Что такое самоблокирующийся дифференциал: Червячные самоблокирующиеся дифференциалы

Содержание

Червячные самоблокирующиеся дифференциалы

Червячный самоблокирующийся дифференциал

Червячный самоблокирующийся дифференциал обеспечивает автоматическую блокировку в зависимости от разности крутящих моментов на корпусе и полуоси (приводном вале). При проскальзывании колеса, сопровождаемом падением крутящего момента, червячный дифференциал блокируется и перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. Блокировка при этом частичная, а ее степень зависит от величины падения крутящего момента.

Схема дифференциала Torsen

Известными конструкциями червячных дифференциалов являются дифференциал Torsen (от сокращенного Torque Sensing — чувствительный к крутящему моменту) и дифференциал Quaife. Конструкции данных дифференциалов представляют собой планетарный редуктор, состоящий из червячных шестерен: ведомых (полуосевых) и ведущих (сателлитов). Сателлиты могут располагаться параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2) или перпендикулярно полуосям (Torsen Т-1).

Особенностью червячной шестерни является то, что она может приводить во вращение другие шестерни, а сама не может вращаться от других шестерен. При этом говорят, червячная шестерня расклинивается. Данное свойство используется для частичной блокировки червячного дифференциала.

Червячные самоблокирующиеся дифференциалы широко применяются как в качестве межколесных, так и межосевых дифференциалов.

Самоблокирующийся червячный дифференциал (самоблок) — устройство, которое позволяет частично компенсировать главный недостаток свободного дифференциала, а именно его полную беспомощность при наезде одного колеса на скользкое покрытие. По принципу работы, самоблокирующиеся дифференциалы можно разделить на два типа: speed sensitive, то есть срабатывающих от разницы в угловых скоростях вращения полуосей, и torque sensitive — срабатывающих от разницы передаваемого на полуоси крутящего момента. Для понимания работы самоблока сначала разберёмся с принципом работы обыкновенного дифференциала и его недостатками.

Самоблокирующийся червячный дифференциал типа «Квайф»
Самоблокирующийся червячный дифференциал типа Квайф

Автором этой конструкции 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.
Принцип работы самоблокирующегося дифференциала
Принцип работы самоблокирующегося дифференциала

На рисунке приведен эскиз самоблокирующегося дифференциала. Рассмотрим его элементы и принцип работы.
Когда одно из колес (например, правое) начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня 4 вращается медленнее корпуса 1 и поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит 5. Он передает движение связанному с ним сателлиту 5 из левого ряда, а тот, в свою очередь, на левую полуосевую шестерню 3. Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни 3, 4 и сателлиты 5, 6 торцами к корпусу 1, 2. Сателлиты 5, 6 также прижимаются к поверхности отверстий 8, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы осуществляющие частичную блокировку. Степень блокировки определяется соответствующим коэффициентом.

Плюсы:
+ блокировка колес вплоть до 70%
+ не ощущается на руле никаких рывков
+ не требуется заливать спец масло в КПП
+ практически не требует обслуживания
+ при установке не возникает никаких проблем
+ практически неограниченный срок службы
+ высокая проходимость
+ застрять довольно сложно
+ отличная управляемость
+ увеличение скорости прохождения поворотов
+ значительно легче вывести автомобиль из заноса
+ появляется чувство равновесия

Минусы
— в ходе эксплуатации падает преднатяг
(чтобы восстановить преднатяг необходимо менять регулировочные шайбы)
— рекомендуется менять регулировочные шайбы в районе 20-40тыс.км в зависимости от манеры езды.
— в случае не соблюдения регламентных работ система будет работать, как обычный дифференциал.

«Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка дифференциала повышенного трения) — устройство, которое позволяет частично компенсировать главный недостаток свободного дифференциала, а именно его полную беспомощность при наезде одного колеса на скользкое покрытие. Существует два типа самоблокирующихся дифференциалов (отличаются по принципу работы):

1. speed sensitive — самоблокирующийся дифференциал, срабатывающий от разницы угловых скоростей вращения полуосей
2. torque sensitive — самоблокирующийся дифференциал, срабатывающий от разницы передаваемого на полуоси крутящего момента Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка) устанавливается вместо классического неблокирующегося дифференциала, имеющегося на всех колесных транспортных средствах.
Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка) не содержит в своей конструкции электронных компонентов, датчиков, пневматики, гидравлики или дистанционной механики. Автоматическая работа самоблокирующегося дифференциала не возлагает на водителя дополнительных действий по управлению и обслуживанию транспортного средства.
Самоблокирующийся дифференциал — один из способов блокировки дифференциала. Автором данной конструкции является англичанин Rod Quaife. Сателлиты у такого дифференциала расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Причем они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обоих концов отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый ряд, соответственно, с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно. Все зубчатые колеса имеет винтовые зубья.
Аналогичные дифференциалы повышенного трения производятся в России для отечественных автомобилей ВАЗ, НИВА, ШевиНИВА, УАЗ. Основные достоинства самоблокирующихся дифференциалов типа «Квайф» (Quaife).
Самоблокирующийся дифференциал позволяет частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления колес автомобиля.
Самоблокирующийся дифференциал повышает проходимость автомобиля и его управляемость при движении по дорогам с разным покрытием.
Самоблокирующийся дифференциал улучшает динамику разгона автомобиля на дорогах с любым покрытием.
Самоблокирующийся дифференциал не требует дополнительных усилий от водителя (включение самоблока происходит автоматически).
Самоблокирующийся дифференциал взаимозаменяем со стандартными дифференциалами.
Полной блокировки не наступает (нагрузки на полуоси (привода) не такие критичные, как у 100% блокировки, что исключает их поломку)
Разблокируется при сбросе газа.»

Присутствие блокировки позволяет проходить повороты на большой скорости. Когда вы входите в поворот на пределе возможностей резины, разгружается или даже вывешивается колесо, находящееся внутри поворота. В этой ситуации на обычной машине начинает работать дифференциал, и скорость резко падает, поскольку вывешенное колесо получает момент и крутится, а загруженное наружное колесо лишается крутящего момента. На автомобиле с блокировкой дифференциала, даже если полностью вывешено одно из колес, другое колесо не теряет крутящего момента. По мнению профессиональных спортсменов, наличие самоблокировки дифференциала позволяет лучше чувствовать автомобиль и дорогу на прямых участках.

Винтовая, или «червячная» блокировка мостов

червячная блокировка

В обычном режиме винты («червяки» — из-за формы винтов) 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. Как и дисковые винтовые блокировки обладают возможностями преднатяга.

Винтовые блокировки наиболее пригодны для использования на обычном автомобиле. Из производящихся в России они наиболее долговечны и просты в эксплуатации. Все их элементы износоустойчивы (ресурс винтовой блокировки порой превышает ресурс коробки передач, не говоря уже о ресурсе редуктора моста).

Установка СБД относится к сфере «глубокого» тюнинга. Так называют мероприятия, проводимые в том случае, когда клиент хочет, чтобы машина не столько выглядела оригинально, сколько ехала лучше, чем ей подобные. Такие услуги оказывают исключительно в профессиональных тюнинговых центрах. Рядовому автолюбителю специалисты рекомендуют установить винтовую блокировку. Она надежна (сопоставима по ресурсу с коробкой передач), имеет наиболее сглаженные моменты включения-выключения и широкие возможности по блокировке.

Самоблокирующиеся дифференциалы «Квайф»

Дифференциалы Квайф

Сателлиты данного механизма расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса, причем крепятся не на осях, а находятся в закрытых с торцов отверстиях корпуса.

Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый — соответственно с левой.

Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно.

Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня вращается медленнее корпуса и поворачивается входящей с ней в зацепление сателлит.

Он передает движение связанному с ним сателлиту из другого ряда, а тот, в свою очередь, — на полуосевую шестерню.

Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте.

Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу. Последние также прижимаются вершинами зубьев к поверхности отверстий, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы, осуществляющие частичную блокировку. Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, можно изменять коэффициент блокировки

Самоблокирующиеся дифференциалы «Торсен»

Дифференциалы Торсен

Получили свое название от англ. torque- «крутящий момент» и sensing — «чувствительный». Под этой маркой выпускаются два типа конструкций.

В первом сателлиты расположены в корпусе перпендикулярно его оси и объединены между собой с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением. В повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, а он, в свою очередь, вращает второй сателлит и полуосевую шестерню.

Эта «цепочка» позволяет колесам вращаться с разной скоростью.

Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колеса, и осуществляют частичную блокировку дифференциала.

Применение комплектов сателлитов и шестерен с различным профилем червячного зацепления дает возможность изменять коэффициент блокировки.

Второй тип «Торсена» отличается тем, что в нем сателлиты расположены параллельно оси корпуса дифференциала в отверстиях и соединены попарно между собой и полуосевыми шестернями винтовым зацеплением.

Работа механизма на поворотах и частичная блокировка осуществляется так же, как у «Квайфа». Этот вариант конструкции менее сложен, кроме того, позволяет уменьшить диаметр корпуса дифференциала.

Самоблокирующийся дифференциал — принцип работы (видео)

Самоблокирующийся дифференциал

Дифференциал – это  специальное механическое устройство, которое является элементом передачи, позволяющее распределять крутящий момент между осями. Чтобы хорошо понять, для чего нужен дифференциал, следует рассмотреть следующую ситуацию.

 

При прохождении поворота колеса, которые двигаются по внешнему и по внутреннему радиусу имеют разный путь прохождения поворота. Без дифференциала колеса бы имели одинаковую частоту вращения, что привело бы к немедленному заносу автомобиля на повороте, так как одно из колес начнет попросту буксовать. Дифференциал, ввиду своей конструкции, позволяет распределить вращающий момент таким образом, чтобы колесо, которое движется по внутреннему радиусу, получало как можно меньшую энергию вращения, а колесо, которое движется по внешнему радиусу, наоборот, имело большую скорость вращения. Это позволяет автомобилю равномерно входить в любой тип поворота, снижая шансы возникновения заноса к минимуму.

Дифференциал нашел широкое применение в редукторе заднего моста (актуально на автомобилях с задним приводом), в коробке переключения передач на автомобилях с передним приводом и сразу в трех элементах полноприводного автомобиля: редукторы переднего и заднего моста и раздаточной коробке передач. Редукторы мостов сами по себе являются дифференциалами.

Дифференциалы, в зависимости от расположения, подразделяются на: межосевые (располагаются в раздаточной коробке) и межколесные (располагаются в редукторах заднего моста).

Принцип работы самоблокирующегося дифференциала

В процессе езды наблюдается сразу три режима работы дифференциала:

1. Прямолинейное движение. При движении по прямой линии колеса автомобиля получают от дифференциала равную энергию, так как получают равное сопротивление дорожного покрытия. Сателлиты, проходя специальные полуосевые шестерни, выполняют передачу крутящего момента на колеса в абсолютно равном соотношении. В связи с тем, что сателлиты, расположенные на осях не получают вращающего момента, эти шестерни вращаются с одинаковой угловой скоростью. Получается, что частота вращения каждой шестерни будет равно частоте вращения шестерни ведомой передачи.

2. Движение в повороте. Колесо, которое выполняет перемещение по внутреннему радиусу поворота, встречает наибольшее сопротивление дорожного покрытия. Шестерня, расположенная на полуоси этого колеса начинает замедляться, и сателлиты начинают вращаться вокруг своей оси, при этом, они увеличивают скорость вращения шестерни на полуоси колеса, которое передвигается по внешнему радиусу. Таким образом, получается, что крутящий момент на разных колесах распределяется в одинаковом соотношении.

3. Движение по скользкой дороге. Этот режим работы очень напоминает прохождение поворотов. Только в этом случае колеса могут располагаться прямо. Если одно колесо находится на льду, а второе на асфальте, то вся вращающая энергия передается на колесо, которое оказалось на скользком покрытии. Колесо, которое стояло на асфальте, встречает большое сопротивление и не вращается. Принцип действия дифференциала такой же, как и при прохождении поворота.

Последний режим работы является главным недостатком дифференциала, так как автомобиль становится обездвиженным. Решением данной проблемы стало изобретение блокирующегося дифференциала, чтобы увеличить проходимость автомобиля в ситуациях, когда одно колесо начинает буксовать.

Блокировка дифференциала

Блокировка дифференциала используется в исключительных случаях. Таковыми могут являться участки дороги с неровным или скользким дорожным покрытием, где вращение колес должно быть абсолютно одинаковым. Блокировка дифференциала может быть ручной (примером может послужить автомобиль «Нива», где на раздаточной коробке установлен специальный рычаг управления блокировкой дифференциала) и автоматической, так называемая самоблокирующаяся. Блокировка дифференциала, чаще всего, используется на автомобилях повышенной проходимости.

Самоблокирующийся дифференциал (автоматическая блокировка). Виды самоблокирующихся дифференциалов.

Самоблокировка дифференциала является промежуточным звеном между полной блокировкой и свободным дифференциалом. Блокировка осуществляется при наличии следующих условий:

1. Появилась разница угловых скоростей колес.

2. Появилось разные крутящие моменты.

На основе этих условий самоблокировка дифференциала подразделяется на два вида:

  • Speed sensitive – блокировка осуществляется при появлении разницы угловых скоростей колес.
  • Torque sensitive – срабатывает при наличии разницы между крутящими моментами на полуосях.

Если одно из колес испытывает повышенное сопротивление дорожного покрытия, то его полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее, относительно корпуса. Связанный с ним сателлит зацепляется и выполняет передачу вращения сателлиту из левого ряда, который, в свою очередь, передает вращение на левую полуосевую шестерню. Таким образом, обеспечивается разность угловых скоростей в труднопроходимом участке дороге. Из-за разности крутящих моментов, возникающих на колесах, появляются радиальные и осевые силы, которые, в свою очередь, прижимают соответствующие сателлиты и шестерни к корпусу. С помощью этого обеспечивается неполная блокировка, и колесо, которое встретило сопротивление дороги, получает дополнительную энергию. Таким образом, обеспечивается повышенная проходимость автомобиля на труднопроходимых участках.

Плюсы и минусы самоблокировки

Очень серьезным недостатком самоблокировки является его неуместное срабатывание. Дифференциал блокируется даже в тех случаях, когда это совсем нецелесообразно. Примером этому может послужить крутой поворот, где автомобиль может запросто войти в занос. В этом случае выигрывает ручное включение блокировки, когда водитель сам принимает решение, если колеса начинают буксовать.

Однако, у самоблокировки есть и достоинства. Во-первых, это улучшение проходимости автомобиля в любом случае. Во-вторых, конструкция такого дифференциала проста, имеет низкую стоимость, упрощает процесс монтажа и снижает риск его поломки, в результате неопытного обращения. В-третьих, процесс включения и отключения полностью автоматизирован, и не нуждается в осуществлении контроля.

Видео — Дифференциал червячного типа

виды, устройство и принцип работы

Блокировка дифференциала – это дополнительное конструктивное решение, позволяющее компенсировать его основные недостатки. Если на сухой ровной дороге дифференциал обеспечивает безопасное маневрирование и комфорт, то при выезде на пересеченную местность или во время движения по скользкому дорожному покрытию он может вообще лишить автомобиль возможности передвигаться. Чтобы этого не происходило, необходимо ограничить функциональность узла или полностью отключить его на некоторое время. Но методы блокировки дифференциала настолько разнообразны, что нужно рассмотреть основные из них по отдельности.

Главный недостаток дифференциала

крутящий моменткрутящий моментРаспределение крутящего момента дифференциалом

Дифференциал служит для распределения крутящего момента, поступающего от главной передачи, между полуосями ведущих колес. Крутящий момент постоянен, но соотношение его величины на ведущих колесах в определенных ситуациях должно быть различным.

Эта функция важна, когда автомобиль входит в поворот: внешнее колесо движется по большему радиусу и, соответственно, проходит за равный промежуток времени больший путь, чем внутреннее колесо. Чтобы «успеть» это сделать, угловая скорость внешнего колеса на время прохождения поворота должна повышаться.

Из-за смены направления движения центр тяжести автомобиля смещается в сторону поворота. В результате увеличивается сила сопротивления качению, и внутреннее колесо оказывается под большей нагрузкой, чем внешнее. Оно снижает скорость, дополнительно нагружая свою полуось.

На этом этапе в корпусе дифференциала из-за снижения угловой скорости более нагруженной полуоси внутреннего колеса начинают вращаться сателлиты. Они сообщают больший крутящий момент второй полуоси. Внешнее колесо повышает угловую скорость пропорционально тому, насколько ее снизило внутреннее колесо. Благодаря точному соотношению угловых скоростей машина проходит поворот плавно, без прыжков и пробуксовки.

Тот же принцип распределения крутящего момента действует в ситуации, когда одно из колес буксует в грязи, на льду или попадает на ухаб. Оно получает больший крутящий момент, ослабляя тяговую мощность колеса, находящегося в хорошем сцеплении с дорогой. Критическая ситуация может возникнуть при распределении в процентном соотношении 0% к 100%: автомобиль перестанет двигаться.

Чтобы машина сдвинулась с места, необходимо перераспределить крутящий момент, сообщив большее его значение нагруженному колесу. При работающем дифференциале сделать это невозможно. Поэтому его частично или полностью блокируют.

Типы блокировки

Блокировать работу механизма можно методом прямого соединения его корпуса с нагруженной полуосью или ограничив возможность сателлитов вращаться.

Блокировка имеет следующие виды:

  1. Полная: величина передаваемого крутящего момента достигает 100 %. Детали узла соединяются жестко, лишая его возможности выполнять свои функции.
  2. Частичная: крутящий момент в определенном соотношении распределяется дифференциалом принудительно и за счет ограничения работы его составных частей.
Ручная блокировка дифференциалаРучная блокировка дифференциалаРучная блокировка дифференциала полноприводного автомобиля

В зависимости от степени участия водителя, блокировка дифференциала может производиться в ручном или автоматическом режиме:

  1. Принудительную блокировку выполняет водитель по мере необходимости (ручная блокировка). Для этого используют кулачковый дифференциал.
  2. Самоблокирующийся дифференциал накладывает ограничения на работу автоматически (автоматическая блокировка). Необходимость блокировки и ее степень определяются разностью крутящих моментов на полуосях ведущих колес или их угловых скоростей. Некоторые разновидности таких систем используют датчик блокировки дифференциала.

Виды блокирующих устройств

Устройство блокировки узла зависит от его типа и применяемого механизма. Различный функционал накладывает ограничения и определяет возможность использования в межколесных или межосевых дифференциалах.

Кулачковое блокирующее устройство

Кулачковый дифференциалКулачковый дифференциалКулачковая муфта блокировки дифференциала

Принудительная блокировка ручным способом осуществляется кулачковой муфтой (на рис. выделена желтой окружностью). Муфта выполняет полную блокировку механизма, жестко соединяя его корпус с нагруженной полуосью.

Кулачковый дифференциал приводят в действие следующие виды приводов:

  1. механический;
  2. гидравлический;
  3. пневматический;
  4. электрический.

Они включаются с помощью рычажного механизма или специальной кнопки на приборной панели (для электропривода).

Благодаря универсальности кулачковый дифференциал применяют на межосевых межколесных механизмов.

Самоблокирующийся дифференциал и его разновидности

Устройство самоблокирующегося (автоматического) дифференциала использует принцип повышения сил трения при изменении условий нагрузки на полуоси ведущих колес. Поэтому его другое название – “дифференциал повышенного трения” или LSD (Limited Slip Differential).

Червячный дифференциалЧервячный дифференциалЧервячный дифференциал повышенного трения Torsen

Самоблокирующийся дифференциал имеет четыре основные разновидности, зависящие от способа увеличения трения:

  1. дисковый;
  2. червячный;
  3. вискомуфта;
  4. электронная блокировка.
Дисковый механизм

Дифференциал повышенного трения, в котором применяется дисковая муфта, использует принцип автоматической блокировки при изменении угловых скоростей полуосей: чем больше их разность, тем выше степень перераспределения крутящего момента.

Дисковый дифференциалДисковый диффе
Самоблокирующийся дифференциал — теория. Рассмотрим как работают самоблокирующиеся дифференциалы разных конструкций

При движении автомобиля на повороте, по неровностям дороги и т.д. колеса проходят путь разной длины (рис. 1). Чтобы не происходило проскальзывания шин по асфальту, они должны вращаться с разными скоростями.

Колеса ведомой оси вращаются независимо друг от друга, поэтому катятся без пробуксовки.

Дифференциал – механизм, позволяющий колесам ведущей оси вращаться с разными скоростями и подводящий к ним крутящий момент. В трансмиссии автомобилей с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колес (полуосями, ШРУСами и т.д.), поэтому его называют межколесным. В полноприводных автомобилях (со всеми ведущими колесами) он может находиться и между ведущими осями (межосевой дифференциал). Крутящий момент к дифференциалу подводиться от двигателя через агрегаты трансмиссии (коробку передач, карданный вал, главную передачу и т.д.)

Крутящий момент – характеристика вращательного движения. Его величина равна произведению силы на плечо (расстояние от точки приложения силы до оси вращения) и измеряется в Нм (ньютон на метр). Например, если двигатель развивает крутящий момент 100Нм, значит, сила на плече в 1м будет составлять 100Н.

Сила сцепления – колеса с дорогой равна произведению весовой нагрузки на колесо (которую колесо передает на дорогу) на коэффициент сцепления.

Сила тяги на колесе (рис. 2) зависит от радиуса колеса и подводимого к нему крутящего момента. Она ограничивается силой сцепления с дорогой, то есть не может больше нее. Произведения силы тяги на радиус колеса дает тот крутящий момент, который дифференциал может передать на колеса. Когда сцепление с дорогой мало (например, на гладком льду) или колесо вывешено (отсутствует весовая нагрузка), крутящий момент и силы тяги на колесе очень малы или отсутствуют. Если «тяга» меньше сопротивления движению, автомобиль не сможет тронуться с места.

На легковых автомобилях, предназначенных для движения по дорогам с твердым покрытием (асфальтом, бетоном), наибольшее распространение получил дифференциал с коническими шестернями.

Дифференциалы с коническими шестернями.

Представляют собой зубчатую передачу с подвижными осями зубчатых колес (такие передачи называют планетарными). Её основными элементами являются (рис. 3):

  • корпус, с которым жестко соединено ведомое зубчатое колесо главной передачи (передающей крутящий момент от карданного вала на корпус дифференциала). На легковых автомобилях, как правило, корпус имеет неразъемную конструкцию и окна для монтажа шестерен;
  • сателлиты – конические зубчатые колеса, которые могут поворачиваться вокруг оси. В дифференциалах легковых автомобилей обычно устанавливаются два сателлита;
  • ось сателлитов, жестко закрепленная в корпусе и вращающаяся вместе с ним. На ней расположены спиральные канавки для улучшения смазки сателлитов;
  • две конические шестерни, входящие в зацепление с сателлитами и жестко соединенные с выходными валами дифференциала (полуосями, ШРУСами и т.д.). Эти шестерни принято называть полуосевыми.

При движении автомобиля ведомая шестерня главной передачи вращает корпус дифференциала и, соответственно, ось с сателлитами, которые передают движение полуосевым шестерням, а они, в свою очередь, на колеса.

На прямой и ровном отрезке пути (рис. 4) колеса проходят одинаковое расстояние, поэтому полуосевые шестерни и корпус дифференциала, а также ось сателлитов вращаются с одинаковой скоростью. Последние не поворачиваются относительно своей оси.

Когда автомобиль совершает поворот, внутреннее (расположенное ближе к центру поворота) колесо начинает вращаться медленнее (поэтому его называют отстающим). Соответственно, соединенная с ним полуосевая шестерня совершает меньше оборотов в минуту, чем корпус дифференциала и ось сателлитов. Это вынуждает их поворачиваться вокруг оси и увеличивать скорость вращения второй шестерни и наружнего (забегающего) колеса. Так обеспечивается разное число оборотов шин, необходимое для движения без пробуксовки.

Этот вид дифференциалов называют также симметричным, так как они поровну распределяют крутящий момент между колесами. Это происходит потому, что сателлит работает как равноплечий рычаг и передают только равные усилия к шестерням и колесам. Как сказано выше, если одно из колес имеет малое сцепление с дорогой, крутящий момент на нем небольшой, соответственно симметричный дифференциал подводит такое же усилие к другому колесу. То есть если одно из колес буксует, значит, сила тяги на втором колесе незначительна, что отрицательно сказывается на проходимости. Для ее улучшения на автомобилях применяют полную или частичную блокировку дифференциалов, степень которой оценивают коэффициентом блокировки.

Коэффициент блокировки.

Коэффициент блокировки (Кb) – это отношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем. Его величина для симметричного дифференциала равна 1 (моменты на обоих колесах равны), для дифференциалов повышенного трения (см. ниже) Кb = 3..5.

Чем больше Кb, тем лучше проходимость автомобиля. Например, при большом коэффициенте блокировки ухудшаются управляемость и устойчивость транспортного средства при движении по асфальту. Это связано с тем, что на отстающем колесе момент в несколько раз больше и оно старается как бы «вытолкнуть» автомобиль из поворота. К тому же возрастает износ шин из-за частичной пробуксовки, нагрузки на элементы привода, снижается КПД, что приводит к увеличению расхода топлива.

Самоблокирующиеся дифференциалы с полной блокировкой.

Имеют муфту, жестко соединяющую (блокирующую) корпус дифференциала и шестерню выходного вала. Привод муфты может быть механическим, гидравлический или пневматический, а управление блокировкой осуществляется водителем (блокировка межосевого дифференциала на ВАЗ-21213). После преодоления труднопроходимого участка водителю необходимо сразу отключать блокировку, что требует от него дополнительного внимания. Иначе на шины и трансмиссию будут действовать избыточные нагрузки, а автомобиль будет хуже управляем.

У механизмов повышенного трения – многодисковых дифференциалов, вискомуфт, самоблокирующихся дифференциалов «Квайф» и «Торсен» блокировка (частичная) осуществляется автоматически, без участия водителя.

Самоблокирующиеся многодисковые дифференциалы.

Устройство одного из таких механизмов представлено на рис. 5. Его основное отличие от симметричного дифференциала заключается в наличии подпружиненного пакета фрикционных дисков, одна из которых жестко связана с корпусом, а другая с полуосевыми шестернями.

При разных оборотах колес полуосевые шестерни дифференциала вращаются быстрее или медленнее корпуса. За счет это между фрикционными дисками возникают силы трения, препятствующие свободному вращению шестерен,то есть осуществляющие частичную блокировку. Соответственно на отстающем колесе увеличивается крутящий момент и сила тяги.

Фрикционные диски в некоторых конструкциях не подпружинены, а сжимаются давлением жидкости, создаваемым насосом. Например, одна из таких конструкций носит название «героторный дифференциал» (от англ. Gear — шестерня). Он имеет шестерёнчатый насос, создающий давление жидкости при разных скоростях вращения полуосевых шестерен корпуса.

 

Вискомуфта.

Получила свое название от лат. viscosus — вязкий. Ее основными элементами являются (рис.6):

  • корпус и вал, герметизированные с помощью уплотнений
  • диски, одна половина которых соединена шлицами с корпусом, другая с валом. Диски имеет каналы и отверстия для увеличения вязкости трения жидкости
  • силиконовая (кремнийорганическая) жидкость, которая обладает высокой вязкостью и заполняет корпус на 80-90%

Вискомуфта передает подводимый к ней крутящий момента за счет внутреннего трения в жидкости, находящейся между дисками. Когда их скорости одинаковы, муфта передает небольшую часть усилия (5..7%). При отставании ведомых дисков от ведущих жидкость перемешивается, температура и вязкость ее растут, она расширяется сжимает воздух. Когда он почти полностью сжат, давление в муфте резко возрастает, что вызывает осевое перемещение дисков по шлицам до их механического контакта. Это приводит к резкому возрастанию передаваемого момента(«хамп-эффект»), что может отрицательно сказаться на управляемости автомобиля. В результате вращения передается за счет механического трения, температура и соответственно давление жидкости постепенно снижаются, диски выходят из механического контакта.

Передаваемый момент зависит от характеристик муфты и от разности скоростей вращения ее валов.

Вискомуфта может устанавливаться как самостоятельный узел между ведущими осями или «встраиваться» в конический дифференциал.

Этот узел не пригоден к ремонту, так как количество и вязкость жидкости определяют характеристики вискомуфты и строго контролируются при ее изготовлении. При утечке части жидкости муфта подлежит замене.

Самоблокирующийся дифференциал «Квайф».

Конструкция механизма, зарегистрированного под торговой маркой «Квайф» («Quaife»), представлена на рис.7. Сателиты у него расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Причем они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обоих концов отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый – с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно. Все зубчатые колеса имеет винтовые зубья.

Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса и поворачивать входящий с ней в зацепление сателлит. Он передает движение связанному с ним сателлиту из другого ряда. а тот, в свою очередь, на полуосевую шестерню. Так обеспечиваются разные обороты колес на повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу. Последние также прижимаются вершинами зубьев к поверхности отверстий, в которых они расположены. За счет этого возникают силы, осуществляющие частичную блокировку, что увеличивает силу тяги на отстающем колесе и, соответственно, суммарную силу тяги автомобиля, повышая его проходимость.

Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и полуосевых шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, изменяют коэффициент блокировки в зависимости от характеристик автомобиля и условий его применения.

Самоблокирующийся дифференциал «Торсен».

Получили свое название от англ. Torque – крутящий момент и sensing – чувствительный, то есть чувствительный к крутящему моменту. Механизмы, выпускаемые под этой торговой маркой, имеют два типа конструкций.

Первый представлен на рис.8. Сателлиты расположенные корпусе перпендикулярно его оси и объединены между собой попарно с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением.

На повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, он, в свою очередь, вращает второй сателлит и другую полуосевую шестерню. Такой «цепочкой» колесам автомобиля обеспечивается возможность вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колесах, осуществляют частичную блокировку дифференциала.

Применение комплектов сателлитов и шестерен с различным профилем червячного зацепления дает возможность изменять коэффициент блокировки. Недостаток этого вариант – сложность конструкции и ее сборки.

Второй тип «Торсена» представлен на рис.9. Сателлиты расположены параллельно оси корпуса дифференциала в его отверстиях и соединены попарно между собой и с полуосевыми шестернями винтовым зацеплением. Работа механизма на поворотах и частичная блокировка осуществляются так же, как у «Квайфа». Этот вариант конструкции менее сложный, кроме того позволяет уменьшить диаметр корпуса дифференциала.

Самоблокирующийся дифференциал Википедия

Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением (также: дифференциал ограниченного проскальзывания (LSD), дифференциал повышенного трения, самоблокирующийся дифференциал) — это дифференциал, механика работы которого за счёт конструктивно заложенного повышенного внутреннего сопротивления между некоторыми вращающимися деталями позволяет такому дифференциалу без каких-либо управляющих воздействий извне выравнивать самостоятельно угловые скорости ведущего и ведомых звеньев вплоть до полной их взаимной блокировки и превращения всего дифференциала в прямую передачу.

Следует иметь в виду, что в англоязычной литературе данные дифференциалы обозначаются как «LSD (Limited-Slip Differential)», т.е. дифференциал ограниченного проскальзывания, и данный термин не определяет физического принципа работы устройства, наличия управления им и т.д. Имеет значение лишь сама функция блокировки неконтролируемой разницы в угловых скоростях приводов («проскальзывания»). «Ограниченность проскальзывания» подразумевает некий заданный предел разницы угловых скоростей, при превышении которого начинает срабатывать блокировка.

Преимущества

Основное преимущество дифференциала с повышенным внутренним сопротивлением (далее — ДПВС) можно увидеть, рассмотрев случай с обычным (или «открытым») дифференциалом, у которого одно колесо вообще не имеет контакта с дорогой. В этом случае второе колесо, контактирующее с дорогой, будет оставаться неподвижным, и первое, не контактирующее с дорогой колесо, будет вращаться свободно — передаваемый крутящий момент будет равным на обоих колёсах, но не будет превышать порогового значения момента, необходимого для движения транспортного средства, и поэтому транспортное средство будет оставаться неподвижным. В обычных автомобилях, движущихся по асфальтовым дорогам, такая ситуация маловероятна, и поэтому для таких автомобилей обычный дифференциал вполне подойдёт. При вождении в более сложных условиях, например, при движении в грязи или по бездорожью, подобные ситуации случаются, и наличие дифференциала с повышенным внутренним сопротивлением позволяет не останавливать движение. За счёт ограничения разницы в угловых скоростях колёс полезный момент передаётся до тех пор, пока хотя бы одно из колёс имеет сцепление с дорогой.

Коэффициент блокировки

Коэффициент блокировки есть важнейшее оценочное свойство любого ДПВС. В информационных материалах о ДПВС этот коэффициент может выражаться двояко и несколько отличаться по смыслу толкования, хотя в обоих случаях подразумевать одно и то же, только с разных точек зрения.

В иностранной технической литературе КБ обычно выражается посредством процентного значения в десятках процентов в диапазоне от 20 % и выше. Цифра обозначает покрываемую конкретным ДПВС ширину диапазона относительного распределения крутящего момента между колёсами/осями от заложенного в дифференциала статического (с поправкой на его возможную несимметричность) до максимального уровня в 100/0, в пределах которого ДПВС может обеспечить взаимную блокировку. Данное определение подпадает под англоязычный термин Locking Effect («блокировочный эффект»). В русскоязычной технической литературе КБ выражается через число от 2 и выше (обычно, без десятичных дробей), обозначающее максимально возможную разницу в крутящих моментах (разницу в силе тяги) на колёсах/осях, в пределах которой данный ДПВС может обеспечить их взаимную блокировку. Данное определение КБ соответствует английскому термину Torque Bias («сдвиг момента»).

Показано соотношение между КБ в числовом и процентном значениях

Хотя оба понятия КБ предполагают под собой разные формулы подсчёта, абсолютно любой ДПВС может быть корректно оценён любым из них. При этом, каждое из двух значений КБ можно соотнести с общим оценочным показателем, а между обеими значениями всегда имеется взаимооднозначное соответствие. Так, например, значение КБ=50 % и КБ=3 означает в обоих случаях одно и то же: что ДПВС с указанными КБ допускает перераспределение крутящего момента между колёсами/осями в соотношении не более чем 75/25, что с одной стороны даёт 50 % полного диапазона возможного перераспределения эффективно используемого крутящего момента (75-25=50), а с другой стороны даёт 3-х кратную разницы в возможной силе тяги (75/25=3). Числовое (не процентное) значение КБ, возможно, здесь более интуитивно понятно, тем более, что помимо своего основного смысла, оно предполагает аналогичную разницу в допустимой силе сцепления колёс/осей с поверхностью, что в том же случае КБ=3 означает, что максимально эффективное использование мощности двигателя на этом ДПВС возможно только если сила сцепления каждого колеса с поверхностью дороги будет отличаться не более чем в три раза.

Простой (свободный) дифференциал не позволяет получить какую-либо разницу в эффективно-используемых крутящих моментах на ведомых звеньях, здесь разница между силой тяги обоих колёс/осей практически нулевая на любых режимах, КБ такого дифференциала равен 0 % или 1. Прямая передача или заблокированный дифференциал позволяют весь эффективно используемый крутящий момент реализовать на любом ведомом звене, здесь любое колесо/ось могут обеспечить всю тягу при нулевой уровне тяге на другом колесе/оси, а КБ в данном случае равен 100 % или бесконечности.

ДПВС может иметь два верхних значения КБ — по одному для каждой ветви мощности. Такое возможно в случаях несимметричного дифференциала, когда КБ получает поправку на несимметричность — то есть, верхние значения КБ для каждой из сторон отличаются друг от друга на разницу в соотношении раскладываемых крутящих моментов (например, в несимметричном заднем кулачковом межколёсном ДПВС грузового автомобиля ГАЗ-66, раскладывающим крутящий момент по колёсам в соотношении ≈(60/40), значения КБ для правого и левого колёс равны, соответственно, 3.1 и 2.1). И такое возможно в симметричных дифференциалах, когда это конструктивно допустимо механикой работы блокировки (например, в симметричном червячном ДПВС Torsen Type-1 разные значения КБ можно реализовать через разные углы нарезки зубьев в каждой паре сателлит-шестерня).

Обычно под КБ конкретного ДПВС подразумевается его максимальный КБ. При этом у любого ДПВС существует значение так называемого начального КБ, которое обычно не декларируется.

Преднатяг

Под этим термином подразумевается создание в ДПВС внутреннего сопротивления взаимному вращению ведомых звеньев в статике, то есть, при отсутствии подачи на дифференциал какого-либо самого минимального крутящего момента. Величина уровня преднатяга определяется усилием, необходимым для сдвига (поворота) любой ведомого звена дифференциала при неподвижном ведущем звене. В свободном дифференциале уровень преднатяга близок к нулю. Преднатяг, если он есть, «работает» всегда, независимо от того, нагружен ДПВС тяговым или тормозным крутящим моментом или не нагружен. Наличие преднатяга не есть обязательное условие работы ДПВС.

Так называемая «муфта преднатяга» предполагает под собой некое устройство внутри ДПВС, выполняющее вышеупомянутые функции и затрудняющее взаимное вращение ведомых шестерён дифференциала. Конструкция этого устройства не имеет универсального вида и на разных ДПВС может быть любой. Обычно это есть распорные пружины разной формы, дополненные дистанционными кольцами.

Типы ДПВС и конкретные конструкции

В пассажирских автомобилях как правило используются два типа ДПВС:

Дифференциалы обоих типов допускают наличие некоторой конструктивно запрограммированной разницы между крутящими моментами (в первом случае) или угловыми скоростями (во втором случае), но налагают механическое ограничение на возникновение большой их диспропорции.

Винтовая блокировка

Конструктивно дифференциалы с винтовой блокировкой могут быть выполнены на основе любого плоского однорядного или двухрядного планетарного механизма схем или с параллельными осями сателлитов, которые, в свою очередь, могут быть как одиночными, так и парными взаимозацепленными. Общем для любого вида исполнения будут две особенности: использование цилиндрических косозубых шестерён во всех парах зацепления и отсутствие фактических осей сателлитов как деталей. Винтовая передача, как таковая, здесь не используется, и широко употребимый термин происходит исключительно от визуального сходства сателлитов дифференциала с винтом, особенно на контрасте с его основными шестернями. А шестерни-сателлиты здесь вращаются не на осях, а в цилиндрических карманах, отфрезерованных в корпусе/водиле дифференциала. Идея блокировки основана на том, что в косозубом зацеплении под нагрузкой возникают осевые силы, стремящиеся раздвинуть по своим осям обе зацепленные шестерни в противоположные от плоскости контакта стороны, и здесь это свойство в первую очередь использовано в парах взаимозацепленных сателлитов, которые для этого получают некоторую осевую подвижность. Под тягой, при повороте или пробуксовке колеса, вращающиеся сателлиты расклиниваются в своих карманах, упираются торцами в корпус дифференциала, за счёт чего происходит их торможение и самовыравнивание угловых скоростей ведомых шестерён. Расклинивание сателлитов тем сильнее, чем выше передаваемый ими крутящий момент, но сам коэффициент блокировки определяется углом наклона зубьев зацепления и фрикционными свойствами пар контакта сателлит/корпус. Для усиления эффекта самоторможения в данных дифференциалах обычно применяют более чем минимально необходимые для плоского планетарного механизма три пары сателлитов — а именно, от четырёх до семи пар. И для усиления фрикционного эффекта в точках контакта торцов сателлитов с корпусом дифференциала могут применяться диски-прокладки из материала, создающего повышенное сопротивление при трении. В случае одиночных сателлитов работа дифференциала в принципе аналогична, с тем лишь отличием, что здесь в самоторможение вовлечены не только сателлиты, но и центральные шестерни дифференциала.

Ввиду того, что шестерни с косозубым зацеплением могут быть использованы на плоских планетарных механизмах любой схемы и формы, дифференциалы на их основе можно выполнить с практически любыми заданными передаточными отношениями в каждой паре звеньев ведущее-ведомое. Соответственно, такие дифференциалы могут быть как симметричные, так и несимметричные, и применяться в трансмиссии и как межколёсные и как межосевые. На этих дифференциалах активно используется преднатяг, а блокирующий момент здесь создаётся в тяговом режиме даже при отсутствии разницы в угловых скоростях на выходе. Но исключительно на косозубом зацеплении высокие значения коэффициента блокировки не доступны (обычно < 3), и для усиления эффекта такие дифференциалы могут дополняться фрикционными пакетами по типу дифференциалов с дисковой блокировкой.

Дифференциалы с винтовой блокировкой очень широко распространены по сей день. Основная их область применения — спортивные и гоночные автомобили. Также они применяются как тюнинговые для незначительного улучшения проходимости в дорожных автомобилях. Однако на истинно внедорожной технике они обычно не используются. Наиболее известны образцы от британской компании Quaife Engineering и американской Torsen NA Inc.. В первом случае дифференциал так и называется — Quaife. Во втором случае — это так называемые Torsen Type-2 и Torsen Type-3.

Червячная блокировка

Конструктивно все дифференциалы с червячной блокировкой выполнены на основе простых пространственных планетарных механизмов схемы с сателлитами на . Визуально пары зацепления солнце-сателлит здесь выглядят как червячная передача, в которой оси червячного колеса и самого червяка также перпендикулярны друг-другу и не пересекаются. В роли червяка и в роли червячного колеса здесь могут выступать как сателлиты, так и ведомые шестерни, и имеются разработки червячной блокировки с обеими вариантами распределения ролей между шестернями. Идея блокировки основана на том, что червячной передаче свойственно самоторможение в случаях направления мощности от червячного колеса к червяку, которое тем сильнее, чем больше угол наклона нарезки зубьев червяка к его оси вращения.

Хотя дифференциал с червячной блокировкой наиболее известен в варианте, разработанном американской Torsen NA Inc., — так называемый Torsen Type-1 — сама компания-разработчик почему-то избегает термина «червячная передача» при описании своего дифференциала. Зубчатая передача здесь декларируется как косозубая на перекрещивающихся осях, но не просто косозубая, а с некоей специфической, разработанной самой Torsen и запатентованной ими же формой зубьев Invex™, фактически являющейся частным вариантом эвольвентного зацепления. В русскоязычной инженерно-технической литературе считается, что в Torsen Type-1 роль червяков выполняют ведомые шестерни, а роль червячных колёс — сателлиты. Объяснение этому проистекает из разного угла наклона косозубой нарезки на ведомых шестернях и сателлитах. Необычная трёхрядная форма сателлита с прямозубым зацеплением по краям и косозубым в центре объясняется исключительно тем, что ввиду компоновки с перекрещивающимися осями конструктивно невозможно организовать через одну и ту же зубчатую нарезку одновременный зацеп как сателлитов с ведомыми шестернями, так и сателлитов между собой, и к повышению внутреннего сопротивления дифференциала эта особенность не имеет отношения. Обе ведомые шестерни здесь имеют сонаправленную нарезку зубьев и некоторую минимальную осевую подвижность, которая, как и в случае дифференциалов с винтовой блокировкой, необходима для сдвига обеих шестерён вдоль оси под нагрузкой, только в данном случае не для контакта с корпусом, а для их взаимного самоторможения друг о друга, что вносит существенный вклад в общее повышение внутреннего сопротивления. Дифференциал момент-чувствительный. Коэффициент блокировки в разных вариантах — 3-6. Дифференциал визуально и кинематически симметричен, и в случае межосевого использовался на модификациях AWD машин, изначально переднеприводных. Вообще, Torsen Type-1 есть один из наиболее известных моделей ДПВС. Он широко использовался в гоночных автомобилях WRC и Формулы-1 разных лет и в качестве межколёсного и в качестве межосевого. А на дорожных легковых автомобилях он стал совершенно однозначной ассоциацией с системами полного привода от Audi — Quattro — хотя в последних разработках Audi применяла и иные варианты. Среди внедорожных машин известным носителем данного ДПВС является Hummer h2.

Настоящими дифференциалами с червячной блокировкой и высокими (порядка 10 и даже выше) коэффициентами блокировки были американские и немецкие разработки для грузовых автомобилей повышенной проходимости. В данном случае конструкция планетарного механизма ДПВС предполагала тройные взаимозацепленные сателлиты, из которых два сателлита были червяками, а один — червячным колесом. Также, червячными колёсами были ведомые шестерни, а всего в дифференциале было 8 червяков и 6 червячных колёс двух типоразмеров. Основные попытки относительно массового применения этих ДПВС пришлись на предвоенные годы. В СССР этот тип ДПВС испытывался после войны, как в виде трофеев от Rheinmetall-Borsig AG, так и в виде домашних разработок «улучшенной» конструкции на основе немецкой. Данные по конкретным американским и немецким носителям отсутствуют, хотя считается, что дифференциалы с червячной блокировкой были широко распространены на различных грузовиках и тягачах для бездорожья и карьерных разработок. В СССР единственный более-менее массовый носитель — Урал-375Д. Современное использование — вероятно, нулевое.

Дисковая блокировка

Разобранный дифференциал с дисковой блокировкой

Конструктивно дифференциал с дисковой блокировкой всегда состоит из планетарного механизма схемы на конических шестернях, дополненного парой миниатюрных конических фрикционных муфт и парой многодисковых фрикционных пакетов, располагающихся по оси дифференциала с обеих его сторон между ведомыми шестернями и корпусом. Часть фрикционных дисков здесь зацеплена с корпусом дифференциала, а часть — с миниатюрным конусообразным сцеплением, которое сопрягается каждое со своей ведомой шестернёй (солнцем). Идея блокировки основана на том, что под нагрузкой в конических шестернях возникают осевые силы, стремящиеся раздвинуть зацепленные шестерни друг от друга, и в отличие от свободного дифференциала, где этот эффект стараются нивелировать, здесь именно за счёт него и происходит сжатие фрикционных пакетов между ведомыми шестернями и корпусом дифференицала, что в свою очередь приводит к выравниванию угловых скоростей. Помимо конических муфт и фрикционных пакетов для усиления эффекта здесь нередко используется распорная пружина, установленная между ведомыми шестернями. И для усиления эффекта эти дифференциалы обычно имеют не два, а четыре сателлита на крестообразном водиле.

Разработки подобных дифференциалов известны с довоенного периода — ими занимались американские фирмы LeTurno-Westinghouse и Borg Warner. Современный вид и дисковую блокировку дифференциалы приобрели в 60-х годах, когда появились относительно надёжные фрикционные материалы, что позволило делать всю систему компактной и пригодной для легковых автомобилей. Сегодня используются в качестве межколёсных в задних ведущих мостах как спортивных, так и внедорожных автомобилей. Надёжны, но могут требовать регулировки со временем.

Кулачковая блокировка

Кулачковый дифференциал Порше, применявшийся на KdF82

Конструктивно здесь возможны два варианта исполнения. В одном случае кулачковая муфта, состоящая из двух кулачковых дисков и промежуточного сепаратора с сухарями располагается между обеими ведомыми шестернями свободного дифференциала. Во втором случае, планетарная передача дифференциала вообще не имеет зубчатых колёс: эрзац-водилом дифференциала служит сепараторное кольцо, сателлитами являются сухари, а роль ведомых шестерён выполняют два кулачковых диска или кольца с волнообразным профилем сопряжённой с сепаратором поверхности. В обоих случаях идея блокировки основана на том, что при определённой разнице в угловых скоростях ведомых звеньев сухари расклиниваются между кулачковыми дисками/кольцами и практически моментально блокируют дифференциал. Блокировка здесь срабатывает только от разницы в угловых скоростях. До некоторого значения этой разницы дифференциал работает как свободный, по достижению — сразу блокируется, причём не важно, нагружен он крутящим моментом или нет. Какой-либо переходной режим частичной блокировки между свободным и заблокированным состояниями отсутствует.

Первые известные разработки кулачковых дифференциалов вероятно принадлежат Фердинанду Порше. Именно его дифференциал пошёл в серию на машинах KdF-Kübelwagen. Сегодня кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы в основном используются как межколёсные в автомобилях повышенной проходимости и в военной технике (бронетранспортёрах и пр.).

Шариковая блокировка

Конструктивно дифференциалы с шариковой блокировкой представляют собой некий эрзац планетарной передачи симметричной схемы . Формально они не имеют ни шестерён, ни сателлитов в своей конструкции, но фактически, функции составляющих их деталей и общий принцип их работы идентичен конструкции и принципу работы любого настоящего планетарного дифференциала, а механика блокировки определяется повышением внутренного сопротивления работе, как и в остальных типах самоблокирующихся дифференциалов. В роли сателлитов здесь используются шарики, которые плотно набиты в закольцованные канавки в корпусе (водиле) дифференциала, и которые, как и настоящие сателлиты, контактируют одновременно друг с другом и с парой ведомых эрзац-шестерён (двумя солнцами). При небольшой разнице в угловых скоростях шарики, толкая друг-друга, перемещаются в закольцованной канавке в ту или другую сторону, обеспечивая дифференциальное вращение всей конструкции. При достижении некоего уровня разницы в угловых скоростях (пробуксовке) ведомых шестерён шарики не могут её (разницу) поддерживать, за счёт трения самотормозятся в своих канавках и тем самым создают блокировочный эффект.

Эта конструкция малоизвестна в мировом автопроме и всё её распространение, вероятно, ограничивается Россией и Украиной. Наиболее известные дифференциалы с шариковой блокировкой — это Автоматический Дифференциал Красикова и Автоматический Дифференциал Нестерова.

Дифференциал с вискомуфтой

Вязкостная муфта с открытым корпусом.

Конструктивно дифференциал состоит из простого планетарного механизма абсолютно любой схемы и вискомуфты, соединяющей два его любые звена (два любые вала подачи/снятия мощности). Вискомуфта может располагаться как внутри дифференциала и связывать два ведомых звена, так и снаружи и связывать ведущее и ведомое звено (на принципиальную работы всей системы расположение вискомуфты влияния не оказывает). Идея блокировки основана на свойствах вискомуфты выравнивать угловые скорости двух своих звеньев за счёт свойств дилатантной жидкости. Блокировка срабатывает только от разницы в угловых скоростях. Кратковременно допускается 100 % блокировка. Переходные режимы также активно используются.

Вязкостные ДПВС менее эффективны в сравнении с вышеупомянутыми механическими ДПВС, так как в них происходит рассеивание энергии. В частности, любая постоянная нагрузка, которая нагревает жидкость внутри муфты, приводит к неустранимым перманентным потерям «дифференциального эффекта».[1]

Данный ДПВС не стоит путать с использованием вискомуфты в системах так называемого полного привода по требованию.

Дифференциал с героторным насосом

В дифференциалах этого типа с одной стороны вращается корпус героторного насоса, а с противоположной стороны вращается вал, соединённый с зубчатым колесом, находящимся внутри насоса. Когда возникает разница в частотах вращения корпуса и зубчатого колеса, насос сжимает рабочую жидкость во внутренней полости насоса. Это обеспечивает передачу вращающего момента к колесу машины, имеющему более сильное сцепление. Системы, основанные на насосах, имеют верхнюю и нижнюю границы прикладываемого давления, и внутреннее демпфирование во избежание гистерезиса. Новейшие системы с героторными насосами имеют компьютерное регулирование выходной мощности, что обеспечивает более высокую подвижность и исключает колебания.

Примечания

  1. Donnon, Martin et al. Zoom 67 (неопр.). — Express Motoring Publications, 2003. — С. 45—48.. — «…the gel used can quite suddenly alter with massive temperature, and lose its ability to generate torque transfer.».
5 Преимущества дифференциала с ограниченным проскальзыванием (как это работает и его недостатки)

Существует три типа дифференциалов, которые может иметь транспортное средство; открытые дифференциалы, блокирующие дифференциалы и дифференциалы с ограниченным скольжением (LSD). Функция любого дифференциала — передавать мощность двигателя на колеса. Вот как колеса могут вращаться на разных скоростях.

Хотя открытый дифференциал по-прежнему будет приводить в действие любые колеса, которые теряют сцепление, дифференциал с ограниченным проскальзыванием (иначе: дифференциал с ограниченным проскальзыванием) будет обеспечивать дополнительный крутящий момент для колеса, которое имеет сцепление, и уменьшает крутящий момент проскальзывающего колеса.

Это может иметь свои плюсы и минусы, в зависимости от типа местности, на которой вы едете.

Преимущества ограниченного дифференциала проскальзывания

1) Внедорожное сцепление

off road off road

По сравнению с открытым дифференциалом вы получите лучшее сцепление на бездорожье с ограниченным дифференциалом скольжения. Это связано с дифференциалом с ограниченным проскальзыванием, передающим мощность на колеса, которые имеют сцепление с ними.

2) Мощеные поверхности

BMW driving on windy road BMW driving on windy road

Несмотря на то, что дифференциалы с ограниченным проскальзыванием являются внедорожными, они еще лучше работают на мощеных поверхностях.Производительность будет отличной, так как тяга почти идеальная.

Именно поэтому многие современные высокопроизводительные автомобили, такие как BMW M3, Ford Mustang, Chevy Camaro, Dodge Challenger и Subaru WRX, имеют дифференциалы повышенного трения.

3) Меньше износ шин

worn tire treads worn tire treads

Поскольку дифференциал повышенного трения может отводить мощность от колеса, которое теряет сцепление с дорогой, и придавать большую мощность другим колесам с сцеплением, это помогает предотвратить чрезмерный износ шин.В противном случае шина с ограниченным сцеплением будет просто вращаться на месте и изнашиваться с большей скоростью.

4) Меньший износ осевого вала

На осевые валы не будет оказываться слишком много напряжения и давления во время поворотов, потому что они способны вращаться с различными скоростями. Это означает, что они не будут так сильно изнашиваться.

5) Не слишком дорого

Дифференциал с ограниченным проскальзыванием не будет очень дорогостоящим обновлением для вашего автомобиля, если таковой имеется. Для тех, кто переходит на ограниченное скольжение, большинство тратят где-то в диапазоне от 600 до 1200 долларов, чтобы это сделать, что не так уж много, если подумать.

Недостатки дифференциала с ограниченным проскальзыванием

1) Отсутствие полной мощности на колесах

rear axle rear axle

Если есть колесо с тягой, дифференциал с ограниченным проскальзыванием не сможет обеспечить всю его мощность.

Он всегда должен передавать небольшое количество энергии на колесо, которое не имеет тяги, даже если оно отнимает у него много энергии. Следовательно, он не может передавать 100% мощности только одному колесу.

2) Тяга трудна в управлении

how limited slip differential works how limited slip differential works

Вы не всегда сможете предсказать, что будет делать тяга, когда вы находитесь на пересеченной местности с камнями, грязью и песком на нем.В то время как дифференциал повышенного трения посылает некоторую мощность колесам, теряющим сцепление, это не будет постоянным источником энергии.

Как только другие колеса начнут терять тягу, дифференциал будет передавать им больше мощности. В результате транспортное средство может в конечном итоге тянуть только в одну сторону.

3) Не все одинаковые

Дифференциал с ограниченным проскальзыванием не будет одинаковым в каждом автомобиле, в котором он установлен. В дополнение к фиксированному значению LSD, существуют чувствительные к крутящему моменту, чувствительные к скорости и управляемые электроникой изменения LSD.Некоторые смогут по-разному управлять различными элементами.

Таким образом, не привыкайте к одному типу дифференциала с ограниченным проскальзыванием и думайте, что он будет таким же в другой машине, у которой он есть, потому что он не будет.

Читайте также: 5 главных преимуществ и недостатков коробки передач с двойным сцеплением

Принцип работы дифференциала с ограниченным проскальзыванием

Дифференциал предназначен для вращения набора колес с их отдельными скоростями. У большинства транспортных средств есть один дифференциал в передней или задней оси, в зависимости от того, является ли это транспортным средством с передним или задним приводом.Тем не менее, полноприводный автомобиль будет иметь два отдельных дифференциала для передней и задней осей.

Основная цель дифференциала — помочь автомобилю сделать устойчивые повороты. Но существуют различные типы дифференциалов, которые функционируют по-своему уникально.

Двумя наиболее распространенными дифференциалами являются открытые дифференциалы и дифференциалы с ограниченным проскальзыванием. Первый отлично подходит для поворота на более чистых дорогах, а второй — для дорожных условий, которые могут привести к проскальзыванию ваших колес.

В дифференциале с ограниченным проскальзыванием крутящий момент двигателя распределяется равномерно по каждому колесу на оси. В идеале лучше ездить по дорогам, которые чисты, когда у вас есть этот дифференциал. Но если вы едете по дороге по грязи или льду, одно из ваших колес может потерять сцепление с дорогой при вращении.

Чтобы предотвратить скольжение этого колеса на дороге, дифференциал с ограниченным проскальзыванием отводит часть крутящего момента от скользящего колеса.

В результате вы можете намного легче выполнять крутые повороты и уменьшить проскальзывание в процессе.Если бы у вас был более распространенный открытый дифференциал, он не смог бы уменьшить проскальзывание при выполнении крутых поворотов.

Вот почему очень полезно использовать дифференциал с ограниченным проскальзыванием, если вы живете в районах, где обычно бывают снег, дождь, грязь, лед и другие неприятные дорожные условия.

Дифференциал с ограниченным проскальзыванием содержит различные диски сцепления, которые закреплены пружинами. Когда колесо испытывает проскальзывание, натяжение увеличивается между различными дисками сцепления. Это вызовет большее сопротивление между двумя колесами на оси, что приведет к ограниченному проскальзыванию.

Этот тип дифференциала требует большего обслуживания, чем открытый дифференциал. Периодически заменяйте дифференциальную жидкость, поскольку это обеспечивает нормальную работу дисков сцепления.

Автомеханик может выполнить все необходимые работы по техническому обслуживанию и ремонту. Но важно, чтобы вы понимали потенциал дифференциала с ограниченным проскальзыванием и почему это хорошая инвестиция, если вы живете в районе с определенными дорожными условиями, которые требуют его.

Ограничение дифференциала скольжения | HowStuffWorks

В фильме «Страх и ненависть в Лас-Вегасе» Хантер С. Томпсон собрал в своем магазине лекарственные препараты, которые включали пять листов мощной промокательной кислоты или диэтиламида лизергиновой кислоты (ЛСД). Не волнуйтесь, но ваш автомобиль может похвастаться и LSD — в виде дифференциала с ограниченным проскальзыванием . Он не отправит вас в галлюцинаторное путешествие по стране летучих мышей, но поможет решить некоторые проблемы, возникающие из-за более простого открытого дифференциала.

Когда открытый дифференциал выполняет свою работу, он обеспечивает одинаковую величину крутящего момента для каждого колеса. Величина крутящего момента, фактически приложенного к колесам, ограничена только двумя факторами: оборудованием и сцеплением. Что касается оснащения уравнения, вам нужен двигатель, способный вырабатывать мощность, и механизмы, необходимые для ее передачи. Что касается тяги, колесо должно быть способным захватывать землю без скольжения, что может произойти на льду, мокрой дороге или даже на сухой дороге, если вы в полу автомобиль в неподвижном состоянии.Но что, если только одно колесо находится на льду или в грязи? Вы получаете одно колесо, свободно вращающееся над скользким веществом, в то время как другое колесо уменьшается до того же момента. Другими словами, у вас будет одно колесо, вращающееся в грязи, и одно колесо, не вращающееся вообще.

Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием используют различные механизмы для обеспечения нормального дифференциала во время поворотов, а также для решения проблемы проскальзывания. Когда одна из приводных шин проскальзывает, LSD передает больший крутящий момент на нескользящее колесо.Как вы можете себе представить, в этом вся разница между выходом из канавы и необходимостью выбраться и толкнуть. Более распространенные ЛСД достигают этого с помощью муфт или заполненного жидкостью корпуса. Чтобы узнать все о LSD типа сцепления , вязких муфтах и других дифференциальных разновидностях, прочитайте, как работают дифференциалы. Как и в случае открытых дифференциалов, некоторые работают между двумя колесами на оси, в то время как другие работают вдоль карданного вала между задними и передними колесами с приводом.

Что вы получите, когда добавите строчную букву «е» к «ЛСД»? Что ж, прилагательное «электронный» сигнализирует об улучшении, среди прочего, нашей музыки, почты и зубных щеток.То же самое удалось сделать и для наших дифференциалов с ограниченным скольжением.

,
шкафчиков, ограниченных слипов и других дифференциалов
Дифференциал Отличия
Шкафчики, Ограниченные слипы, дифференциалы и спорт
Offroading.

Обзор стандартных носителей, Positraction & Limited Слип,
Блокировка дифференциалов, катушек и мини-катушек


Получил Тяговый?

В спорте бездорожья почти неизбежно Разговор превращается в улучшение производительности.Когда бездорожье Важным ключевым словом является тяга. Лучшая тяга вообще сводится до четырех компонентов, ваши шины. Качественные шины, предназначенные для бездорожья сделать мир различий в вашей способности найти тягу и повеселиться. Но если шина не вращается из-за недостатка мощности, шина, лучшие шины в мире вам не помогут. Вот где Правый дифференциал имеет значение. Эта статья будет попытаться объяснить, какую роль играет ваш дифференциал в сцеплении и различные типы дифференциалов, доступных на рынке и как они будут повлиять на тягу и управляемость вашего автомобиля.

Дифференциал

Дифференциал в автомобиле находится в том, что иногда называют «тыквой», или это центральная часть передней или задний мост, который пересекается с ведущим валом. В этом центре В состав оси входит дифференциал.

В транспортном средстве, Дифференциал обычно состоит из набора шестерен, это позволяет каждому из ведущих колес вращаться.Передачи переделывают вращательное движение карданного вала или трансмиссии и разделить мощность на каждый из валов ведущих мостов этой оси. В 4 колеса У транспортных средств есть два дифференциала, один в задней оси и один в передний мост.

Дифференциал имеет три рабочих места. Он направляет мощность двигателя на колеса. Это действует как окончательное снижение передачи в транспортном средстве, замедляя вращение скорость трансмиссии (и раздаточной коробки полноприводных автомобилей) прежде чем он ударяет по колесам.Дифференциал также передает мощность колесам, позволяя им вращаться на разных скоростях, таким образом, термин «дифференциал».

Основное назначение дифференциала — разрешить каждую половину оси (каждый шины) вращаться на разных скоростях, обеспечивая при этом равное количество сила для каждого колеса в этой оси. Потребность в колеса для вращения на разных скоростях это особенно заметно при поворотах на поворотах. При прохождении поворота внутреннее колесо перемещается на меньшее расстояние, чем внешнее рулевое колесо. С открытым дифференциалом они оба приводят в движение автомобиль вперед с равной силой, пока оба колеса остаются в контакте с дороги и тяги. Однако, если одно колесо проскальзывает, например, на льду больше крутящего момента направляется на вращающееся колесо. Если это ускользает колесо полностью теряет сцепление, вся мощность будет направлена ​​на это колесо и у вас нет движения вперед На бездорожье это где общий открытый дифференциал не может оставаться в силе. На бездорожье бывает много ситуаций, когда колесо свободно вращается. В большинстве серийных автомобилей 4×4 общий открытый дифференциал можно найти в как передний, так и задний мост. Когда колесо спереди И колесо в спину разрешено вращаться свободно из-за открытых дифференциалов, что 4×4 — это, по сути, двухколесный автомобиль.Одно переднее колесо и одно заднее колесо. Это где другие типы дифференциалов будут делать резкое улучшение тяги.

Типы Дифференциалы

дифференциалов можно вообще классифицируется на 4 категории. Открытые дифференциалы, ограниченное скольжение Дифференциалы, блокирующие дифференциалы и катушки. Катушки действительно просто устранение дифференциала, так что на самом деле, есть три категории.

За пределами открытого дифференциала Различные типы «не открытых» дифференциалов будут обеспечивать различную степень ограничение вращения или скольжения открытого дифференциала. Что также различается ощущение этих различий, что приводит к изменению Степени управляемости на дороге и на бездорожье.

Открытый / Стандартный перевозчик Дифференциал

Стандартный дифференциал, или то, что называется открытым носителем, что идет с большинством автомобилей OEM.Открытый перевозчик держит кольцо Передача на месте и в открытом держателе, как правило, представляет собой набор зубчатых колес называется паутинкой. Эти паучьи механизмы отвечают за позволяя транспортному средству договориться о повороте и позволить внешнему колесу путешествовать дальше и повернуть быстрее, чем внутреннее колесо. Этот тип открытого дизайна отлично работает для большинства транспортных средств на дороге сегодня. Однако когда Автомобиль с открытым дифференциалом встречает недостаток тяги, он направляет мощность на колесо с наименьшим сопротивлением.Результатом является колесо на поверхности без тяги свободно вращается, а противоположное колесо эта ось на лучшей поверхности сцепления обеспечивает небольшую мощность или ее отсутствие.

Limited Slip Дифференциалы, Posi-Traction (Пози, Пози)

Ограничение дифференциала скольжения и положительного (posi) предназначен для «ограничения» тенденции открытого дифференциала для передачи мощности колесо, которое не имеет тяги и перенаправить мощность до некоторой степени другое колесо оси.Ограниченное скольжение и позитракция Дифференциал будет одинаково передавать мощность на оба колеса прямой, однако, когда одно колесо вращается из-за отсутствия тяги, дифференциал автоматически подает крутящий момент на другое колесо с тяги. Ограниченный предел дифференциалов скольжения и позитракции (posi) потеря крутящего момента на проскальзывании колеса через различные механизмы, такие как как сцепления, зубчатые конусы и другие методы, зависящие от устройства. Ограниченное скольжение и позитракция не обеспечат 100% -ную блокировку дифференциал в экстремальных ситуациях, например, когда колесо полностью теряет тягу.Ограниченное скольжение и позитракция (posi) Дифференциалы рекомендуются для ежедневных транспортных средств и используются в много применений, где тяга иногда необходима как в чрезвычайной ситуации транспортные средства. Они также идеально подходят для передних мостов автомобилей 4×4, которые не оснащены передними ступицами, которые могут быть отключены. Семестр «positraction» (для краткости «posi») использовался General Motors много лет назад за их дифференциал повышенного трения и имеет был использован для обозначения ограниченных промахов с тех пор.

ТИП СЦЕПЛЕНИЯ ОГРАНИЧЕННЫЙ SLIP
GEAR-DRIVEN LIMITED SLIP

шкафчиков, Блокировка дифференциалов

Блокировка дифференциала или «шкафчик» использует механизм, который позволяет левому и правому колесам «заблокировать» относительно друг с другом и поворачивать с одинаковой скоростью независимо от того, какая ось имеет тяги и независимо от того, как мало тяги имеет скользящее колесо. В этом состоянии ось действует скорее как «шпуля». Это означает тяговое усилие может быть направлено на колесо, которое может быть прочно закреплено на земле в то время как другое колесо оси полностью оторвано от земли. В В этой ситуации открытый дифференциал вращает свободное (поднятое) колесо не посылает абсолютно никакого крутящего момента на колесо в земле. Ограниченный скольжение в этой ситуации приведет к некоторому крутящему моменту колеса на земле но, возможно, не достаточно, чтобы обеспечить какой-либо импульс вперед.

шкафчики используют различные механизмы для обеспечить блокировку и может быть разделен на две категории, автоматический Шкафчики и по команде, или выбираемые шкафчики.

Автоматические шкафчики:

Автоматическая блокировка дифференциалов Предназначен для автоматической блокировки обоих колес оси, когда крутящий момент применяется так, чтобы оба колеса обеспечивали мощность. Когда крутящий момент не применяется, например, когда сцепление нажимается, дифференциал разрешено разблокировать, что позволяет изменять скорость вращения колеса во время переговоров витки.Автоматические шкафчики имеют тенденцию создавать странные характеристики обработки на улице, как они запираются и открываются и начинают привыкать.

Детройт Локер — Автоматические шкафчики

Lock-Right Locker

Детройт EZ Locker

Aussie Locker

Lunchbox Locker — Что такое Lunchbox Locker?

Что такое Lincoln Locker & Fozzy Lockers?

Командные шкафчики ( по выбору, с ручным управлением ):

по команде запирающиеся шкафчики — лучшие из двух миров, обеспечивающие преимущества запирания дифференциал и открытый дифференциал.Командный шкафчик использует электродвигатель с активированным переключателем или вакуумная диафрагма или трос / рычаг для включения шкафчика. Когда Командный шкафчик не включен, он действует как стандартное открытие дифференциал без каких-либо из причудливых характеристик обработки автоматический шкафчик. Когда блокировка по команде включена, Дифференциал блокирует полуоси, где он теперь больше похож на шпуля без перепада скорости между колесами этой оси. На рынке доступны некоторые конструкции запирающихся шкафчиков OEM, в том числе 1998 и более новые Toyota Tacoma и Land Cruiser и джип TJ и JK Rubicons.

ЭЛЕКТРО ВЫБИРАЕМЫЙ ЛОКЕР:

Toyota TRD Locker
Оберн Гир Электронный шкафчик ECTED

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВЫБИРАЕМЫЙ ЛОКЕР:

ARB Air Шкафчик — О ARB Air Lock
Как ARB Air Locker работает

МЕХАНИЧЕСКИ ВКЛЮЧЕНО:

Ох Локер — О ОКС Локерах
Как работает OX Locker

катушек, Мини-катушки

Катушки на самом деле отсутствие дифференциала.Катушки на 100% запирание между обоими колесами оси все время. Катушки как правило, используется для гонок и серьезного внедорожного использования, где мало или нет уличное вождение видно транспортным средством, а более сильный и легкий задний конец необходимо.


Другие источники оси дифференциальная информация:

Связанный с осью глоссарий Условия — Термины и определения оси, связанные составные части.

Detriot EZ Locker Install

WWW.ringpinion.com

en.wikipedia.org/wiki/Differential_(mechanical_device)

Введение в КПП по трассам Менее пройденный

www.houseofthud.com/differentials.htm

www.drivingfast.net/technology/Differentials.htm

авто.howstuffworks.com/differential.htm

Все, что вам нужно знать об ограничениях дифференциала скольжения — Страница 5 из 12

Скорость вращения ваших колес

Многие люди предполагают, что по крайней мере два колеса получают мощность от трансмиссии. Их логика предполагает, что оба передних колеса тянут переднеприводный автомобиль, или оба задних колеса толкают заднеприводный автомобиль. Примерно в 95% всех транспортных средств это неверное предположение. В действительности, почти все транспортные средства на дороге используют «открытый» дифференциал; механизм, который восходит к третьему веку в Китае.В результате возникают ситуации, когда открытый дифференциал направляет мощность только на одно колесо. При подаче мощности на одно колесо, это, как правило, колесо с наименьшим сцеплением. Поняв цель, для которой служит дифференциал, мы изучим функцию открытых дифференциалов, дифференциалов с ограниченным проскальзыванием и золотника.

Когда транспортное средство движется по прямой линии, все колеса движутся с одинаковой скоростью вращения. Это, конечно, предполагает, что у вас есть шины одинакового размера на левой и правой сторонах транспортного средства, а передняя и задняя шины имеют одинаковую высоту.Если передние и задние колеса имеют разные размеры, скорость вращения передних колес не будет соответствовать скорости вращения задних шин. Однако, если шины совпадают слева направо от автомобиля, обе передние шины будут иметь одинаковую скорость вращения, в то время как обе задние шины будут иметь одинаковую скорость вращения. Хотя путешествие по прямой не требует дифференциала, необходимость в дифференциале становится очевидной, когда вы начинаете понимать динамику, возникающую при повороте транспортного средства.

Во время поворота наружное колесо должно двигаться с более высокой скоростью вращения, чем внутреннее колесо. Если это звучит странно, рассмотрите эту ситуацию для прояснения. Если транспортное средство поворачивает на 90 градусов по радиусу 25 футов от внутренней шины, наружная шина движется с радиусом 25 футов плюс ширина колеи транспортного средства (расстояние между центральными точками двух шин). , Для этого примера допустим, что ширина дорожки составляет 60 дюймов или 5 футов. Это будет означать, что наружная шина должна двигаться в радиусе 25 плюс 5 футов или 30 футов.В этом примере общее расстояние, пройденное за этот поворот шинами, составит:

Внутренняя шина: (25 футов x 2 x пи) / 4 = 39,25 фута

Внешняя шина: (30 футов x 2 x пи) / 4 = 47,10 фута

Для решения этого уравнения мы используем формулу, согласно которой окружность круга равна пи, умноженному на диаметр (где диаметр равен радиусу, умноженному на два). Мы также знаем, что в полном круге 360 градусов, а угол поворота 90 градусов составляет только четверть всей окружности круга.Вот почему мы делим наше окружное произведение на четыре в этом примере, чтобы установить расстояние, пройденное каждым колесом.

Как показано в этом примере, внешняя шина должна пройти еще 7,85 фута за один и тот же поворот. Поскольку скорость определяется как расстояние, пройденное за единицу времени, единственный путь, которым внешняя шина может пройти большее расстояние за то же время, — это иметь более высокую скорость. В этом примере скорость внешней шины должна быть на 20 процентов выше, чем скорость вращения внутренней шины.Если вы введете несколько разных чисел в приведенные выше уравнения, вы обнаружите, что разница в скорости между внутренним и внешним колесами увеличивается с уменьшением радиуса поворота или увеличением ширины колеи. Следовательно, необходимость в механическом устройстве, которое позволяет одному колесу вращаться с другой скоростью, чем у другого, очевидна для транспортных средств, которые делают повороты.

«Открытый» дифференциал

Как следует из названия, дифференциал — это механическое устройство, которое позволяет внутреннему и внешнему колесу вращаться с различными скоростями в повороте.«Открытый» дифференциал — это самый простой тип дифференциалов, используемый производителями транспортных средств. В открытом дифференциале оси переходят в боковые передачи, содержащиеся в держателе. Эти боковые зубчатые колеса (например, солнечные зубчатые колеса) сопряжены с зубчатыми колесами (например, планетарными зубчатыми колесами), установленными на поперечном или планетарном цапфе. Хотя вам не нужно знать все части, вам нужно понимать функцию. Открытый дифференциал позволяет внутренним и внешним колесам вращаться с различной скоростью. Эта разница в скорости происходит в центре держателя между боковой и паучьей шестернями.Это хорошая новость об открытом дифференциале. Недостатком открытого дифференциала является то, что когда педаль сталкивается с металлом, мощность распределяется на колесо с наименьшим количеством тяги.

Во время ускорения по прямой линии открытый дифференциал придает мощности колесу меньшую тягу. В результате, как правило, результатом является выгорания типа «колышек». Это снижает производительность по прямой линии, и в результате скорость составляет 60 футов, от 0 до 60 миль в час или четверть мили.Во время агрессивных поворотов под воздействием силы открытый дифференциал будет склонен вращать внутреннюю шину (шина, которая имеет меньшее сцепление с дорогой, поскольку поворот повлек за собой перенос тела и веса на внешнее колесо). Это уменьшает способность транспортного средства пересекать дорожный курс или поворот с предельной скоростью. Как вы можете себе представить, есть существенное преимущество, когда оба колеса толкают или тянут автомобиль. Следовательно, дифференциал ограниченного скольжения родился.

Дифференциал с ограниченным проскальзыванием (LSD)

Что, если дифференциал может быть сконструирован для работы как в «открытой» конфигурации, так и в «заблокированной» конфигурации? Это было целью разработки дифференциалов с ограниченным скольжением.Прежде чем мы рассмотрим внутреннюю работу различных типов дифференциалов с ограниченным проскальзыванием, давайте сначала разберемся с основной функцией и работой ЛСД как в прямой, так и в поворотной ситуации.

Как следует из названия, цель дифференциала ограниченного проскальзывания состоит в том, чтобы ограничить или контролировать величину проскальзывания, допустимую в дифференциале. Для максимального ускорения по прямой линии «идеальный» ЛСД допускает нулевое скольжение между левым и правым ведущими колесами. Это приведет к тому, что оба ведущих колеса будут одинаково продвигать автомобиль вперед.Вместо единственного пятна контакта от «разомкнутого» дифференциала, правильно функционирующий LSD сможет использовать оба пятна контакта шины, чтобы максимизировать тягу и ускорение автомобиля. Результат — лучшее время разгона.

В углу хорошо продуманный ЛСД также оказался бы полезным. В этой ситуации ЛСД не обеспечит ни ситуацию полной блокировки, ни ситуацию полного открытия. Вместо этого ЛСД будет стремиться сместить дополнительную мощность к внешнему колесу. Это, в свою очередь, уменьшило бы вращение внутреннего колеса и позволило бы водителю начать ускорение вне поворота быстрее.

A Тип сцепления LSD имеет несколько (от 4 до 24) внутренних пластин сцепления. LSD активируется нажатием на пластины сцепления, что обеспечивает очень сильную блокировку и превосходный отклик во время вождения.

Как правило, LSD типа сцепления имеет нажимные кольца и фрикционные накладки внутри корпуса дифференциала. LSD действует как стандартный дифференциал, когда автомобиль движется по прямой или разность вращения между левым и правым колесами аналогична. Если между колесами есть разница во вращении, то поперечная ось, которая установлена ​​посередине, будет нажимать на прижимные кольца, а затем прижимные кольца передают движение пластинам сцепления.Когда все диски сцепления включены, оба колеса заблокированы, и крутящий момент одинаково передается обоим колесам.

Ограниченный дифференциал проскальзывания ограничивает величину разницы в крутящем моменте между противоположными осями и колесами. Когда одна сторона скользит, дифференциал выдает мощность на ось с наибольшим сцеплением, сводя к минимуму вращение колеса и максимизируя сцепление .

Page 1 (Открыто против Завода против ЛСД вторичного рынка) >>

Страница 2 (тип сцепления LSD) >>

Стр. 3 (Тип шестерни LSD) >>

Page 4 (Нужно ли настраивать мой ЛСД?) >>

Стр. 5 (Различия объяснены) >>

Стр. 6 (Отличительные особенности) >>


Speed Shop LSD ATS Logo

Основные характеристики ATS >>


Speed Shop LSD Cusco Logo

Основные характеристики Куско >>


Speed Shop LSD KAAZ Logo

Полных КаАЗ Основные моменты >>


Speed Shop LSD OS Giken Logo

Особенности ОС Full Giken >>


Speed Shop LSD Tomei Logo

Full Tomei Основные моменты >>


Speed Shop LSD Wavetrac Logo

Основные характеристики

Full Wavetrac >>


,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о