели.

Ограничение пробуксовки

В некоторых автомобилях, в первую очередь высокопроизводительных моделях, вместо открытого дифференциала используется дифференциал повышенного трения. Если одно колесо теряет сцепление с дорогой, мощность переходит на другое колесо. Это уменьшает пробуксовку колес, а на более мощном автомобиле с передним приводом помогает предотвратить крутящий момент — тенденцию переднего водителя тянуть из стороны в сторону, когда вы нажимаете на дроссель.

Ограниченные промахи служат одной и той же цели, но то, как именно они это делают, зависит от того, к какому типу они относятся. Дифференциал с механическим сцеплением имеет диски сцепления рядом с шестернями, и при необходимости нажимные кольца давят на диски, чтобы обеспечить сопротивление. Система активного дифференциала работает так же, но использует компьютер для отслеживания условий движения и активации сцепления дифференциала.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Вязкостный дифференциал содержит фрикционные диски, погруженные в масло, и когда колесо проскальзывает, движение жидкости заставляет диски вращаться с разными скоростями и передавать больше мощности там, где это необходимо. Дифференциал Torsen — это торговая марка, производная от Torque Sensing — добавляет червячные передачи к набору дифференциала, чтобы активировать необходимое сопротивление.

Вектор крутящего момента передает больше мощности на внешнее колесо, так что автомобиль «втыкается» в угол. Фото Porsche

Небольшое усиление на повороте.

Все дифференциалы помогают вам завернуть за угол, но некоторые делают это лучше, чем другие.Автомобиль с вектором крутящего момента передает немного больше мощности на внешнее колесо. Это «подталкивает» автомобиль к повороту и снижает недостаточную поворачиваемость, поэтому поворот становится более крутым.

Некоторые автопроизводители обеспечивают электронный эффект векторизации крутящего момента, используя датчики для включения тормоза на внутреннем колесе, чтобы автомобиль вращался вокруг этой медленно вращающейся шины. В настоящей системе векторизации крутящего момента дифференциал передает больше мощности на внешнее колесо. Это улучшает управляемость, но при этом обходится дороже, поэтому обычно встречается в основном на более дорогих спортивных моделях.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Блокировка в тяжелых условиях

Блокируемый дифференциал позволяет колесам большую часть времени вращаться с разной скоростью, но когда его функция блокировки активирована, оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. В основном он используется для езды по бездорожью. В дополнение к блокировке дифференциала заднего колеса, самые прочные полноприводные автомобили также будут иметь блокируемый передний дифференциал.Автомобиль с заблокированным одним или обоими дифференциалами может ползти вперед по камням или твердой поверхности, но его будет очень сложно повернуть.

Средний менеджмент

В дополнение к передним и задним дифференциалам, автомобили с полным приводом имеют межосевой дифференциал, который распределяет мощность на ту ось, которая напрямую не приводится в движение двигателем. Этот межосевой дифференциал также может быть открытым, ограниченным скольжением, вязкостным или торсеновым.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

В нормальных условиях движения многие автомобили с полным приводом направляют всю мощность двигателя только на одну ось, обычно на переднюю. Если эти колеса начинают буксовать, дифференциал передает мощность другому. Некоторые автомобили постоянно передают мощность на обе оси, хотя одна обычно получает больше, чем другая. Некоторые внедорожники имеют функцию «блокировки», которая при активации распределяет мощность 50/50 спереди и сзади, но только на низких скоростях, чтобы выбраться из глубокого снега или грязи, и блокировка автоматически отключается при превышении заданной скорости. .

Системы True 4WD приводят в действие задние колеса, но имеют раздаточную коробку, которая при активации передает мощность на все четыре колеса. Если ваш грузовик или внедорожник имеет только настройки «4LO» и «4HI», обе оси вращаются с одинаковой скоростью, и если только движется по рыхлым дорогам. На асфальте система может заедать. Некоторые системы 4WD также имеют настройку «Авто». Это работает как полноприводная система, передавая мощность на переднюю ось только по мере необходимости, поэтому автомобиль может двигаться на четырех колесах по асфальту.Убедитесь, что вы знаете, что у вас есть и как вы это настроили, прежде чем переходить на четыре колеса.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь, чтобы получать информационный бюллетень Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

Нажимая на кнопку подписки, вы соглашаетесь на получение вышеуказанного информационного бюллетеня от Postmedia Network Inc. откажитесь от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки внизу наших писем. Postmedia Network Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже готово.Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск «Монитора слепых зон» Driving.ca скоро будет в вашем почтовом ящике.

Комментарии

Postmedia стремится поддерживать живой, но гражданский форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своим мнением о наших статьях. На модерацию комментариев может потребоваться до часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными.Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы получите электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, есть обновление в цепочке комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, комментарии. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

Типы дифференциалов и принцип их работы

Как и большинство современных автомобилей, простая передача, известная как дифференциал, подвергалась постоянным усовершенствованиям и экспериментам, что привело к появлению целого ряда типов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Концепция дифференциала, то есть позволяющая колесам, установленным на одной оси, вращаться независимо друг от друга, является древней конструкцией, и первый известный пример ее использования был зарегистрирован в Китае в ^{-м году} тысячелетия до нашей эры.

Хотя это было задолго до изобретения автомобиля, повозки, повозки и колесницы по-прежнему страдали от той же проблемы, связанной с буксованием или волочением одного колеса на поворотах, повышением износа и повреждением дорог.

Появление двигателей, приводящих в движение передние или задние колеса для приведения в движение транспортного средства, вместо простого перетаскивания их на лошади, добавило новую проблему, которую необходимо преодолеть — как обеспечить независимое вращение, сохраняя при этом возможность приводить в действие оба колеса.

Первые автомобили не пытались, они просто приводили в движение только одно колесо на независимой оси. Но это было далеко от идеала, так как это означало, что они были недостаточно мощными и часто сталкивались с проблемами сцепления с дорогой на любом другом участке, кроме твердой, ровной поверхности.

В конечном итоге это привело к разработке открытого дифференциала до того, как были разработаны другие более сложные типы, позволяющие преодолевать более сложные условия вождения.

Посмотрите это видео, в котором с помощью трехмерных изображений объясняется, как работают следующие типы дифференциала:

Открытый дифференциал:

Дифференциал в своей основной форме состоит из двух половин оси с шестерней на каждом конце, соединенных вместе третьей шестерней, составляющих три стороны квадрата.Обычно это дополняется четвертой передачей для дополнительной силы, завершая квадрат.

Этот базовый блок затем дополнительно дополняется кольцевой шестерней, добавляемой к корпусу дифференциала, который удерживает основные основные шестерни, и эта кольцевая шестерня позволяет приводить колеса в движение путем соединения с приводным валом через шестерню.

^{В этом примере вы можете увидеть три стороны внутреннего зубчатого колеса, составляющего основной механизм, причем большая синяя шестерня представляет коронную шестерню, которая будет соединяться с приводным валом.На левом изображении показан дифференциал с обоими колесами, вращающимися с одинаковой скоростью, а на правом изображении показано, как внутренние шестерни входят в зацепление, когда одно колесо вращается медленнее, чем другое.}

Эта зубчатая передача составляет дифференциал открытого типа, и является наиболее распространенным типом автомобильного дифференциала , от которого происходят более сложные системы.

Преимущество этого типа в основном ограничивается основной функцией любого дифференциала, как описано ранее, с упором в первую очередь на обеспечение возможности поворота оси более эффективно, позволяя колесу за пределами поворота двигаться с большей скоростью, чем внутреннее колесо. поскольку он покрывает больше земли.Он также выигрывает от того, что его базовая конструкция относительно дешева в производстве.

Недостатком этого типа является то, что, поскольку крутящий момент распределяется равномерно между обоими колесами, количество мощности, которое может передаваться через колеса, ограничивается колесом с наименьшим сцеплением.

По достижении предела тяги обоих колес вместе, колесо с наименьшим тяговым усилием начнет вращаться, что еще больше снижает этот предел, поскольку сопротивление со стороны уже вращающегося колеса еще меньше.

Прочтите наш блог о турбонагнетателях, нагнетателях и безнаддувных двигателях

Заблокированный дифференциал:

Блокировка или блокировка дифференциала — это вариант, который можно найти на некоторых транспортных средствах, в основном тех, которые едут по бездорожью. По сути, это открытый дифференциал с возможностью блокировки на месте для создания фиксированной оси вместо независимой. Это может происходить вручную или с помощью электроники в зависимости от технологии в автомобиле.

Преимущество заблокированного дифференциала заключается в том, что он может получить значительно большее тяговое усилие, чем открытый дифференциал .Поскольку крутящий момент не разделен поровну 50/50, он может передавать больший крутящий момент на колесо, которое имеет лучшее сцепление с дорогой, и не ограничивается более низким сцеплением другого колеса в любой данный момент.

Поскольку маловероятно, что вы будете двигаться со скоростью и обычно путешествуете по неровной поверхности, проблема сопротивления шин и износа на поворотах на неподвижной оси является меньшей проблемой.

Одним из недостатков заблокированных дифференциалов называется заедание, которое возникает, когда в трансмиссии накапливается избыточная энергия вращения (крутящий момент), и ее необходимо высвободить — обычно это достигается за счет отрыва колес от земли для сброса положения.Или просто сняв замки, когда они больше не нужны.

Представьте себе длинную картонную трубку, удерживаемую на каждом конце, а затем скручивающую трубку в противоположных направлениях до такой степени, что трубка не могла больше выдерживать силу, складывалась и рвалась — это связывание. Это происходит из-за того, что колеса движутся с разной скоростью, что приводит к скручиванию осей и увеличению давления на шестерни, но нагрузки на колеса и их повышенного тягового усилия достаточно, чтобы предотвратить проскальзывание шин и сбросить давление.

Сварной / золотниковый дифференциал:

Сварные дифференциалы, по сути, такие же, как заблокированный дифференциал, только он был постоянно приварен из открытого дифференциала к фиксированной оси (также известный как дифференциал золотника). Обычно это делается только в определенных обстоятельствах, когда характеристики заблокированного дифференциала / Фиксированная ось, которая облегчает одновременное вращение обоих колес, желательны — например, в автомобилях, предназначенных для дрифта.

Обычно это не рекомендуется, так как тепло от сварки может снизить прочность компонентов и увеличить риск катастрофического отказа детали — что может даже привести к тому, что сломанные шестерни дифференциала взорвутся через корпус дифференциала и представляют опасность для других участников дорожного движения и пешеходов.

Дифференциал повышенного трения:

LSD объединяет преимущества открытого и заблокированного дифференциалов через более сложную систему. Есть две категории, которые используют разные формы сопротивления для достижения одного и того же эффекта:

Механическое сцепление LSD:

Этот тип LSD окружает ту же самую центральную шестерню, видимую на открытом дифференциале, парой нажимных колец, которые оказывают усилие на два набора дисков сцепления, расположенных рядом с шестернями.Это обеспечивает сопротивление независимому вращению колес, изменяя действие дифференциала с открытого на заблокированный — и обеспечивая ему повышенное тяговое усилие, которое этот тип выигрывает от более открытого дифференциала.

На этом разрезе вы можете увидеть прижимные кольца (также вырезанные), окружающие центральные шестерни, которые при вращении раздвигаются центральными штифтами шестерни, прижимающимися к наклонным поверхностям. Это движение толкает нажимные кольца на блоки сцепления (желтый и синий) с обеих сторон, создавая сопротивление и изменяя поведение оси с открытого на фиксированный.

Блоки управления двигателем

с механической муфтой также подразделяются на подтипы, которые ведут себя немного по-разному и изменяются при воздействии давления на диски сцепления и нажимные кольца:

• В LSD с односторонним движением давление действует только при ускорении. Это означает, что при прохождении поворотов и выключении питания дифференциал ведет себя как открытый тип, позволяя им поворачиваться независимо, но при ускорении принудительное вращение дифференциала создает трение в дисках сцепления, блокируя их на месте, чтобы получить больше тяги.
• A Двусторонний LSD делает шаг вперед и оказывает давление на диски сцепления также при замедлении, чтобы улучшить устойчивость при торможении на дорожном покрытии с изменчивой поверхностью.
• Полуторный снова пытается объединить лучшее из обоих подтипов, оказывая большее давление при ускорении и меньшее — при замедлении.

Обратной стороной механических LSD является то, что они требуют регулярного обслуживания для поддержания работоспособности и склонны к полному износу, что приводит к дорогостоящей замене деталей.

Вязкий LSD:

Второй тип дифференциала повышенного трения, в котором вместо муфт используется густая жидкость для создания сопротивления, необходимого для изменения поведения дифференциала между разомкнутым и заблокированным состояниями. Из-за того, что у них меньше движущихся частей, чем у механических LSD, VLSD проще, но также имеют более широкий спектр преимуществ и недостатков по сравнению с ними.

В своей основной работе эффект более плавный в применении, чем механические LSD, поскольку сопротивление растет в унисон со скоростью, на которой движутся колеса по сравнению с корпусом дифференциала, обеспечивая очень постепенное увеличение.

VLSD также способны передавать крутящий момент более эффективно на колесо, которое имеет большее сцепление с дорогой . Поскольку жидкость действует так, чтобы сопротивляться пониженной скорости, если колесо когда-либо теряет сцепление с дорогой и вращается, разница в скорости между двумя колесами внутри дифференциала создает большее сопротивление медленнее движущемуся колесу, передавая больший крутящий момент от ведущего вала на него.

VLSD становятся менее эффективными при длительном использовании, поскольку жидкость нагревается, она становится менее вязкой и обеспечивает меньшее сопротивление.Он также не может блокироваться так же полно, как механический LSD, из-за того, что жидкость не может обеспечить абсолютное сопротивление в подходящем пространстве.

Недостатком как механических, так и вязкостных LSD является то, что система не всегда эффективно направляет крутящий момент во время прохождения поворотов на высокой скорости, поскольку она может интерпретировать более быстрое движение внешнего колеса как потерю сцепления. Затем он направляет крутящий момент на внутреннее колесо, создавая избыточную / недостаточную поворачиваемость в момент, противоположный тому, когда это необходимо.

Дифференциал Torsen:

В дифференциале Torsen ( Tor que — Sen sing) используется хитроумная передача, обеспечивающая тот же эффект, что и в дифференциале с ограниченным скольжением, без необходимости использования муфт или гидравлического сопротивления.

Это достигается за счет добавления слоя червячной передачи к традиционной передаче открытого дифференциала. Эти наборы червячных шестерен, действующих на каждую ось, обеспечивают сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента, чего затем достигается за счет того, что червячные передачи находятся в постоянном зацеплении друг с другом через соединенные прямозубые цилиндрические шестерни.

_{На первом и втором изображениях показаны три пары червячных шестерен, находящихся в зацеплении с каждой половиной оси — с цилиндрическими шестернями на конце каждого червяка, соединяющими пары.Именно это соединение передает крутящий момент от одного колеса к другому, когда одна ось начинает вращаться быстрее, чем другая. В то время как первое и второе изображения имеют оригинальный дизайн торсена, третье изображение представляет собой вторую версию дифференциала торсена. В новой конструкции червячные передачи переставлены на одну линию с осями, но при этом выполняют то же механическое действие. Каждая червячная передача все еще находится в контакте со своей парой, и только одна сторона оси с промежутками в шестерне удаляет зацепление с другой стороны.}

Постоянное зацепление между двумя сторонами дифференциала имеет дополнительное преимущество, заключающееся в немедленной передаче крутящего момента, что делает его чрезвычайно чувствительным к изменяющимся дорожным и дорожным условиям.

В то время как открытый дифференциал всегда должен распределять крутящий момент 50/50 между каждым колесом, дифференциал Torsen способен направлять больший процент крутящего момента через одно колесо в зависимости от передаточных чисел шестерен. Этот снимает ограничение мощности, которое испытывают открытые дифференциалы , потому что величина доступного крутящего момента не ограничивается величиной тяги в любом колесе.

Кроме того, зубчатая передача также может быть обработана таким образом, чтобы придавать другое соотношение сопротивления при ускорении и замедлении, как это делает полутораходовой дифференциал повышенного трения.

Все это достигается механически без использования электроники или каких-либо скоропортящихся деталей, приносимых в жертву трению, и в целом дифференциал Torsen является превосходной механической системой , которая сочетает в себе основные преимущества всех перечисленных ранее типов дифференциалов.

Прочтите наш блог о трансмиссиях с двойным сцеплением и принципах их работы

Активный дифференциал:

Очень похож на дифференциал повышенного трения, в активном дифференциале по-прежнему используются механизмы, обеспечивающие сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента с одной стороны на другую, но вместо того, чтобы полагаться на чисто механическую силу, эти муфты могут активироваться электронным способом.

Активный дифференциал может использовать электронику для искусственного изменения механических сил, которые система испытывает при изменении условий движения.Это делает их управляемыми и, следовательно, программируемыми, а с помощью ряда датчиков на транспортном средстве компьютер может автоматически определять, на какие ведущие колеса и когда направить мощность.

Это радикально улучшает характеристики, особенно на несовершенном дорожном покрытии, и особенно предпочитают водители ралли, чьи автомобили выдерживают быстро меняющиеся условия движения и нуждаются в системе, которая может не отставать от их непрерывных настроек транспортного средства.

Дифференциал с вектором крутящего момента:

TVD продвигает эту усовершенствованную с помощью электроники систему еще дальше, используя ее для управления углом или вектором транспортного средства в поворотах и ​​выходе из них, побуждая определенные колеса получать больший крутящий момент в ключевые моменты, что улучшает характеристики прохождения поворотов.

Активируя сцепление, противоположное тому, что обычно включает LSD с чисто механическим приводом, вы можете использовать этот эффект для помощи в рулевом управлении, а также снизить мощность, преодолевая недостатки системы LSD.

При входе в поворот, многоходовой LSD оказывает сопротивление обоим колесам, чтобы хотя бы частично заблокировать ось и стабилизировать ее при торможении, которое затем высвобождается, когда скорость колеса падает и автомобиль поворачивает, позволяя колесам вращаться. на разных скоростях.

Однако вместо того, чтобы ослабить сопротивление на обоих колесах, TVD продолжает активировать сцепление только на внешнем колесе, увеличивая сопротивление, испытываемое этим колесом, и заставляя систему передавать через него больший крутящий момент. Этот дисбаланс внешней силы способствует более резкому повороту автомобиля в повороте и снижению недостаточной поворачиваемости.

Продолжая прикладывать это сопротивление через поворот, когда транспортное средство проходит вершину и начинает ускоряться, оно будет продолжать игнорировать нормальный многосторонний LSD, который снова будет интерпретировать более быстрое движение внешнего колеса как проскальзывание и отвлекать крутящий момент во время ускорения до внутреннее колесо, которое воспринимается как лучшее сцепление.

Поскольку TVD оказывает большее сопротивление муфте внешних колес, он обманом заставляет систему отводить через него больший крутящий момент — увеличивая мощность, которую можно приложить , и уменьшая недостаточную поворачиваемость, возникающую при ускорении на выходе из поворота.

_{Желтая стрелка указывает на передачу крутящего момента, происходящую через угол, создаваемую искусственным сопротивлением, оказываемым TVD на внешнее колесо. Это позволяет добиться большего ускорения на выходе из поворота, в то же время повышая поворачиваемость автомобиля.}

Дифференциал с вектором крутящего момента способен передавать 100% доступного крутящего момента через одно колесо, когда это необходимо в самых экстремальных обстоятельствах.

Обратной стороной этой системы является то, что она очень сложна и очень дорога, и обычно используется только для гонок / треков из-за ее потенциала для прохождения поворотов на высокой скорости.

У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, и хотя более сложные системы, как правило, лучше, их стоимость намного превышает стоимость более простых систем.

Как и во всем автомобильном мире, польза от каждой системы зависит от того, что именно вы будете делать со своим автомобилем и на что должен быть способен ваш дифференциал. У вас не будет особой нужды в дифференциале векторизации крутящего момента при посещении местного супермаркета, если только вы не воображаете себя в следующем WRC и не можете позволить себе штраф — но вам может понадобиться дифференциал блокировки, если вы живете в сельской местности. лучше доступен для внедорожника.

Щелкните здесь для визуального просмотра различных типов дифференциала.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Полноприводные и полноприводные: узнайте разницу

Полный привод был синонимом кефали для бездорожья в сознании большинства потребителей. Однако, как и многие достойные шума спецификации, первоначально разработанные для энтузиастов и профессионалов, некоторые варианты общего принципа вскоре были внедрены производителями в автомобили всех мастей.Жестокие приверженцы смены режима все еще ругаются из-за высоких парней в сумерках, но нельзя отрицать, что новое поколение устойчивых автомобилей с лучшей управляемостью в сложных условиях принесло пользу водителям во всем мире.

Сегодня, чтобы найти идеальное соответствие между способностями вождения, расходом топлива и ценой, в первую очередь требуется честная оценка ваших собственных потребностей в автомобиле. После этого самоанализа понимание различий между различными предложениями с полным приводом (4WD) и полным приводом (AWD) (и всем, что между ними) значительно упростит покупку вашей следующей поездки.

Содержание
Знайте свои термины
Что такое открытый дифференциал?
с частичным приводом на четыре колеса
с полным приводом на четыре колеса
с постоянным полным приводом с несколькими режимами
с полным приводом и полным приводом: производительность в реальных условиях

Знайте свои термины

Грубо говоря (в автомобильной терминологии) , крутящий момент — крутящая сила, создаваемая двигателем автомобиля. Крутящий момент умножается и распределяется между колесами с помощью различных шестерен трансмиссии и дифференциалов, которые передают крутящий момент от карданного вала или трансмиссии на ведущие колеса.Приложение крутящего момента к колесам — это то, что перемещает вашу машину из точки А в точку В. Конечно, есть сила, известная как трение , которая не дает вашим шинам просто скользить по дороге. Этот последний бит важен, потому что он иллюстрирует взаимосвязь между трением, тягой и крутящим моментом. Трение необходимо для тяги, а для обуздания крутящего момента требуется тяга. Самый мощный двигатель в мире не сдвинет вас ни на дюйм, если вашим шинам не хватит сцепления. Пробуксовка колеса возникает, когда крутящий момент, прикладываемый к шине, превышает ее доступное сцепление (часто во время гонок на красный свет).

Противобуксовочная система — это одна из инноваций, которая помогла ограничить пробуксовку шин в современных автомобилях, даже в полноприводных. В этой технологии используются те же датчики, что и антиблокировочные тормозные системы, для измерения скорости вращения колес и определения того, не потеряло ли какое-либо колесо тягового усилия. Помните, что если крутящий момент, передаваемый на колесо, превышает трение, которое оно испытывает с дорогой, оно проскальзывает. Притормаживая колеса выбора при обнаружении пробуксовки, эти системы могут ограничивать величину крутящего момента, передаваемого на колесо, и уменьшать пробуксовку колеса в процессе.В некоторых случаях необходимо также снизить мощность двигателя до проскальзывания колес, чтобы все было под контролем. Системы контроля тяги, несомненно, полезны, но важно помнить, что они работают только для предотвращения пробуксовки колес и фактически не могут увеличить тягу. Вот где на помощь приходят 4WD и AWD.

Открытые дифференциалы

Прежде чем погрузиться в преимущества передачи мощности на все четыре колеса транспортного средства, важно сначала понять, как работают системы полного привода, используемые в большинстве автомобилей. и где они терпят неудачу.Когда автомобиль находится в движении, его колеса при поворотах вращаются с разной скоростью. Это связано с тем, что внутренние колеса во время поворота проходят меньшее расстояние, чем внешние колеса. Передние и задние колеса также перемещаются на разных расстояниях и скоростях в поворотах. Этот простой физический факт создает проблему для колес, находящихся под воздействием двигателя, поскольку левое и правое колеса связаны между собой осью, так что двигатель автомобиля и трансмиссия могут вращаться вместе. Дифференциал — это тип коробки передач, установленной на передней и задней осях, которая решает эту проблему, подавая мощность на набор колес, при этом позволяя им вращаться с разной скоростью.

Дифференциал базовых автомобилей с приводом на два колеса известен как «открытый дифференциал», и он распределяет мощность между обоими колесами по «пути наименьшего сопротивления». Эта конструкция очень эффективна на типичных поверхностях, например, на сухом асфальте, но может привести к реальным проблемам на плохих дорожных условиях. Например, если одно колесо на оси ударяется о кусок льда, а другое остается на сухом асфальте, открытый дифференциал направит всю доступную мощность по пути наименьшего сопротивления, которым в этом сценарии является колесо с наименьшим тяговым усилием. .Дополнительный крутящий момент, приложенный к этому колесу, приводит к пробуксовке колеса. В таких случаях движение связано с болями в спине, пока оба колеса на оси снова не получат сцепление с дорогой.

Неполный рабочий день 4WD

Хотя название может показаться нелогичным, неполный полный привод — это функция, которая встречается в основном на внедорожниках и грузовиках, предназначенных для работы в сложных условиях бездорожья. В отличие от Full-Time 4WD или некоторых полноприводных решений, эти системы позволяют водителям нормально управлять транспортным средством на 2WD во время повседневных сценариев вождения (что является более экономичным и снижает износ транспортного средства) или переключаться на любой из них. 4WD высокая или 4WD низкая передача для особо плохих сценариев тяги с помощью переключателя.Наличие пониженной передачи 4WD в сочетании с более простой конструкцией и реализацией, как правило, делает частичный 4WD превосходным вариантом по сравнению с альтернативами AWD, когда действительно отклоняется от проторенной дороги — при условии, что водитель знает, что делает.

Режим 4WD работает проще всего благодаря специальной раздаточной коробке, которая распределяет мощность между передней и задней осями. В частности, он блокирует передний карданный вал с задним карданным валом, передавая равное количество крутящего момента от двигателя на обе оси, заставляя переднюю и заднюю оси автомобиля вращаться с одинаковой скоростью.Это обеспечивает большее тяговое усилие для водителей, поскольку гарантирует, что мощность будет продолжать поступать на колеса одной оси с тягой, если колеса другой оси проскальзывают. Тем не менее, переключение обратно на 2WD в нормальных дорожных условиях имеет решающее значение для предотвращения потенциальных повреждений из-за состояния, известного как «привязка трансмиссии», когда оси транспортного средства не могут вращаться с разной скоростью, чтобы соответствовать разным расстояниям, на которые проходят колеса во время таких событий, как превращение.

Помимо простой передачи мощности на все четыре колеса, есть несколько других инноваций, которые улучшают тяговые способности многих автомобилей с неполным приводом, решая проблемы открытых дифференциалов.Дифференциал повышенного трения или LSD (не такой, ты, Дедхед) — одно из таких решений, которое автоматически направляет некоторую доступную мощность на путь к сопротивлению (иначе говоря, колесо, которое не проскальзывает), чтобы обеспечить сцепление на плохих дорогах, и это работает в фоновом режиме без участия драйвера. Но полностью это не предотвращает пробуксовку колес.

Так называемые автоматические дифференциалы повышенного трения (A-LSD), также известные как электронные дифференциалы повышенного трения (e-LSD), активируются водителем с помощью кнопки или переключателя и обеспечивают те же преимущества тяги, что и типичный LSD, использующий другая методология с некоторыми заметными улучшениями.Вместо того, чтобы полагаться на сцепления для равномерного распределения мощности на ведущие колеса, эти системы полагаются на автоматическое вмешательство тормозной системы для передачи мощности между колесами. Но в отличие от базового контроля тяги (упомянутого ранее), A-LSD также не требуют снижения мощности двигателя для работы и могут переключать мощность назад и вперед с левого и правого колеса, когда уровень тяги каждого колеса меняется.

Блокировка дифференциалов — еще один шаг вперед, позволяя пользователям вручную активировать механизм блокировки внутри дифференциала.Заблокированный дифференциал вынуждает каждое колесо на оси (а не только ось, как в случае с базовым частичным 4WD) вращаться с одинаковой скоростью, независимо от их тяговых различий, что дает колесу, которое может иметь большее тяговое усилие. больше шансов вывести водителя из скользкой ситуации.

PROS

• Обеспечивает тягу при необходимости, а переключение на 2WD улучшает экономию топлива и снижает износ трансмиссии в нормальных условиях.
• Поскольку с инженерной точки зрения эта система, как правило, менее сложна и имеет более старую конструкцию, ее легче построить и, следовательно, дешевле, что снижает начальную стоимость покупки.Его простота также делает его более прочным.
• На чрезвычайно труднопроходимой местности водители могут включить сверхнизкую передачу полного привода для улучшения крутящего момента.
• LSD, A-LSD и блокировка дифференциалов выступают в качестве главного козыря в плохих условиях, так как лучше направляют мощность двигателя от «скользящих колес к колесам, которые цепляются».

МИНУСЫ

• Не обеспечивает дополнительных улучшений тяги и управляемости в повседневных дорожных ситуациях.
• Водитель должен активно включать 4WD, чтобы воспользоваться им, и не забывать выключать его после.
• Создает возможность неравномерного износа шин.

Полный рабочий день 4WD

«Постоянная работа» означает, что некоторая часть мощности двигателя постоянно распределяется на каждое из колес. Эти системы становятся все более популярными во внедорожниках и, в отличие от упомянутых выше систем с неполным приводом на полный рабочий день, они устраняют риск заклинивания трансмиссии благодаря центральному дифференциалу, который позволяет каждой оси транспортного средства постоянно получать хоть какое-то количество мощности. и по-прежнему вращаются с разной скоростью во время поворота.Хотя системы Full-Time 4WD удобны (поскольку все колеса всегда находятся под определенной мощностью без каких-либо действий со стороны водителя), они все же имеют неисправности. Естественно, сказывается экономия топлива, и трансмиссии подвержены износу. Точно так же, как буйный хайроллер в Вегасе, покупающий напитки для любой женщины в радиусе 30 ярдов, Full-Time AWD продолжает забрасывать каждое из колес некоторой долей мощности, даже те, у которых нет шансов набрать тягу.

Некоторые центральные дифференциалы могут похвастаться функцией блокировки для частичного решения этой проблемы, которая распределяет мощность двигателя поровну между передней и задней осями (не колесами, как в случае блокировки дифференциала на автомобилях с неполным приводом, упомянутых выше).Таким образом, автомобиль с постоянным полным приводом с заблокированным межосевым дифференциалом ведет себя во многих отношениях как автомобиль с частичным приводом с полным приводом.

Межосевой дифференциал повышенного трения Torsen еще лучше передает мощность туда, где она больше всего необходима в автомобилях с постоянным полным приводом. Он оснащен уникальной зубчатой ​​передачей, которая блокируется, если обнаруживает дисбаланс крутящего момента между двумя осями автомобиля, а затем передает мощность на ось с тяговым усилием. Конкретное соотношение мощности, которое Torsen может передавать между передней и задней осями, варьируется.В случае автомобилей Toyota он может направлять до 53 процентов доступной мощности двигателя на переднюю ось, если задняя начинает вращаться. С другой стороны, если крутятся передние колеса, до 71 процента всей мощности двигателя может переключиться на заднюю ось, чтобы вытащить вас и заднее сиденье с засахаренными детьми из пробки.

PROS

• Обеспечивает водителю дополнительное сцепление и улучшенную управляемость во всех дорожных ситуациях без риска заклинивания трансмиссии.
• Он всегда включен и не требует никаких действий со стороны водителя.
• Системы, оснащенные центральными дифференциалами Torsen, являются идеальным решением для передачи мощности двигателя туда, где она больше всего необходима, что еще больше снижает риск застревания.

МИНУСЫ

• Он менее расходует топливо и увеличивает износ трансмиссии автомобиля.
• Часто требуется продвинутое оборудование трансмиссии, которое может увеличить начальную стоимость автомобиля по сравнению с более простыми системами полного привода.
• Они, как правило, более подвержены повреждениям по сравнению с более простыми и прочными системами неполного привода 4WD.

Постоянный 4WD, многорежимный

Постоянный 4WD Многорежимные системы могут работать в постоянном 4WD режиме, как и другие постоянные 4WD системы. Тем не менее, у водителей есть дополнительный бонус — переключение на 2WD, когда дополнительное тяговое усилие не требуется. Эту систему, как правило, труднее найти, и она обычно используется только на внедорожниках более высокого класса.

PROS

• При желании дает водителям дополнительное сцепление и улучшенную управляемость во всех дорожных ситуациях, но его можно отключить, если возникнет проблема с экономией топлива и износом трансмиссии.

МИНУСЫ

• Часто требуется передовое оборудование трансмиссии, которое может увеличить стоимость по сравнению с более простыми системами полного привода.
• Они, как правило, более подвержены повреждениям по сравнению с более простыми системами неполного полного привода и более дорогими по сравнению с обычными системами полного привода.
• Доступно только на ограниченном количестве обычно маломощных автомобилей.

AWD

Самое основное определение полноприводного транспортного средства — это транспортное средство, которое может при необходимости передавать некоторый процент мощности двигателя на колеса без основного привода.(Сегодня это чрезмерное упрощение для большинства новых автомобилей, выезжающих с парковки, но мы остановимся на этом для ясности.) Системы полного привода были изначально популярны на европейских спортивных автомобилях в 80-х годах после того, как водители обнаружили дополнительное сцепление с дорогой. повышенная управляемость. Самые простые реализации обычно встречаются на переднеприводных автомобилях, хотя это далеко не всегда так.

Сегодня система полного привода доступна на всех типах транспортных средств и предлагает многие из преимуществ, предоставляемых более традиционными системами полного привода.Но это не «картофельная» ситуация «по-тах-то», и это не одно и то же. Механически системы AWD объединяют передний дифференциал, межосевой дифференциал и раздаточную коробку в один компактный компонент, что делает его более подходящим для небольших и легких автомобилей с меньшим дорожным просветом. Несмотря на слово «все», автомобили с базовым полным приводом по-прежнему обычно передают большую часть мощности только на одну ось. Например, в случае Porsche 911 обычно только 5 процентов приходится на переднюю ось, а 95 процентов — на заднюю.В этих случаях ряд датчиков отслеживает проскальзывание колес и автоматически переключает мощность на колеса, на которых нет проскальзывания, без каких-либо действий со стороны невежественного водителя, кричащего T-Swift во всю силу своих легких.

Лучшие системы полного привода используют программное обеспечение и датчики колес для максимально быстрого определения пробуксовки колес. Затем они реагируют, активируя контроль тяги, чтобы уменьшить или устранить пробуксовку колес, перенаправляя крутящий момент двигателя на колесо с наилучшим сцеплением с дорогой. Полный привод с динамическим контролем крутящего момента, который можно найти на таких автомобилях, как Toyota RAV4, является риффом на эту тему и использует электромагнитную муфту или (ECU).Во время нормального вождения RAV4 по умолчанию использует передний привод для улучшения экономии топлива, но при этом передает мощность на задние колеса во время поворотов для улучшения прохождения поворотов и ходовых качеств (распределение крутящего момента до 45 процентов сзади и 55 процентов спереди).

С другой стороны, режим блокировки

, по сути, действует как постоянный передний привод на RAV4 на скоростях ниже 25 миль в час, направляя 50 процентов мощности двигателя на задние колеса. Спортивный режим обеспечивает более плавную передачу крутящего момента между передними и задними колесами для улучшения рулевого управления за счет увеличения тяги каждого колеса.В этом режиме также усиливается торможение по прямой за счет прекращения крутящего момента, подаваемого на задние колеса, благодаря чему система ABS и система контроля устойчивости автомобиля работают без помех.

Несмотря на то, что это довольно широкое заявление, системы полного привода в целом превосходны при вождении «в любую погоду», а не «по бездорожью».

ПРОФИ

• При желании дает водителям дополнительную тягу и улучшенную управляемость во всех дорожных ситуациях.
• Он всегда включен и не требует никаких действий со стороны водителя.
• Доступно для широкого спектра транспортных средств, помимо грузовиков и внедорожников.

МИНУСЫ

• Отсутствие раздаточной коробки означает, что крутящий момент двигателя не может быть снижен до очень низкого диапазона для жесткого бездорожья.
• По сравнению с другими системами, она менее приспособлена для определения мощности сцепляющихся колес по сравнению с колесами, которые скользят.

Реальная производительность

Понимание науки и техники, лежащих в основе каждой из этих систем, является информативным, но никакие книжные умения не могут заменить тест-драйв, чтобы определить, какая система подходит именно вам.Наш недавний опыт работы со всей линейкой кроссоверов и внедорожников Toyota в Брекенридже совершенно ясно показал, что компетентные водители, вооруженные даже базовым полным приводом, могут комфортно перемещаться по неидеальным дорожным условиям — и мы даже не следовали основному правилу использования снега. шины. Полноприводные автомобили могут управлять слякотной местностью до местного Starbucks так же грамотно, как и могучий Canyonero, и при этом экономить топливо. Короче говоря, оправдание расходов на полный или неполный полный рабочий день 4WD по сравнению с более простыми вариантами AWD просто как необходимость «выжить» в вашем районе имеет гораздо меньше смысла, чем раньше.

Очевидно, что существуют смелые образы жизни и более суровые условия, в которых владение более надежной системой, тем не менее, является разумным вложением средств. Все решения 4WD, которые можно найти на настоящих внедорожниках (ваш Aztec не в счет), способны вытолкнуть водителей далеко за пределы безопасного асфальтированного покрытия Мэйн-стрит. Но хотя их продвинутая система трансмиссии и различные усовершенствования, такие как Hill-Start Assist Control (HAC), Downhill Assist Control (DAC) и Crawl Control, позволяют избавиться от лишних хлопот при движении по бездорожью, они никогда не должны отменять здравый смысл вождения.Опыт и компетентность водителя по-прежнему являются важнейшим фактором предотвращения катастрофы. Никакая дополнительная комплектация или наклейка на бампере никогда не изменит этого факта.

Некоторые отмечают, что когда дело доходит до покупки автомобиля, трудно оценить тот единственный момент, когда хорошая система сцепления могла бы спасти ваш бекон от плохой ситуации — и по большей части мы с этим согласны. Вы не можете назначить цену на безопасность, но и обстрел — это не карта, на которую можно просто спастись. Ваши первые заботы должны быть сосредоточены на способностях вождения, размере, топливной эффективности и комфорте животных.Только когда кругозор сузится, вы должны рассмотреть различные доступные варианты трансмиссии и начать честный разговор «Стоит ли это?» Независимо от того, что вы выберете, мы советуем изучить хорошие навыки вождения зимой, сосредоточиться на регулярном техническом обслуживании и в первую очередь работать над улучшением процесса принятия решений за рулем. В конце концов, в конце концов, за машиной стоит человек, а не наоборот.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Преимущества полноприводного или полноприводного автомобиля

Ищете ли вы новый или подержанный автомобиль в Буффало, штат Нью-Йорк, или где-либо еще, важно понимать преимущества полноприводного или полноприводного автомобиля. Покупка нового автомобиля — это задача, которая требует рассмотрения множества различных опций и функций и делает процесс обременительным.Один из самых больших вопросов, которые задают себе водители, — это полный привод, полный привод и привод на два колеса. Многие водители плохо разбираются в этих системах и в том, что их отличает. Чтобы помочь вам принять обоснованное решение о полноприводном или полноприводном автомобиле, мы рекомендуем вам прочитать или щелкнуть ЗДЕСЬ, чтобы связаться с нами.

Трансмиссии

Для начала важно знать, что это за разные трансмиссии.

• Двухколесный привод: трансмиссия, в которой используется только один дифференциал для передачи мощности на два из четырех колес, эти автомобили бывают с передними или задними колесами.
• Полный привод: трансмиссия, в которой используется передний, задний и центральный дифференциал для передачи мощности всем четырем колесам.
• Полный привод: трансмиссия, в которой используются два дифференциала и раздаточная коробка для обеспечения мощности четырех колес.

Часто у водителей возникают общие вопросы по полноприводным и полноприводным автомобилям.

Влияет ли полный привод на ходовые качества?

Полноприводное транспортное средство часто лучше ускоряется в плохих условиях вождения, поскольку все четыре колеса получают мощность, а это означает, что тяга равномерно распределяется между шинами.

В чем разница между полным приводом и полным приводом?

Большинство полноприводных автомобилей — это грузовики и внедорожники, которые могут переключаться между двухколесным и полным приводом. Полноприводные автомобили могут иметь либо постоянный полный привод, либо систему полного привода, которая активируется при необходимости.

Я собираюсь буксировать / буксировать тяжелые грузы, мне нужен полный или полный привод?

В этом случае лучше всего подходит полноприводный автомобиль, потому что вам, вероятно, понадобится более крупный автомобиль, а грузовики и внедорожники могут быть оснащены полным приводом.

Я хочу управляемость и контроль. Какая трансмиссия мне подойдет лучше всего?

Полный привод — ваш друг, когда дело доходит до управляемости и контроля. Эти системы распределяют крутящий момент на все четыре колеса, удерживая вас на земле.

Меня интересует полноприводный автомобиль, но я не знаю, с чего начать.

Ничего страшного, у многих наших клиентов есть вопросы о полноприводных автомобилях. Когда вы совершаете покупки с нашими экспертами по автомобилям, они помогут вам изучить линейку полноприводных автомобилей Chevrolet, в которую входят такие фавориты, как Chevrolet Trax, Equinox и Traverse.

Я думаю, мне нужен полноприводный автомобиль. Вы можете помочь мне узнать больше?

Конечно, наша команда экспертов Chevy Auto в Paddock помогает нашим клиентам изучить преимущества полного привода. Они помогут вам узнать больше об великолепной линейке автомобилей Chevrolet, включая Tahoe, Suburban, Colorado и Silverado.

Свяжитесь с нами

Если вы хотите узнать больше о новом автомобиле Chevrolet с полным или полным приводом, обязательно посетите наш дилерский центр и поговорите с экспертом по автомобилям Chevrolet.Мы рады помочь вам изучить различные модели и найти идеальный автомобиль для ваших нужд.

Не забудьте подписаться на нас в Facebook и Instagram, чтобы получать самую свежую информацию о нашем представительстве и обо всем, что касается Chevrolet!

SCE Torsen Центральный дифференциал — Rvenge Performance

Описание

Центральный дифференциал SCE Helical AWD приводит в движение как передние, так и задние колеса. Приводной крутящий момент будет распределяться между передними и задними колесами наиболее оптимальным образом пропорционально доступному сцеплению.Это дифференциал типа Torsen, чувствительный к крутящему моменту, с асимметричным разделением крутящего момента между передней и задней частью в соотношении 40/60. Распределение крутящего момента автоматически изменяется между 60/40 и 20/80, в зависимости от доступной тяги. Это практически исключает недостаточную поворачиваемость при включении. Максимальный крутящий момент составляет 16 000 фут * фунт для агрессивных запусков сопротивления.

Даже если ваш стандартный VCU не взорван, количество крутящего момента, которое он может создать, не впечатляет. Хороший стандартный VCU можно медленно повернуть вручную, поэтому крутящий момент составляет менее 10 футов на фунт.На 3-й передаче обычного дорожного движения блок VCU вращается примерно в 1,5 раза медленнее, чем двигатель. Если двигатель вырабатывает запас 320 футов на фунт, то на серийном автомобиле 55% этого количества идет на заднюю часть. Если передние колеса немного потеряют сцепление с дорогой, крутящий момент на задних колесах увеличится (после некоторого пробуксовки и временной задержки) всего на 10 / 1,5 / 320 = 2%, до 57%. На более низких передачах или на автомобилях с более высокой мощностью это было бы еще меньше. Но с центральным дифференциалом SCE Torsen крутящий момент на задней оси мгновенно увеличился бы с 60% до 80% даже для автомобилей с высокой мощностью и на любой передаче.

Этот дифференциал подходит для всех автомобилей AWD 3 / S. 6-ступенчатая версия ’94–99 модельного года и 5-ступенчатая версия ‘92,5–93 модельного года поставляется со специальной модифицированной версией 25-шлицевого выходного вала 300M. 5-ступенчатая версия ’91 — начала 92-го модельного года оснащена специальным 18-шлицевым выходным валом 300M.

ПРИМЕЧАНИЕ. Требуется исправный и неповрежденный сердечник корпуса межосевого дифференциала OEM. Ядро должно быть возвращено в течение 60 дней для полного возврата заряда ядра. Ядро также может быть отправлено нам заранее до отгрузки, чтобы избежать основной зарядки.

Центральный дифференциал SCE AWD поставляется с чем-то еще, чего нет у других: ограниченной пожизненной гарантией. Эта гарантия действует даже во время гонок! Эта гарантия не распространяется на выходной вал 300M, однако ни один вал 300M еще не был сломан.

quattro с межосевым дифференциалом> quattro®> Технологии> Audi Cayman Islands

Те, кто знает Audi, знают quattro. А когда вы проехали с quattro, вы больше не захотите ехать другим путем. Почему? Потому что эта система привода убедительно передает мощность двигателя на дорогу.

quattro — это система постоянного полного привода. Если колеса одной оси теряют сцепление с дорогой и угрожают пробуксовывать, крутящий момент привода перенаправляется на другую ось — автоматически и непрерывно распределяется через самоблокирующийся межосевой дифференциал с вектором крутящего момента. Базовое распределение составляет 40:60 — 40% мощности идет на переднюю ось и 60% — на заднюю. При необходимости, однако, до 70% можно направить вперед и до 85% назад, чтобы противодействовать пробуксовке колес.

Преимущество: большее сцепление с дорогой при разгоне и большая безопасность благодаря исключительной устойчивости на дороге.Вот и все о технологиях. Но что делает quattro уникальным, так это чувство вождения. «Как будто вы застряли в дороге», — говорят некоторые клиенты. Мы говорим так: quattro дает вам лучшее чувство дороги и, следовательно, большую безопасность.


Со спортивным дифференциалом это похоже на поездку по рельсам.

Опциональный quattro со спортивным дифференциалом еще больше усиливает это неповторимое ощущение quattro. Транспортные средства имеют тенденцию к недостаточной поворачиваемости при поворотах и ​​прохождении поворотов. Это нормальный физический процесс: движущееся тело сопротивляется изменению направления.Эластичные шины и опоры подвески напрягаются, пока автомобиль не примет новое направление. При ускорении в повороте нагрузка на переднюю ось уменьшается, и поэтому на шины может передаваться меньшее поперечное усилие — автомобиль испытывает недостаточную поворачиваемость.

Этой тенденции в значительной степени противодействует спортивный дифференциал на задней оси. Это связано с тем, что к дифференциалу заднего моста quattro слева и справа добавлен блок наложения с двумя ступенями коробки передач. Это гарантирует, что отдельные колеса задней оси получают разные уровни крутящего момента.Муфты приводятся в действие электрогидравлическим приводом. В зависимости от таких факторов, как угол поворота рулевого колеса, поперечное ускорение, угол рыскания и скорость дороги, блок управления рассчитывает наиболее подходящее распределение крутящего момента на колеса для каждой дорожной ситуации. Когда, например, поворачивается рулевое колесо или автомобиль ускоряется в повороте, мощность перенаправляется именно на внешнее заднее колесо.

Это приводит к тому, что автомобиль толкает автомобиль в поворот так, чтобы он соответствовал углу передних колес.Разница в силе тяги между левым и правым колесами оказывает дополнительный эффект рулевого управления, так что корректировки, которые водитель ранее должен был вносить в рулевое колесо, становятся практически ненужными. Это обеспечивает точный контроль и спортивную управляемость, а также большую маневренность при отличном сцеплении с дорогой.


Блог Razor RC: объяснение межосевых дифференциалов

Один из наиболее неправильно понимаемых вариантов настройки Slash 4×4 — это центральный дифференциал. Я читал много сообщений о центральных дифференциалах, и большинство из них говорят: используйте скользящую муфту для удара и межосевой дифференциал для гонок.

Я согласен с этим утверждением, но почему? Чтобы понять, почему, вы должны сначала понять, что делают эти два устройства и чем они отличаются.

Slipper Clutch


В Slash 4×4 мощность обычно равномерно распределяется спереди назад, слева направо.

50% мощности идет вперед, 50% — сзади. И на каждом конце есть еще один дифференциал, который позволяет левому и правому колесу вращаться с разной скоростью. При движении прямо левое и правое колеса будут вращаться с одинаковой скоростью.При повороте внешнее колесо должно вращаться быстрее, чем внутреннее колесо. Думаю, большинство людей это понимают.

Проскальзывающая муфта позволяет всей трансмиссии (всей мощности в системе) при необходимости проскальзывать. Чем плотнее вы сделаете проскальзывающую муфту, тем труднее будет заставить трансмиссию проскальзывать. Чем свободнее, тем легче. Когда он проскальзывает? Когда двигатель пытается вращаться со слишком большой скоростью, отличной от скорости вращения колес. Когда вы совершаете эти гигантские 20-футовые прыжки и приземляетесь, когда машина разгоняется до 20 миль в час, а двигатель — до 40 миль в час, тапочка будет скользить вместо того, чтобы бросать гранату в вашу трансмиссию.Это хорошо и предотвращает поломку деталей.

Вы также можете выполнить некоторую настройку для условий низкого сцепления с дорогой: когда вы нажимаете дроссель, и двигатель пытается вращаться с невероятной скоростью, более свободный тапок будет проскальзывать, а не мгновенно пытаться применить полную мощность и вращать колеса. Это часто используется в автомобилях 2WD, чтобы обеспечить примитивную форму контроля тяги.


Центральный дифференциал

Теперь центральный дифференциал сложнее, и почти все, что я читал о нем на форумах Slash, неверно.По сути, центральный дифференциал позволяет передним и задним колесам вращаться с разной скоростью, так же как передний / задний дифференциалы позволяют левому и правому колесам вращаться с разной скоростью.

Почему это полезно? Эта ссылка содержит лучшее описание, которое я видел, и я никогда не видел, чтобы кто-нибудь объяснял эту простую концепцию, хотя она чрезвычайно важна:

http://4x4abc.com/4WD101/abc4.html

Большинство людей говорят: «Вам нужно центральный дифференциал для лучшего управления. Один нужен для гонок.Ездит лучше ». Хорошо, но почему? Что вообще значит «обращаться лучше»? Каким образом он «ездит лучше»?


При повороте передние и задние колеса должны вращаться с разной скоростью, потому что каждое колесо не движется по одной и той же линии в повороте! Наружное переднее колесо должно проходить дальше всего, а внутреннее заднее колесо — самое короткое. Таким образом, чтобы каждое колесо вращалось с правильной скоростью, передний выходной вал от центрального дифференциала должен вращаться быстрее, чем задний выходной вал.

Это то, что делает центральный дифференциал — он позволяет передним колесам поворачиваться быстрее, чем задним. Или: при повороте больше мощности идет вперед, а меньше — сзади. Если вы заблокируете центральный дифференциал (сверхгустая жидкость или используете заблокированный тапок), передняя и задняя части заблокируют выходные валы и не могут вращаться с разной скоростью.

Проскальзывающая муфта не может дать одинаковый эффект — мощность всегда одинакова спереди и сзади, она позволяет проскальзывать только всей системе, а не по отдельности спереди и сзади.

Вот почему полноприводные автомобили «лучше управляются» с межосевым дифференциалом. Колеса могут легче следовать своей естественной линии. В результате автомобиль не будет так сильно толкать и будет следовать за линией, на которую вы указываете передними колесами.


Центральный дифференциал: управление на колесах


Другой эффект межосевого дифференциала возникает, когда только два колеса находятся на земле. С тугими тапочками вы легко можете ездить на заднем колесе с мощным мотором, потому что передняя часть приподнимается (задняя приседает).Задние колеса по-прежнему будут набирать свой нормальный% мощности, что бы вы ни делали, и продолжат движение автомобиля вперед (или вверх!).


С центральным дифференциалом, когда передние колеса поднимаются и начинают терять сцепление с дорогой, он автоматически начинает передавать мощность на конец с меньшим сцеплением. Задние колеса прилипают к земле, но передние колеса находятся в воздухе и могут легче вращаться. Так как они могут вращаться легче, они это делают, и мощность передается на крутящиеся передние колеса и от задних колес.Это снижает общую мощность двигателя, подаваемую на заднюю часть. Вы можете настроить противодействие хрипу центрального дифференциала, используя более жидкую / густую жидкость.


Хотя большие задние колеса выглядят круто, обычно они не самый быстрый способ ускориться. Если вы не свистите, вы сможете ускориться быстрее! У продвинутых гоночных мотоциклов обычно есть система анти-колесного управления, чтобы ускорить мотоцикл быстрее, и та же концепция может быть применена к автомобилям с дистанционным управлением. Также легче управлять, когда передние колеса находятся на земле…


Центральный дифференциал: недостатки

Итак, мы обсудили все преимущества центрального дифференциала, каковы его недостатки? Ну, во-первых, устройство намного сложнее и подвержено поломкам, чем простая проскальзывающая муфта.Кроме того, требуется больше работы для обслуживания, настройки и исправления, поскольку вам придется снимать его, слить и доливать жидкость. С тапочками вы просто берете гаечный ключ, настраиваете его, и вы снова в пути через 10 секунд или меньше.

Еще один эффект, который я обнаружил, заключается в том, что иногда есть особенности гусеницы, где вы все еще хотите, чтобы максимальная мощность передавалась (задним) колесам, когда у вас только 2 колеса на земле (2 в воздухе).

На моем локальном треке текущий макет имеет набор из 3 маленьких двойников, которые мы называем ритм-секцией.По сути, у вас есть очень маленькие окна, в которых вы можете запрыгнуть на машину, приземлиться и сразу же прыгнуть снова. Причем делать это нужно 3 раза подряд.

Из-за очень маленькой площади, в которой можно прыгать, приземляться, а затем снова прыгать, очень трудно идеально приземлить все 4 колеса одновременно. Однако, если вы этого не сделаете, когда вы нажмете на газ, чтобы совершить следующий прыжок, мощность будет перетекать от ваших (задних) ведущих колес к колесам в воздухе. Общий эффект заключается в том, что у вас не очень хороший драйв, и сложно набрать достаточный импульс, чтобы сделать следующий дубль.

С тапочками этот эффект незначителен. С тугим тапком, даже если приземляются только передние или задние колеса, вы все равно можете получить очень хороший передний ход (точно так же, как вы можете при свисте), чтобы разогнать машину и сделать следующий прыжок. Я действительно убедил своего друга Алекса использовать скользящую муфту в его гонке Slash 4×4, просто чтобы упростить этот участок, и он обнаружил, что результаты намного лучше.


В автомобиле 2WD ритм-секция также довольно проста, потому что вы всегда получаете полную мощность, приложенную к ведущим колесам, чтобы помочь вам ускориться для следующего двойного удара.Даже опытным водителям полноприводных автомобилей на коротких дистанциях (использующих центральный дифференциал) сложно выполнить серию прыжков, в то время как это довольно просто на грузовике с коротким курсом 2WD (например, мой TLR 22 SCT).


Последний недостаток центрального дифференциала заключается в том, что он не защищает трансмиссию, а также проскальзывающую муфту. Когда вы приземляете все 4 колеса на неправильной скорости (относительно оборотов двигателя), ничто не может проскочить и сбросить мощность. Лучшее, что он может сделать, — это сбросить мощность на колесо с меньшим сцеплением, но это не всегда возможно.

No related posts.