Принцип работы блокировки межосевого дифференциала: для чего нужна и как работает

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

#Палец штанги реактивной

Палец штанги реактивной: прочная основа шарниров штанг

23.06.2021 | Статьи о запасных частях

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

#Клапан МАЗ включения привода сцепления

Клапан МАЗ включения привода сцепления

16.06.2021 | Статьи о запасных частях

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

какие они бывают, чем хороши и чем чреваты — Журнал «4х4 Club»

Улучшить проходимость своего автомобиля желают практически все автовладельцы. И многим даже не надо преодолевать лесовозные колеи, карабкаться по отвесным скалам и тому подобное. Хотя бы просто сделать так, чтобы не было этого позорного застревания на ровном месте. Если внедорожник оснащен противобуксовочной системой, часть проблем снимается. Тут-то всплывает загадочное слово «блокировка»…

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

Полная принудительная блокировка
Обычный открытый дифференциал дополнен механизмом, жестко фиксирующим сателлиты. В результате полуоси не могут крутиться с разной скоростью, и усилие от двигателя распределяется поровну между колесами. Наиболее универсальны, но требуют внимания. Использовать осторожно: перед установкой выяснить, выдержит ли трансмиссия такую переделку.

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

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

Gov-Lok
Очень жестко работающая блокировка. Включается автоматически на ходу на скоростях до 40 км/ч. Требует очень прочных деталей трансмиссии и дифференциала. Штатно ставится на большие автомобили GM. При установке на другие автомобили требует значительных переделок.

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

Виско-муфта
Автоматическая блокировка с мягким постепенным включением. Обеспечивает довольно низкий коэффициент блокировки: не более 30%. Подходит только для нивелирования небольшой разницы в сцеплении. Часто сильно «задумчива». На бездорожье практически бесполезна. Не обслуживается, при разгерметизации корпуса выходит из строя и требует замены.

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

Героторная дисковая блокировка
При возникновении разницы между скоростями вращения одной из полуосей с корпусом дифференциала насос автоматически увеличивает давление жидкости внутри системы. Фрикционные диски сближаются и подтормаживают быстро крутящуюся полуось. Работает мягко, усилие нарастает постепенно. Пока диски не изношены, коэффициент блокировки доходит почти до 100%.

Дисковая блокировка
Чаще всего применяется вариант с подпружиненными дисками. Это дает постоянную небольшую замкнутость дифференциала, не сильно отражающуюся на управляемости, но позволяющую без задержки среагировать на пробуксовку. Коэффициент блокирования доходит до 50%, что делает эту модификацию привлекательной на бездорожье. При этом работает мягко и самостоятельно. Требует специального масла с LSD-присадками.

Но несомненный плюс полной блокировки – абсолютная уверенность на бездорожье. С ней машина прет как танк. Особенно если блокировок полный комплект. И если, повторюсь, выдержат полуоси.

СДЕЛАТЬ НАПОЛОВИНУ
Другой тип блокировок лишь частично исключает пробуксовку колес. Такими системами оборудуют многие «полноприводные» легковушки, кроссоверы и даже некоторые полноценные внедорожники. И в большинстве случаев этого хватает, ведь далеко не всем требуется экстрим. Частичные блокировки работают самостоятельно, не требуя участия человека, и этим удобны. И плюс к этому включаются они постепенно, в зависимости от разницы в скоростях вращения наращивая усилие и подтормаживая слишком быстро крутящуюся ось или вал. Соответственно, они дают меньшую по сравнению с полной блокировкой нагрузку на трансмиссию и обеспечивают ей больший ресурс.

Кулачковая блокировка
Эти варианты – наиболее внедорожные. Они почти всегда замкнуты, обеспечивая постоянную полную блокировку. И лишь в поворотах на небольшой скорости зубцы могут прощелкнуться относительно друг друга, разрешая одному из колес «забегать» вперед. Требуют прочной трансмиссии. Изначально предназначались для тракторов. Рекомендуются спортсменам – профессионалам.

Делятся частичные блокировки на два больших типа. Первый использует фрикционные диски, второй – косозубые шестерни. В первом случае устройство в зависимости от разницы в скорости вращения полуосей  увеличивает трение между фрикционными дисками. Усилие распределяется на обе оси, скорость  вращения колес выравнивается. Самый известный пример такой блокировки – виско-муфта, которая применяется вместо обычного дифференциала. Больших нагрузок она выдержать не способна. Поэтому виско-муфта подойдет разве что для городских автомобилей.

Более внедорожными можно считать те устройства, где торможение происходит напрямую дисками. Добиваются этого по-разному, но принцип един: при проскальзывании возрастает давление на диски, которые, в свою очередь, прижимаются к шестерне полуоси и корпусу дифференциала. Опять-таки повышенное трение и выравнивание усилий на колесах. Но когда диски уже не справляются с нагрузкой, пробуксовка все равно происходит. Вообще при общении с частичными блокировками надо избегать большой разницы во вращении колес. Иначе детали блокировки быстро изнашиваются, а ремонт их недешев.

Червячная (косозубая) блокировка
Быстро, но мягко срабатывающая блокировка. Более надежна по сравнению с дисковыми «коллегами». Лишена «задумчивости», имеет широкий диапазон блокирования, определяемый наклоном зубьев. Меньше, чем дисковые собратья, боится длительной пробуксовки, но злоупотреблять все равно не стоит. При обслуживании лучше применять масло для гипоидных передач. Подходит для умеренного бездорожья.

Те частичные блокировки, что используют косозубые шестерни (червячные), более надежны по сравнению с дисковыми. Здесь расчет идет на то, что при возрастании усилия в косозубой передаче шестерни стремятся сдвинуться вдоль своей оси. И как только у нас усилие на полуосях начинает разниться, в системе возникает напряжение, и косые зубья толкают шестерни к корпусу. Там они тормозятся, причем тем сильнее, чем больше разница в скорости вращения валов. Здесь степень блокировки зависит от угла наклона косых зубьев шестерен. Но пробуксовки все равно возможны. Для червячных блокировок (наиболее известны среди них Torsen («Торсен») и Quaife («Квайф»)) длительное проскальзывание шестерен по корпусу с большой скоростью на пользу не идет, поэтому пробуксовки надо сводить к минимуму. Большая степень блокировки, относительная дешевизна в ремонте, простота установки, надежность и «самостоятельность» делают именно такой тип наиболее привлекательным для владельцев внедорожников.

Сломанные зубья шестерен дифференциала – результат чрезмерной нагрузки. Такое, а также сломанные полуоси и срезанные шлицы кардана бывает, когда трансмиссия не соответствует типу выбранной блокировки.

ТРАКТОРНЫЙ ВАРИАНТ
Все описанные типы блокировок рассчитаны на применение как на бездорожье, так и на дорогах. Но есть еще один вариант, которому твердое покрытие противопоказано. Это зубчатые, или кулачковые, блокировки типа Detroit Locker («Детройт локер»). Нормальное их состояние – замкнутое. Размыкаются они только при поворотах на твердой поверхности. Являются наиболее внедорожными и изначально разрабатывались для сельскохозяйственной и военной техники, которая практически не выезжает на дороги с покрытием. Они очень надежны и поэтому популярны в среде спортсменов за рубежом. Требуют мощной трансмиссии, поскольку напряжение на ее детали бывает очень большим. На переднюю ось гражданских машин ставить не рекомендуется, либо хотя бы следует отключать ее при движении по дорогам. Потому что при попадании на скользкие участки возможна полная блокировка передней оси, что в повороте чревато сносом и аварийной ситуацией с полной потерей управляемости.  Применение на задней оси также требует особого внимания – на скользких поверхностях задняя ось будет стремиться к соскальзыванию в занос. Это приятно любителям по-раллийному «мести хвостом» в поворотах, а для среднего водителя чревато полетом в кювет или (не дай Бог) во встречный автомобиль…

Простейшая полная блокировка
Некоторые умельцы пытаются заблокировать дифференциал… сварив между собой или корпусом его шестерни. Фото, кстати, с сайта американских блогеров. В результате люди получают телегу, лишенную управляемости, склонную к частым поломкам трансмиссии и попросту опасную для жизни на более-менее твердых грунтах. А в болоте такое чудо будет попросту закапываться равномерно всеми колесами.

Итак, что же делать, если хочется избавиться от пробуксовки? По степени блокирования устройства можно распределить так. Наименее «прочная», подходящая только для городских условий, – виско-муфта. Следом идут дисковые муфты различного типа. На них можно обратить внимание тем, кто выезжает за город, причем не всегда по дорогам. Для полноценного бездорожья можно порекомендовать червячные механизмы: Torsen и Quaife. Они обеспечивают довольно большую, хотя и не стопроцентную степень блокирования, но при этом дешевле полных блокировок и не требуют особого внимания.

Для экстремального бездорожья можно рекомендовать принудительные полные блокировки с любым типом привода.

Что же касается экзотических типов,  то их применение очень специфично. Они потребуют серьезного усиления  и переделки трансмиссии и вряд ли пригодятся рядовому пользователю. Если только вы не занимаетесь внедорожным спортом. Но это уже другая тема!

Что такое дифференциал и для чего нужны блокировки — 4V6.ru

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. 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. Автор неизвестен. Просмотров: 98770 Дата: Среда, 24 Марта 2010

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/

Блокировка межосевого и межколесного дифференциалов на Камазе

Дифференциал необходимо блокировать, когда имеется разность в величинах сил сцепления колес, между которыми он установлен.
Блокировку следует включать непосредственно перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, препятствия, скользкая грязная дорога).

Внимание!
Включение и выключение блокировки выполнять при выключенном сцеплении и только после полной остановки автомобиля.
В момент пробуксовки одного из колес включение блокировки не разрешается. В этом случае включение блокировки производить только после остановки автомобиля.
При заблокированном дифференциале нужно двигаться прямолинейно со скоростью не более 10 км/ч без остановок, не допуская буксования колес.
Блокировка должна быть отключена сразу при выезде на твердую сухую дорогу, так как движение с включенной блокировкой может привести к поломке деталей главной передачи.
Движение с включенной блокировкой по твердой дороге категорически запрещается!

Управление блокировкой межосевого дифференциала

Для включения блокировки межосевого дифференциала нажать внизу на выключатель блокировки межосевого дифференциала мостов. Загорится контрольная лампа , при этом звучит прерывистый звуковой сигнал.

Для выключения блокировки межосевого дифференциала нажать на выключатель вверху. Контрольная лампа гаснет, звуковой сигнал выключается.

Управление блокировкой межколесного дифференциала

Для включения блокировки межколесного дифференциала мостов:

1. Включить блокировку межосевого дифференциала среднего моста (при наличии межосевого дифференциала).
2. Нажать внизу на выключатель блокировки межколёсного дифференциала. Загораются две контрольные лампы , при этом звучит прерывистый звуковой сигнал.

Для выключения блокировки межколесного дифференциала мостов нажать вверху на выключатель блокировки межколёсного дифференциала. Контрольные лампы гаснут.
При необходимости выключить блокировку межосевого дифференциала, звуковой сигнал выключается.

 

Межосевой дифференциал КамаЗ

Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320 распределяет крутящий момент между промежуточным (средним) и задним мостами. Картер межосевого дифференциала КамаЗ прикреплен к картеру главной передачи промежуточного моста.

Корпус межосевого дифференциала КамаЗ состоит из двух чашек, соединенных между собой болтами. Внутри помещен дифференциальный механизм, в который входят сателлитные зубчатые колеса с крестовиной, конические зубчатые колеса привода промежуточного моста и привода заднего моста. Зубчатое колесо привода промежуточного моста шлицами постоянно соединено с коническим зубчатым колесом главной передачи промежуточного моста. Зубчатое колесо привода промежуточного моста имеет наружные зубья, с которыми в постоянном зацеплении находятся внутренняя зубчатая муфта и муфта блокировки дифференциала. Передвигая муфту в зацепление с наружными зубьями зубчатого колеса привода промежуточного моста (соединяется с корпусом дифференциала), осуществляется блокировка дифференциала. Включение механизма блокировки осуществляется с помощью пневмоцилиндра с мембраной и пружиной, которые перемещают шток с вилкой зубчатой муфты включения блокировки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Промежуточный мост с межоссвым дифференциалом КамАЗ-5320: а — конструкция; б — механизм включения блокировки; 1 — коническое зубчатое колесо; 2 — картер главной перелачи; 3-цилиндрическое зубчатое колесо; 4 — опорная шайба сателлита; 5 — сателлит; б — бронзовая втулка сателлита; 7 — полуосевое зубчатое колесо; 8 — опорная шайба полуосевого зубчатого колеса; 9 — крестовина; 10 — цилиндрическое зубчатое колесо; 11 — фланец; 12 — картер межосевого дифференциала; 13 — передняя чашка дифференциала; 14— микровыключатель; 15— вилка муфты блокировки; 16— механизм включения блокировки дифференциала; 17 — коническое зубчатое колесо; 18 — вал привода заднего моста; 19 — стопор гайки; 20 — распорная втулка; 21 — муфта блокировки; 22 — внутренняя зубчатая муфта; 23 — коническое зубчатое колесо привода промежуточного моста; 24 — коническое зубчатое колесо привода заднего моста; 25 — шток; 26 — корпус; 27 — нажимная пружина; 28 — возвратная пружина; 29 — стакан штока; 30 — мембрана.

Обзор блокировок дифференциала

13.11.2014

Категория: Статьи об оборудовании

Просмотров: 24134

При преодолении бездорожья крайне важно, чтобы крутящий момент от двигателя передавался на  все колеса. Но этому может препятствовать дифференциал, который есть в каждой машине. Что бы такого не происходило, заводами — производителями или автосервисами устанавливается так называемые блокировка(и) дифференциала. 

Больше половины владельцев 4х4 уверены, что при включенном полном приводе на скользкой поверхности у них работают и тащат автомобиль все четыре колеса. Спешим их «обрадовать», ничего подобного. Если на машине не установлены блокировки дифференциала или антипробуксовочные системы, то полный привод у них до тех пор, пока все покрышки уверенно сцеплены с грунтом. Как только забуксует переднее левое, сразу перестанет тащить переднее правое. Хорошо если заблокирован межосевой дифференциал, тогда будут толкать задние колеса. А если нет? Тогда проблема — одно буксующее колесо заберет на себя всю энергию, остановив три остальных. Но одна межосевая блокировка не спасает. Машины без межколесных блоков частенько попадают в ситуацию диагонального вывешивания, когда два колеса на противоположных углах автомобиля висят в воздухе и бешено вращаются, а крепко стоящие на земле… стоят без движения. Почему? Потому, что так функционируют штатные дифференциалы без блокировок.

                                      
Как это работает, вернее не работает

На полноприводных автомобилях устанавливают межосевые и осевые дифференциалы. Первые распределяют вращательную энергию от двигателя между передней и задней осью. Вторые между колесами на одной оси. Распределяет неравномерно и несправедливо. Те колеса, которые вращать легче, например, буксующие, получает больше энергии и крутятся быстрее. А те, которые цепляются за землю и нагружены получают меньше вращения. Сделано это для того, чтобы в поворотах колеса, едущие по разным траекториям крутились с разной угловой скоростью и машина сохраняла управляемость. Но на бездорожье возможна ситуация, когда одно колесо повиснет в воздухе и вся энергия уйдет на него. Чтобы этого не происходило устанавливают межколесные и межосевые блокировки.  На многие автомобили производители уже на заводах ставят различные антипробуксовочные системы, которые притормаживают проскальзывающее колесо, заставляя работать противоположное. И как правило, для езды по лужам и снегу этого достаточно. Но если вам этого мало, а для преодоления бездорожье таких систем мало, то можно самостоятельно дооборудовать свой внедорожник блокировками дифференциала. Дифференциалы с блокировками по форме и размеру соответствуют штатным дифференциалам автомобиля и устанавливаются вместо них. Один агрегат меняется на другой и машина приобретает новые возможности.

От простого к сложному

Если быть точным, то термином «Блокировка дифференциала» надо бы обозначать только те устройства, которые жестко блокируют полуоси друг с другом. Сцепляют их намертво, превращая в одну ось. Такие блокировки дифференциала называют «полными». Но так исторически сложилось, что дифференциалы повышенного трения, они же дифференциалы ограниченного проскальзывания, они же «частичные» блокировки в России тоже называют блокировками и самоблокировками (самоблоками). А раз так, то с них и начнем.

Самоблоки

Все дифференциалы повышенного трения работают автоматически, обеспечивая перераспределение крутящего момента от буксующего колеса к рабочему без участия человека. Поскольку срабатывают они сами, то и называются самоблокирующимися дифференциалами или коротко “самоблоками”, что не очень правильно, но так повелось. Как показал опрос джиперов, самоблок -самый популярный способ повысить проходимость своего автомобиля. Видимо, потому, что частичные блокировки – это золотая середина между штатным дифференциалом и полными блокировками. Да, с одной стороны, они не перераспределяют все 100% вращения с буксующего колеса. Но с другой стороны, нагрузки и вероятность сломать полуось меньше, чем у «полных».  Да и стоят «частичные» заметно скромнее. Инженерных решений, позволяющих убрать ненужную энергию с буксующего колеса и отдать его крепко стоящему на земле много: gov-lock, вискомуфта, дисковая и героторно-дисковые блокировки, червячный, косозубый, винтовой самоблок. Но назначение одно – выравнивать скорость вращения полуосей одно оси. Отличаются только скоростью и жесткостью срабатывания, а также величиной перераспределяемого усилия от 30 до 80 процентов. Обратите внимание — выравнивание скорости вращения колес происходит автоматически, а значит, может случиться на ходу, например, при попадании одного из колес на лед в повороте — неприятная ситуация, чреватая ухудшением управляемости автомобиля. Ничего страшного, но надо научиться чувствовать работу таких дифференциалов и наработать навыки управления машиной, с установленными самоблоками.

Полные блокировки дифференциала

Более эффективный на бездорожье способ улучшить проходимость автомобиля – установить «полную» блокировку. Такие механизмы обеспечивают жесткое соединение полуосей и вращение обоих колес в любой ситуации, что бы ни случилось. При блокировках на обоих мостах и межосевом дифференциале гарантирован реальный привод 4х4. Но есть обратная сторона медали. Перераспределение энергии двигателя ведет к перераспределению нагрузок и их увеличению в 2, а то и в 4 раза, что ведет в поломке как минимум полуосей. Поэтому многие производители поставляют не только сами устройства, но и усиленные элементы трансмиссии. Различают более простые в установке, но менее предсказуемые на дороге автоматические блокировки и более сложные ручные блокировки, управляемые водителем из кабины.

Автоматические полные блокировки дифференциала

Принцип действия, заложенный в полные автоблокировки типа Lockright, Lokka, Spartan Locker, Aussie Locker, Yukon Grizzly Locker, Detroit Locker, Powertrax No-Slip, Kaiser Locker, ДАК (Дифференциал Автоматический Красикова),  называют «тракторным». Его суть в том, что полуоси постоянно находятся в соединенном состоянии (заблокированы) и разъединяются только в поворотах, когда одно колесо начинает “обгонять” другое. Устройства надежные, неприхотливые, выдерживающие большие нагрузки, но требующие  навыка управления автомобилем. Дело в том, что, если в повороте, когда оси расцеплены и колеса едут по разным траекториям с разной скоростью, газануть, то дифференциал мгновенно сцепится, колеса попытаются поехать синхронно. А в дуге такая синхронность невозможна и машина потеряет управление.  При срабатывании в скользкой дуге машину однозначно понесет на внешний радиус поворота. И хорошо если на обочину, а не в другую сторону

Фото сайта dak4x4.com

Ручные (принудительные) блокировки дифференциала

Как понятно из названия этого класса блокировок, жесткое сцепление полуосей друг с другом выполняет водитель. Все просто, предсказуемо и управляемо. Только надо не забывать включать блокировку на бездорожье и выключать ее при выезде на хорошую дорогу. Иначе как минимум повышенный износ покрышек и деталей, как максимум сюрпризы и проблемы в поворотах.
По способу включения выделяют четыре вида: пневматические, электрические, механические и гидравлические. Задача и принцип действия у всех схожий – дистанционно привести в действие кулачковую муфту, которая либо, жестко сцепит корпус дифференциала с одной из полуосей, либо заблокирует вращение сателлитов. Получится одна сплошная ось, что и требуется. Отличаются типы ручных блокировок только способом управления муфтой и ее устройством.

Механическая блокировка управляется тросиком, прикрепленным к рычагу. Похоже на управление ручным тормозом. Потянул – полуоси заблокировались, отпустил – разблокировались.

Пневматическая блокировка дифференциала включается электрической кнопкой (клавишей, тумблером). Сигнал поступает на пневматический клапан, который открывает доступ сжатого воздуха из баллона по специальной трубке в пневмоцилидр, установленный внутри блокировки. Он и производит сцепку корпуса дифференциала с одной из полуосей. Пневмоблокировки самые распространенные и самые бюджетные варианты, но для их работы требуется компрессор и ресивер, который приобретаются и устанавливаются отдельно.

Гидравлическая блокировка работает так же как и пневматическая, только давление создается не сжатым воздухом, а тормозной жидкостью. Гидросистема, состоящая из двух цилиндров (главного и рабочего), трубок и рычага, устанавливаемого в салоне получается довольно громоздкой. Из-за этого гидравлические блокировки у джиперов непопулярны и встречаются на внедорожниках редко.

В электрических блокировках дифференциала сцепление полуосей производится электромагнитом. Ток потребления 3 Ампера. Система, появившаяся в России совсем недавно, но уже набравшая немало сторонников. И все из-за простоты. Для работы нужна только собственно блокировка, провод и кнопка. Устанавливать просто, все необходимое уже в комплекте, поставить неправильно сложно. 

К недостаткам ручных блокировок относят то, что включать их можно только на стоящем автомобиле, действовать они начинают не сразу (надо несколько метров проехать) и необходимо помимо собственно блокировки устанавливать механизм управления. Неудобства небольшие и с лихвой компенсирующиеся безопасностью и удобством использования.

Подытожим

Ставить или нет блокировки дело очень индивидуальное и в этом вопросе много от сиюминутной моды и желания казаться крутым. Если в машине производителем штатно блокировка дифференциала не предусмотрена, то может и устанавливать ее не надо. Известно большое количество примеров, когда машины без блокировок выигрывают соревнования у таких же, но с заблокированными мостами. Все зависит от умения водителя и штурмана. А с другой стороны, автопроизводители делают машины для массового потребителя, многие из которых никогда на бездорожье не поедут. Так, что теперь и джиперам с асфальта не съезжать?  Конечно, съезжать. Только включив голову и дооборудовав свой автомобиль.

Текст: Алексей Игнаткович
Иллюстрации А.Игнатковича и с сайтов производителей

Комментарии для сайта Cackle

Как правильно использовать блокировку дифференциала — 4SITE 4×4 Tires

---

Блокировка дифференциала (блокировка дифференциала) может придать вашему автомобилю необходимый импульс, когда он попадает в сложную ситуацию на бездорожье. Знание того, как и когда использовать блокировку дифференциала, позволит вам с легкостью преодолевать труднопроходимую местность, помогая получить больше от вашего внедорожника.

Прочтите, чтобы узнать, что такое блокировка дифференциала, почему это важно и как использовать блокировку дифференциала во время вождения.

Что такое Diff Lock?

Четыре колеса вашего 4X4 должны иметь возможность двигаться с разной скоростью, чтобы ваш автомобиль мог эффективно поворачивать повороты.Таким образом, все ведущие мосты — передняя и задняя в полноприводном автомобиле — имеют дифференциал. Этот дифференциал направляет мощность на колесо, которое легче всего вращать, обеспечивая разную мощность для каждого колеса в соответствии с его потребностями.

Автомобили имеют только один дифференциал, но автомобили 4X4 могут иметь до трех дифференциалов — переднего, центрального и заднего.

Блокировка дифференциала удерживает этот дифференциал на месте, заставляя все колеса оси двигаться с одинаковой скоростью. Это обеспечивает равную мощность на всех колесах, что необходимо при движении по труднопроходимой местности.

Почему ваша блокировка дифференциала так важна?

Блокировка дифференциала заставляет все колеса вращаться с одинаковой скоростью независимо от тяги. Это полезно, если вы столкнулись с труднопроходимой местностью, и одно или несколько колес отрываются от земли, поскольку полная мощность остается на других колесах, гарантируя, что вы все еще движетесь в направлении движения.

Например, вы едете по каменистой местности, и одно из ваших колес отрывается от земли. Это может быть колесо, которое обладает наибольшей движущей силой, в результате чего три других колеса изо всех сил пытаются набрать достаточно тяги, чтобы толкнуть автомобиль вперед.Блокировка дифференциала обеспечивает передачу максимальной мощности на все колеса, обеспечивая столь необходимый импульс вашему движению вперед.

Таким образом, блокировка дифференциала обеспечивает противобуксовочную систему и является ключевым компонентом предотвращения пробуксовки колес, что может спасти жизнь в сложных условиях вождения, таких как снег или лед.

Как использовать блокировку дифференциала при вождении

Во-первых, блокировку дифференциала не следует включать при движении по дороге, если только погодные условия, такие как снег или лед, не требуют дополнительной тяги.Используйте блокировку дифференциала, когда вы хотите съехать по бездорожью, для езды по труднопроходимой местности, такой как грязь, гравий, грязь или снег. Вам нужно будет включить блокировку дифференциала только тогда, когда вам понадобится дополнительное сцепление, поэтому вы можете использовать его только в течение нескольких минут в каждом приключении по бездорожью.

Есть два типа блокировки дифференциалов — автоматическая и ручная.

Автоматическая блокировка дифференциала срабатывает автоматически при потере сцепления. Блокировка дифференциала отключится, как только будет восстановлено сцепление с дорогой.Некоторые дифференциалы с автоматической блокировкой отключаются только тогда, когда одно колесо начинает вращаться быстрее, чем другие.

Ручная блокировка дифференциала позволяет водителю контролировать ситуацию, позволяя ему решать, когда и требуется ли дополнительное тяговое усилие. Существуют различные типы ручных блокировок дифференциала, большинство из которых включаются переключателем на приборной панели или рычагом переключения передач. Они работают либо со сжатым воздухом, либо с электромагнитом, либо с тросом.

Когда ваш дифференциал заблокирован, ваш автомобиль будет двигаться по прямой, что затрудняет повороты.Прислушивайтесь к своему автомобилю и не подвергайте его чрезмерной нагрузке, иначе вы можете серьезно повредить оси.

Энтузиасты бездорожья расходятся во мнениях относительно того, какая из трех потенциальных блокировок дифференциала (передняя, ​​задняя или центральная) работает лучше всего, и хотя задний дифференциал с блокировкой кажется предпочтительным, вы найдете свою собственную систему, когда будете выходить на гусеницы. .

После того, как вы освоите блокировку дифференциала, движение по бездорожью станет намного более увлекательным, так как вы сможете преодолевать более сложные трассы и труднопроходимую местность.

Шины 4×4 Оставайтесь в безопасности при выезде на бездорожье. Мы рекомендуем всегда иметь при себе запасное колесо и шину, чтобы быть наготове в случае разрыва или прокола. Узнайте больше о нашем ассортименте шин и дисков для 4×4 и узнайте, как легко заказать через Интернет с 4SITE 4X4 Tyres.

---

Вернуться в блог

Самоблокирующийся межосевой дифференциал — Технологический портал Audi

Вернуться к обзору

В 2005 году Audi начала следующий этап эволюции своей классической системы привода quattro в RS 4 второго поколения.Новый самоблокирующийся межосевой дифференциал, который сегодня используется во многих моделях, остался верен принципу механической функции, но представляет собой значительный прогресс по сравнению с дифференциалом Torsen.

---

В нормальных условиях движения мощность распределяется в соотношении 40:60 между передней и задней осями. Это асимметричное и динамическое распределение крутящего момента обеспечивает спортивную управляемость с уклоном назад. Межосевой дифференциал может при необходимости отводить до 60 процентов мощности вперед и до 80 процентов назад.Если колесо на одной оси должно пробуксовывать, электронная блокировка дифференциала EDL управляет этим, нажимая на тормоза.

Самоблокирующийся межосевой дифференциал выполнен в виде планетарной передачи. Внутренняя шестерня охватывает солнечную шестерню; Между этими двумя элементами вращаются планетарные шестерни в форме роликов, соединенные с вращающимся корпусом. Они распределяют крутящий момент асимметрично — несколько большая часть течет назад через внутреннюю шестерню, которая имеет больший диаметр, и соединенный с ней выходной вал.Меньшая фракция передается на меньшую солнечную шестерню, откуда она направляется на переднюю ось.

Если тяга на одной из осей снижается, винтовая форма шестерен и их наклонные шлицы создают осевые силы в дифференциале. Эти силы действуют на фрикционные диски, чтобы обеспечить желаемый момент блокировки и перенаправить мощность на колеса с лучшими значениями трения.

Полноразмерный внедорожник Q7 (комбинированный расход топлива в л / 100 км: 10,7 — 7,2; комбинированный выброс CO ₂ — выбросы в г / км: 249 — 189) использует специальную форму трансмиссии quattro — в данном случае , самоблокирующийся межосевой дифференциал интегрирован в отдельную раздаточную коробку.Солнечная шестерня использует цепь для привода вспомогательного вала, который проходит мимо коробки передач к передней оси. Цепь используется для транспортировки масла, устраняя необходимость в обычно используемом масляном насосе. Вся трансмиссия Q7 потеряла значительный вес на последней стадии эволюции. Тем не менее, раздаточная коробка очень прочная. Он также обеспечивает высокий дорожный просвет, что является важной чертой для езды по бездорожью.

Статус: 2011

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 автомобильных потребностей.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 постоянным приводом на четыре колеса
с постоянным полным приводом с несколькими режимами
с полным приводом и полным приводом: производительность в реальных условиях

Знайте свои термины

В общих словах (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 с дорогой. 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 скольжение 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 выбранные колеса 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, используемый в базовых полноприводных автомобилях, известен как «открытый дифференциал», и он распределяет мощность между обоими колесами по «пути наименьшего сопротивления».Такая конструкция очень эффективна на типичных поверхностях, например, на сухом асфальте, но может привести к реальным проблемам в более 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 приводным 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. По тому же принципу, однако, переключение обратно на 2WD в нормальных дорожных условиях имеет решающее значение для предотвращения потенциального повреждения из-за состояния, известного как «привязка трансмиссии», когда оси транспортного средства не могут вращаться с разной скоростью, чтобы соответствовать разным расстояниям, на которые колеса перемещаются во время таких событий, как превращение.

Существует несколько других инноваций, помимо простой передачи мощности на все четыре колеса, которые улучшают тяговые способности многих автомобилей с неполным приводом, решая проблемы открытых дифференциалов.Дифференциал повышенного трения или LSD (не такой, ты, Мертвец) — одно из таких решений, которое автоматически направляет некоторую доступную мощность на путь сопротивления (то есть колесо, которое не проскальзывает), чтобы обеспечить сцепление на плохих дорогах, и это работает в фоновом режиме без каких-либо действий со стороны драйвера. Но это не предотвращает полностью пробуксовку колес.

Так называемые автоматические дифференциалы повышенного трения (A-LSD), также известные как электронные дифференциалы повышенного трения (e-LSD), активируются водителями с помощью кнопки или переключателя и обеспечивают те же преимущества тяги, что и типичные LSD, использующие 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 она, как правило, менее сложна и имеет более старую конструкцию, ее легче построить и, следовательно, дешевле, что снижает первоначальную стоимость покупки.Его простота также делает его более прочным.
• На чрезвычайно труднопроходимой местности водители могут включить сверхнизкую передачу полного привода для увеличения крутящего момента.
• LSD, A-LSD и блокируемые дифференциалы выступают в качестве главного козыря в плохих условиях, лучше направляя 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.

ПРОФИ

• Обеспечивает водителю дополнительную тягу и улучшенную управляемость во всех дорожных ситуациях без риска заклинивания трансмиссии.
• Он всегда включен и не требует никаких действий со стороны водителя.
• Системы, оборудованные 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 с полным приводом.

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 — переход на 2WD, когда дополнительная тяга 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 продвинутое 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, не имеющие 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 в 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 обнаружения 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 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 с комфортом 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 затрат на полный или неполный 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 мощеной безопасности Мэйн-стрит. Но хотя их передовые системы трансмиссии и различные усовершенствования, такие как Hill-Start Assist Control (HAC), Downhill Assist Control (DAC) и Crawl Control, избавляют 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 тяговая система могла бы спасти ваш бекон в 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 собираетесь подбирать, 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.

Вискомуфта | автомобили с полным приводом, автомобили 4×4, грузовики с полным приводом, 4motion, quattro, xDrive, SH-AWD, Haldex, Torsen, wiki

Как работает вискомуфта? (Править) Вискомуфта заполнена силиконом и не контролируется компьютером.Серия пластин с отверстиями и прорезями превращается в силиконовую жидкость. Некоторые пластины прикреплены к карданному валу передней оси, а некоторые — к карданному валу задней оси. Обычно пластины вращаются с одинаковой скоростью без относительного движения. Силиконовая жидкость становится очень вязкой из-за ее вязкоупругости, как только пластины вращаются с различной скоростью. Силиконовая жидкость противостоит сдвигу, создаваемому пластинами с разной скоростью, вызывая передачу крутящего момента от более быстро вращающейся оси на более медленную вращающуюся ось.Следовательно, для передачи крутящего момента требуется небольшая разница скоростей. Если задние колеса и карданный вал проскальзывают и вращаются быстрее, чем передние, трение между пластинами увеличивается из-за создаваемого сдвига в жидкости, проскальзывание уменьшается, пробуксовка заднего колеса уменьшается, и крутящий момент от входного вала передается на перед. Вискомуфта может быть установлена ​​двумя способами: Вискомуфта , действующая вместо межосевого дифференциала (Править) В этом случае в нормальных условиях вся мощность передается только на одну ось.Одна часть вискомуфты соединена с ведущим мостом, другая часть — с ведомым мостом. При пробуксовке ведущих колес происходит блокировка вискомуфты и крутящий момент передается на другую ось. Это автоматическая система полного привода. Рисунок: Вискомуфта Рисунок: Расположение вискомуфты (2) возле заднего дифференциала на VW Golf Mk3 Рисунок: Детали вискомуфты Volkswagen Недостатком вязкостной муфты является то, что она слишком медленно входит в зацепление и допускает чрезмерную пробуксовку колес перед передачей крутящего момента на другие колеса.Это особенно важно в системах автоматического полного привода — при прохождении поворотов с ускорением задняя часть включается с небольшой задержкой, вызывая резкое изменение поведения автомобиля от недостаточной до избыточной поворачиваемости. Кроме того, при взлете в песке передние колеса могут застрять до того, как будет задействован полный привод. В попытке сократить время активации муфты VW Golf MkII Syncro всегда передает 5% крутящего момента на задние колеса (это достигается за счет того, что задний карданный вал в нормальных условиях вращается медленнее, чем передний, что вызывает нагревание вязкой жидкости и небольшое затвердевание) . В то же время слишком сильное предварительное натяжение муфты приводит к нежелательному закручиванию трансмиссии и делает систему слишком чувствительной к неравномерному износу протектора передних и задних шин. Вот почему Volvo сначала снизила предварительное натяжение в 2000 году, а затем заменила вязкостную муфту сцеплением Haldex на своих полноприводных автомобилях в 2003 модельном году (Volvo s60 имеет Haldex с 2002 года). [1]

вискомуфта интегрирована в межосевой дифференциал (Править) В этом случае все колеса постоянно приводятся в движение.Вискомуфта встроена в межосевой дифференциал. Центральный дифференциал распределяет мощность на все колеса и позволяет им поворачиваться с разной скоростью в поворотах. Когда на одной из осей возникает чрезмерная пробуксовка, вискомуфта блокирует дифференциал и выравнивает скорости обеих осей. Крутящий момент передается на колеса, у которых есть тяга. Это штатная система полного привода. Вискомуфта также может быть интегрирована в задний дифференциал. Рисунок: Блокировка дифференциала с вискомуфтой Рисунок: Вискомуфта (слева) и ее установка в заднем (вверху справа) и центральном планетарных дифференциалах (внизу справа) Сноски

Это Wiki, поэтому не стесняйтесь исправлять любые фактические или грамматические ошибки.Протестируйте здесь перед публикацией.

Javacript требуется для справки и просмотра изображений.

1

Что такое блокирующий дифференциал? | Блокировка дифференциала

Прежде чем мы сможем понять роль блокировки дифференциала, мы должны иметь общее представление о том, как работает стандартный открытый дифференциал. Большинство автомобилей будут оснащены открытым дифференциалом, который передает мощность от двигателя на ось, позволяя колесам вращаться с разной скоростью при повороте.Поскольку расстояние, которое должно пройти каждое колесо, меняется, внешнее колесо будет двигаться быстрее, чем внутреннее колесо, длина которого меньше.

Обычно наибольшее усилие получает колесо с наименьшим тяговым усилием. Поскольку они подходят для большинства дорожных условий, большинство полноприводных автомобилей имеют открытый дифференциал. Они также более доступны по цене, чем блокируемый дифференциал, который можно найти во многих полноприводных автомобилях.

Что такое блокирующий дифференциал?

Блокировка дифференциалов позволяет обоим колесам двигаться с одинаковой скоростью, поэтому при потере сцепления с одним колесом оба колеса будут продолжать вращаться независимо от величины сопротивления.Их можно установить на переднюю или заднюю ось или даже на обе оси, если вы планируете покататься по бездорожью. Например, если вы ползете по каменистой тропе, и одно из ваших колес в конечном итоге свободно болтается в воздухе, открытый дифференциал направит всю мощность на колесо, испытывающее наименьшее сопротивление.

Таким образом, пока это колесо вращается свободно, оно все еще поддерживает контакт с землей, и оно будет неподвижным. Это совсем не поможет ситуации.Благодаря блокировке дифференциала, поскольку на оба колеса передается равная мощность, одно колесо, контактирующее с землей, сможет вращаться вместе со свободным колесом, продвигая автомобиль вперед на свободу. Благодаря дополнительному сцеплению дифференциалы с блокировкой отлично подходят для бездорожья, поэтому их часто можно найти в Jeep Wrangler, грузовиках и других полноприводных установках.

Дифференциалы с блокировкой тормоза служат для той же цели, что и блокировка дифференциала, но это не одно и то же, и их нельзя заменить полностью блокируемым дифференциалом.Существует два основных типа блокировки дифференциалов: автоматическая и переключаемая.

Автоматические шкафчики

Дифференциалы с автоматической блокировкой — это именно то, на что они похожи: дифференциалы с автоматической блокировкой, не требующие от водителя каких-либо действий. Некоторые дифференциалы с автоматической блокировкой или штатные шкафчики разблокируются только в зависимости от условий движения, а это означает, что в остальное время дифференциалы заблокированы.

Ярким примером этого является шкафчик Detroit, который имеет только три храповых механизма и остается в заблокированном положении, если на него не действует внешняя сила, требующая, чтобы колеса вращались с разной скоростью.Так как шкафчик Detroit постоянно находится в заблокированном положении, он отлично подходит для бездорожья и первопроходцев, но он не будет оптимальным для уличной езды или ежедневной езды по шоссе. Будьте осторожны, если у вас автомобиль с короткой колесной базой, такой как двухдверный Jeep Wrangler, потому что автоматические запирающиеся шкафчики, которые остаются в закрытом положении, могут быть немного опасными или ненадежными, когда дело доходит до управляемости на дороге.

Другие автоблокировки дифференциалов противоположны, что означает, что они автоматически блокируются только при необходимости.Например, шкафчики для завтраков, также известные как раздвижные шкафчики, представляют собой простой способ превратить открытый дифференциал в запирающийся. Эти рундуки устанавливаются внутри заводского картера дифференциала и заменяют оригинальные штатные крестовины. Их называют шкафчиками для ланчбоксов, поскольку они в основном представляют собой новый компонент в старом корпусе дифференциала. При приложении крутящего момента шкафчики для ланчбокса активируются и позволяют равномерно рассеивать мощность. Это относительно доступный вариант, поскольку они не заменяют весь дифференциал.Наличие шкафчиков, которые запираются только тогда, когда это абсолютно необходимо, продлит срок службы системы и предотвратит ненужный износ шин.

Поскольку автоматические шкафчики не позволяют полностью контролировать дифференциал, они могут вызывать неудобства при движении по дороге и увеличивать нагрузку на автомобиль и шины. Они также могут быть громкими при блокировке и разблокировке, что через некоторое время может сильно раздражать. Разблокировка и блокировка также могут происходить в случайное неудобное время во время вождения.Если вы хотите, чтобы в вашем гараже был исключительно внедорожник, то автоматический шкафчик может быть менее дорогим и более практичным вариантом, чем следующий тип блокировки дифференциала.

Запирающиеся шкафчики

В то время как водитель практически не может контролировать автоматическую блокировку дифференциалов, выбираемые шкафчики позволяют свободно переключаться между заблокированным и открытым дифференциалом. В то время как электрические шкафчики более распространены в современных транспортных средствах, кабельные или воздушные шкафчики дают аналогичные результаты.Хотя выбираемые шкафчики, также известные как ручные шкафчики, обычно дороже автоматических шкафчиков, они будут более долговечными и вызовут меньше проблем в долгосрочной перспективе. В воздушных шкафчиках используется компрессорная система, которая может заблокировать дифференциал нажатием кнопки. После активации пневматическая система блокировки останавливает вращение шестерен, тем самым блокируя дифференциал. До тех пор, пока не будет активирован воздушный шкафчик, дифференциал останется в открытом положении, что идеально подходит для тех, у кого есть оснастка, которая одновременно выполняет роль повседневного водителя и внедорожного зверя.Однако при неправильной установке они могут протекать и вызывать различные проблемы.

Электронные шкафчики, иногда называемые электронными шкафчиками, похожи на воздушные системы, поскольку для их блокировки требуется только нажатие кнопки. В основном электронные шкафчики посылают электрический ток, который активирует систему блокировки, закрывая ранее открытый дифференциал. Внедорожная модель Jeep Wrangler, Rubicon, оснащена передними и задними электронными блокировками Tru-Lok, которые активируются щелчком переключателя.После включения рундуков мощность равномерно распределяется между колесами, что обеспечивает улучшенные характеристики на бездорожье и способность преодолевать скалы. Наличие регулируемого рундука действительно делает ваш автомобиль достаточно универсальным, чтобы справиться со всеми вашими повседневными потребностями в вождении в течение недели, а также с поездками по бездорожью, когда наступает суббота.

В шкафчике с тросиком используется система троса, соединенная с запорным механизмом. Обычно они оснащены ручным переключателем, некоторые могут быть преобразованы в электрический переключатель.Кабели похожи на шкафчики для хранения вещей, но могут быть немного более прочными и долговечными. Однако они все равно могут быть повреждены при неправильной установке или неправильном использовании. Таким образом, хотя выбираемые шкафчики будут иметь гораздо больше движущихся частей, чем автоматический шкафчик, они обеспечат больший контроль и управляемость. Поскольку автоматический шкафчик проще, его будет легче исправить, если что-то пойдет не так.

Блокировка дифференциала Плюсы

Съемные рундуки могут дать больше преимуществ, чем автоматическая блокировка дифференциала, но любой из них может улучшить ходовые качества и возможности, когда дело доходит до преодоления трудных препятствий на трассе.Вот несколько причин, по которым вы можете подумать о приобретении блокируемого дифференциала.

• Равномерно распределяет мощность на колеса
• Улучшенные внедорожные характеристики
• Улучшает тягу на пересеченной местности
• Может устанавливаться на переднюю ось, заднюю ось или на обе оси
• Некоторые активируются нажатием кнопки
• Съемные шкафчики отлично подходят для повседневных водителей

Блокировка дифференциала Cons

Хотя блокировка дифференциалов будет полезна большинству людей, которые планируют немного покататься, есть несколько недостатков, над которыми стоит задуматься.Съемные шкафчики, несмотря на их более высокую стоимость, будут иметь больше преимуществ, чем автоматические шкафчики. Однако они немного сложнее, а это означает, что в случае возникновения проблемы это будет менее простое решение, чем более простой автоматический шкафчик. Вот некоторые минусы блокировки дифференциала:

• Более высокая стоимость шкафчиков с возможностью выбора
• Чириканье или лай шин на поворотах
• Неуклюжее включение и выключение автоматических шкафчиков
• Может вызвать дополнительную нагрузку на компоненты трансмиссии при неправильном использовании
• Съемные шкафчики сложно починить, если они сломаются

В зависимости от того, как вы используете свой автомобиль, возможно, вам понадобится стандартный открытый дифференциал.Но если вы хотите насладиться красотой природы и планируете немного покататься по бездорожью, тогда вы действительно не ошибетесь, выбрав блокировку дифференциала!

Об авторе

Элисон является автором более 100 статей на ресурсном центре CJ. Она использовала свой любознательный характер, чтобы помочь миллионам читателей узнать больше об их любимых автомобилях. Читать полную биографию →

Источники: crawlpedia.com, teraflex.com, offroadxtreme.com, fourwheeler.com | Кредит изображения: джип.com, toyota.com

В начало

Создание прототипа системы для управления блокировкой дифференциала грузовиков

В этом разделе описывается алгоритм, который был разработан для автоматической блокировки дифференциалов для грузовиков, специальных транспортных средств и тракторов. Целью этой разработки было создание системы, которая облегчила бы движение по труднопроходимой местности. Это поможет водителю завести автомобиль в труднодоступные места и не застрять. Поэтому необходимо было создать код алгоритма управления, схема которого представлена ​​на рис.

3.1. Главный цикл алгоритма управления

Входы датчиков для алгоритма управления обрабатываются кодом в основном цикле (в аппаратном обеспечении National Instruments — NI 3110) или в программируемой вентильной матрице — FPGA (NI 9159) для быстрой обработки. В основном цикле алгоритм управления определяет реакцию системы на текущую ситуацию. Этот цикл содержит подфункции с периодом 10 мс. Этот цикл представляет собой сводку основных функций алгоритма управления и определяет, будет ли активирован полный привод или соответствующие дифференциалы будут заблокированы.Входные данные алгоритма управления включают скорость вращения колес, угол поворота рулевого колеса, разность скоростей вала заблокированной кулачковой муфты, скорость автомобиля, обратную связь привода, сигналы педали, состояние торможения автомобиля, давление в пневматической цепи, крутящий момент двигателя, сигналы переключателей и кнопок, а также настройку режима движения. . Входные данные алгоритма управления оцениваются по датчикам, сообщениям CAN от других ЭБУ, переключателям управления и кнопкам, а также информации сенсорного дисплея. Они показаны в.

Основная функция системы — оценка проскальзывания колес и валов.Следовательно, для оценки скольжения используется следующее уравнение:

slipi = max (omgj, omgk) −min (omgj, omgk) max (omgj, omgk) −slipCi,

(1)

где omg — это скорость соответствующих колес или валов, i — это индекс соответствующего скольжения или корректирующего скольжения, j и k — это индексы колеса или вала, а slipC — это поправка. соскальзывать. Если функция max равна 0, она обрабатывается для предотвращения деления на ноль.Результирующее скольжение сравнивается с параметром управления скольжением. Если значение скольжения выше, чем параметр управления, алгоритм управления реагирует на эту ситуацию. Для оценки пробуксовки необходимо следить за значениями скорости вращения колес. Значения скорости вращения колес отслеживаются с использованием двух подходов: из сообщения CAN (номер группы параметров: 0xFEBF) считывается информация о скорости колеса (км / ч). Эти сообщения отправляются системой ABS, но только для четырех колес. Это означает, что значения из сообщения CAN должны быть преобразованы в скорость вращения колеса omg (об / мин).Таким образом, определяется длина окружности колеса, которая пересчитывается в радиус колеса для последующей обработки скорости вращения колеса. Зависимость радиуса колеса от нагрузки или его износа заложена в алгоритм управления, поэтому параметр контроля пробуксовки должен задаваться с достаточным запасом. Это означает, что если оценивается пробуксовка из-за разного радиуса колес, блокировки дифференциалов или активации полного привода не происходит. Остальные колеса оснащены другими датчиками скорости. Их сигнал отслеживается и оценивается в коде FPGA.Оба подхода получают скорость: omgFLI — скорость левого колеса первой передней оси транспортного средства; omgFRI — частота вращения правого колеса первой передней оси автомобиля; omgFLII — частота вращения левого колеса второй передней оси автомобиля; omgFRII — частота вращения правого колеса второй передней оси автомобиля; omgRLI — частота вращения левого колеса первой задней оси автомобиля; omgRRI — частота вращения правого колеса первой задней оси автомобиля; омгРЛИИ — частота вращения левого колеса второй задней оси автомобиля; и omgRRII — скорость правого колеса второй задней оси транспортного средства.Скорость приводных валов также рассчитывается на основе этих скоростей колес. Ниже приводится использование уравнения (1) для расчета пробуксовки, результаты которого следующие: sFLRI — пробуксовка между правым и левым колесами первой передней оси транспортного средства; sFLRII — пробуксовка между правым и левым колесами второй передней оси автомобиля; sRLRI — пробуксовка между правым и левым колесами первой задней оси автомобиля; sRLRII — пробуксовка между правым и левым колесами второй задней оси автомобиля; sAIR — пробуксовка между выходными валами заднего межколесного дифференциала; sAFRI — пробуксовка между входным валом первой передней оси и выходным валом раздаточной коробки; и sAFRII — проскальзывание между входным валом второй передней оси и выходным валом раздаточной коробки.

Значение угла поворота используется для оценки корректирующего скольжения и применяется в уравнении (1). Принцип заключается в оценке относительного скольжения, вызванного поворотом транспортного средства. Для этого используется геометрия рулевого управления Аккермана. Значение угла поворота также используется для ограничения блокировки межосевого дифференциала, когда межосевые дифференциалы разблокируются при превышении предельного угла поворота.

Разница скоростей вала заблокированной кулачковой муфты оценивается по разнице соответствующих скоростей вала.К ним относятся: doFLRI — разность скоростей выходных валов межколесного дифференциала первой передней оси автомобиля; doFLRII — разность скоростей выходных валов межколесного дифференциала второй передней оси автомобиля; доРЛРИ — разность скоростей выходных валов межколесного дифференциала первой задней оси автомобиля; доРЛРИИ — разность скоростей выходных валов межколесного дифференциала второй задней оси автомобиля; doAIR — разность скоростей выходных валов заднего межколесного дифференциала; doAFRI — разность скоростей между входным валом первой передней оси и выходным валом раздаточной коробки; и doAFRII — проскальзывание между входным валом второй передней оси и выходным валом раздаточной коробки.

Скорость автомобиля vc рассчитывается на основе минимальной скорости всех колес, когда автомобиль не тормозит. При торможении автомобиля скорость рассчитывается исходя из максимальной скорости всех колес.

Кроме того, контролируется значение переключателя обратной связи. Этот датчик размещен во всех пневматических цилиндрах, которые являются частями приводов. Датчик сигнализирует о фактическом включении полного привода или о блокировке соответствующих дифференциалов. К ним относятся: FeedbackFAI — входное значение алгоритма, отправляемое исполнительным механизмом для получения обратной связи при активации первого привода переднего моста; FeedbackFAII — входное значение алгоритма, отправляемое исполнительным механизмом для получения обратной связи об активации второго привода переднего моста; FeedbackIR — входное значение алгоритма, отправляемое исполнительным механизмом для получения обратной связи о блокировке / разблокировке заднего междифференциала; FeedbackRI — входное значение алгоритма, отправляемое исполнительным механизмом для получения обратной связи о блокировке / разблокировке межосевого дифференциала первой задней оси транспортного средства; FeedbackRII — входное значение алгоритма, отправляемое исполнительным механизмом для получения обратной связи о блокировке / разблокировке межосевого дифференциала второй задней оси транспортного средства; FeedbackFI — входное значение алгоритма, отправляемое исполнительным механизмом для получения обратной связи о блокировке / разблокировке межосевого дифференциала первой передней оси транспортного средства; и FeedbackFII — входное значение алгоритма, отправляемое исполнительным механизмом для получения обратной связи о блокировке / разблокировке межосевого дифференциала второй передней оси транспортного средства.

Сигналы педали считываются с датчиков или из сообщений CAN. К ним относятся: sigB — сигнал педали тормоза; sigT — сигнал педали акселератора; и sigC — сигнал педали сцепления. Переменная sigB также включает сигналы торможения от двигателя, стояночного тормоза и ретардера. Если значение sigB равно 1, алгоритм не позволяет активировать какой-либо привод для поддержания устойчивости транспортного средства.

Значение давления sigP контролируется для оценки давления воздуха в контуре системы.Это предотвращает повреждение мехатронной системы, если давление выходит за пределы допустимого диапазона.

От ЭБУ двигателя передается сообщение CAN с текущим значением крутящего момента двигателя. Следовательно, это значение обрабатывается и также используется в качестве входного значения алгоритма управления. Если значение крутящего момента двигателя велико, алгоритм управления не позволяет блокировать соответствующую кулачковую муфту в исполнительных механизмах.

Драйвер использует три переключателя и одну кнопку для установки алгоритма управления. Первый переключатель используется для установки автоматического и ручного режимов управления алгоритмом.Два других переключателя и кнопка используются для включения полного привода и блокировки задних междифференциалов, дифференциалов задней оси и дифференциалов передней оси в ручном режиме управления.

Другой вариант, который есть у водителя, — это настроить на сенсорном дисплее три режима управления для дороги, поля и местности / снега. Режим 1 предназначен для дороги, режим 2 — для полевых дорог, а режим 3 — для местности / снега. Функции для настройки параметров управления в соответствии с выбранными пользовательскими системными режимами в алгоритме следующие.

Перед запуском функции автоматического или ручного режима управления необходимо проверить наличие системных ошибок с помощью функции ошибок, которая будет более подробно описана в следующем разделе. Алгоритм оценивает реакцию на текущее поведение автомобиля. В рамках разработки были протестированы два подхода к алгоритму управления. Один был частично независимым и описан в [14], а другой был зависимым блокировкой дифференциала и описан здесь. Этот процесс показан на.В этом случае полный привод и блокировка междифференциалов активируются на первой фазе (уровень 2/1). На следующем этапе все задние осевые дифференциалы блокируются (уровень 5/2), а все передние осевые дифференциалы блокируются в последней третьей фазе (уровень 8/3). Когда цикл алгоритма управления запускается, сначала решается, есть ли неисправность в системе. При возникновении неисправности в системе, в зависимости от ее приоритета, алгоритм управления устанавливается на один из трех вариантов. Первое состояние — алгоритм управления работает как в ручном, так и в автоматическом режиме.Второе состояние возникает, когда неисправность более серьезная и от нее в значительной степени зависит режим автоматического управления. В этом случае система переходит в режим ручного управления независимо от режима управления, установленного пользователем. Если ошибки считаются очень опасными, система отключается. Если в системе нет серьезных сбоев, она контролируется установленным значением переключателя автоматического или ручного управления, установленным пользователем.

В случае ручного режима управления блокировка дифференциала происходит в соответствии с левой частью схемы, показанной на.Схема разделена на 4 уровня. Если водитель хочет включить полный привод или заблокировать дифференциал, процедура выглядит следующим образом. На первом этапе водитель нажимает первый переключатель на приборной панели, и алгоритм изменяет значение LockFAI-II и LockIR на 1 (уровень 1), если другие проверенные переменные крутящего момента двигателя и разницы скоростей между валы ниже предела. На втором этапе водитель нажимает второй переключатель, и алгоритм изменяет значение LockRI-II на 1 (уровень 2), если проверенные переменные крутящего момента двигателя, разницы скоростей между валами и значения обратной связи ниже предел или иметь значение 1.На третьем этапе водитель нажимает кнопку, и алгоритм изменяет значение LockFI-II на 1 (уровень 3), если выполняются условия, как на предыдущем этапе. Эти разницы скоростей и ограничения крутящего момента применяются из соображений безопасности, чтобы неопытный водитель не заблокировал дифференциал в опасной ситуации, которая может привести к разрушению трансмиссии. Значение обратной связи представляет собой фактическое состояние активации полного привода или индивидуальной блокировки дифференциала.Если пользователь хочет активировать полный привод или блокировку дифференциала, значение обратной связи необходимо сначала изменить на 1. Если водителю не нужно включать полный привод или блокировать дифференциал, водитель нажимает кнопку и переключается на уровень 0. Как правило, пользователь должен установить автоматический режим управления по умолчанию. Пользователь должен использовать ручной режим управления только в том случае, если это неизбежно или если система указывает на неисправность.

Обычно, если стрелки на диаграмме () отмечены красным, пользователь перемещается вверх по диаграмме.Если стрелки отмечены синим цветом, пользователь перемещается по диаграмме вниз. Это отключает полный привод и разблокирует все дифференциалы. Черные стрелки означают движение вверх / вниз на диаграмме. Зеленые ячейки всегда показывают, что должно быть заблокировано или активировано в отдельной позиции диаграммы алгоритма управления.

Автоматический режим управления работает согласно правой части схемы в. Оценка состояния основана на значениях разницы скоростей, крутящем моменте двигателя, обратной связи полного привода и блокировке дифференциала, значениях педали тормоза, значениях педали сцепления, значениях педали акселератора, системных ошибках, настройке режима (дорога, поле, местность / снег), скорости колеса и вала, давление в пневматической цепи, проскальзывание между колесами или валами, угол поворота передних колес, время и время испытания.Конечно, переменные всегда имеют какие-то пределы или значения для контроля и принятия решения. Эти значения не публикуются, потому что они конфиденциальны.

Схема режима автоматического управления разделена на 9 уровней, соответствующих активации Lock FA — полного привода, блокировки соответствующих дифференциалов Lock R — Lock F или интервалов ожидания —Проведите вверх / вниз.

Общее движение по диаграмме зависит от настройки режимов управления (дорога, поле, местность / снег).Если установлен дорожный режим, положение диаграммы алгоритма управления перемещается до максимального уровня 2. Если установлен полевой режим, положение диаграммы алгоритма управления перемещается до максимального уровня 5. Режим ландшафта / снега устанавливает алгоритм управления для перемещения по всей диаграмме.

На первом этапе отключается полный привод и разблокируются отдельные дифференциалы (уровень 0).

Если колеса автомобиля начинают пробуксовывать при неблагоприятных условиях сцепления и оцененное пробуксовка превышает заданный предел, оно перемещается на уровень 1 на диаграмме алгоритма управления.На этом этапе должны быть соблюдены дополнительные ограничения и условия: педаль акселератора должна быть нажата, разница скоростей должна быть меньше указанного предела, транспортное средство не должно тормозить, скорость транспортного средства должна быть ниже указанных пределов, пневматическое давление должен быть в пределах указанного диапазона, а крутящий момент должен быть ниже указанного предела. Он ни в коем случае не должен быть тормозным, это означает, что торможение моторным тормозом, замедлителем или стояночным тормозом также включается в тормозную переменную sigB .Значение педали акселератора sigT должно быть 1 для перехода на более высокий уровень в диаграмме алгоритма. Это означает, что если водитель нажимает педаль акселератора, входное значение sigT для алгоритма управления равно 1. Тогда алгоритм знает, что возможное пробуксовка колес оправдано. Если пробуксовка оценена и педаль акселератора установлена ​​на 0, алгоритм не может перейти на следующий уровень. Значение vc скорости транспортного средства определяет, может ли система все еще быть активной, чтобы избежать блокировки исполнительных механизмов на высоких скоростях транспортного средства.Значение крутящего момента двигателя Te используется для защиты трансмиссии от ударов крутящего момента. Если все выполнено, алгоритм управления переходит к Slip up FA (уровень 1). Если какое-либо условие не выполняется, позиция на диаграмме опускается на уровень 0.

На уровне 1 отслеживаются предыдущие условия и ограничения, а также продолжительность их действия. Если это время превышает указанный предел, новое условие выполняется, и положение диаграммы перемещается на уровень 2.Выходной сигнал LockFAI-II и LockIR изменяется на 1 и отправляется на исполнительный механизм для активации полного привода и блокировки заднего межколесного дифференциала.

На уровне 2, если какое-либо условие не выполняется, позиция на диаграмме перемещается на уровень 3. Если условия для перемещения позиции диаграммы выполнены, она немедленно изменяется (уровень 2). Если условия не выполняются, позиция диаграммы смещается вниз по истечении заданного времени.

Другой способ перейти на уровень 2 касается алгоритма, отслеживающего угол наклона транспортного средства вдоль его поперечной оси с помощью гироскопов и акселерометров.Эта функция имеет более высокий приоритет, чем предыдущие условия. Если значение угла больше заданных параметров, положение диаграммы перемещается на уровень 2. Эта функция контроля угла наклона была деактивирована во время тестирования прототипа. Преимуществом этой функции является равномерное распределение крутящего момента на всех колесах, что означает отсутствие перегрузки отдельных валов.

Для дальнейшего перехода на уровень 4 диаграммы должны быть выполнены другие условия.Один — это предел угла поворота колес; если углы поворота DeltaFLI или DeltaFRI превышают установленный предел, алгоритм не разрешает движение до уровня 4, чтобы избежать повреждения трансмиссии. На уровне 4 также отслеживается значение обратной связи. Это означает, что алгоритм ожидает в данной позиции диаграммы, пока индивидуальные значения обратной связи Feedback _и не изменятся на 1, что означает, что дифференциалы заблокированы или активирован полный привод.Таким образом, крутящий момент привода надлежащим образом распределяется по трансмиссии, защищая ее от повреждений. Если условия соблюдены, он переходит на уровень 4 на диаграмме. Если условия не выполняются, алгоритм переходит на уровень 3, а затем на уровень 0 в соответствии с условиями и пределами уровней.

На уровне 4 в течение установленного тайм-аута отслеживаются те же условия и ограничения, что и на уровне 2. Если условия соблюдены, он перемещается на уровень 5. Если условия не выполняются, положение диаграммы перемещается на уровень 2 и так далее.

На уровне 5 выходной сигнал LockRI-II изменяется на 1 и отправляется на привод для блокировки дифференциалов задней оси. Кроме того, те же условия и пределы контролируются с другой настройкой параметров пределов управления. Следовательно, в соответствии с результатом оценки условий и пределов, позиция на диаграмме перемещается вниз на уровень 6 или на уровень 7. Если неблагоприятные условия сцепления сохраняются, позиция диаграммы перемещается на уровень 8. Это верхний уровень. уровень диаграммы.

На уровне 8 выходной сигнал LockFI-II изменяется на 1 и отправляется на привод для блокировки дифференциалов передней оси. Включен полный привод и заблокированы все дифференциалы. В то же время алгоритм не знает, происходит ли пробуксовка колес. По этой причине запрограммирован так называемый тестовый цикл. Если какие-либо условия, ошибки или ограничения не указывают на то, что позиция диаграммы перемещается вниз до уровня 5, она ожидает в течение указанного интервала времени, а затем переходит на уровень 5.Затем оценивается проскальзывание, и если проскальзывание продолжается, он переходит на уровень 8. Если проскальзывания нет, он продолжает движение вниз по диаграмме. Это предполагает, что автомобиль, например, проехал по илистой местности, и теперь реакция системы больше не требуется. Это движение на диаграмме происходит непрерывно в соответствии с фактическими условиями склеивания.

В чем разница между полным приводом и полным приводом Suburban Ford of Sterling Heights

Вы смотрели на модельный ряд автомобилей Ford и задавались вопросом, почему у некоторых есть полный привод, а у других — полный привод?

Бытует мнение, что оба термина означают одно и то же. предмет.Да, есть, но они представляют собой два разных способа доставки тяга ко всем четырем колесам, когда они в этом нуждаются.

Термин «полный привод» происходит от системы, в которой две оси с дифференциалом каждая, соединенные карданными валами на раздаточная коробка. Раздаточная коробка — это где мощность от двигателя и Трансмиссия отправляется на оси для управления тягой. Раньше это было сделано вручную. Второй рычаг на полу управлял раздаточной коробкой, переключение с двухколесного на полный привод.Однако до передачи Если был включен, ступицы передних колес нужно было разблокировать ручкой. Эта ручка контролировали, можно ли использовать дополнительный ведущий мост для увеличения тяги.

Раздаточные коробки

обычно поставлялись с двумя передачами — высокой и низкой. Наибольшее сцепление с дорогой используется на высоких уровнях — на мокрых, заснеженных и грунтовых дорогах. управляемый. Низкий используется для более сложных ситуаций — например, переползания скалы или ледяной покров на холме. Низкая передача в раздаточной коробке ограничивает мощность на оси, пока водитель поддерживает очень низкую и безопасную скорость преодолевать труднопроходимую местность или плохое состояние дороги.

В наши дни системы полного привода стали легкими. Автоматическая блокировка ступиц, автоматическое переключение раздаточной коробки, даже по условию Системы управления рельефом, как в Ford Explorer, устраняют большую часть рутинной работы прошлого. Системы полного привода обычно встречаются на пикапах и традиционных Внедорожники.

Это приводит к системе полного привода. Хотя принцип то же самое, система намного упрощена и автоматизирована, чем традиционные системы полного привода.Основное отличие заключается в использовании «центра». дифференциал », а не раздаточная коробка. Межосевой дифференциал действует в тот же принцип, что и на ведущей оси, без какого-либо контроля диапазона и скорости, кроме двигателя и трансмиссии. Система полностью контролируется компьютер, подключенный обратно к дроссельной заслонке, двигателю, трансмиссии и осям для обеспечения надлежащей передачи крутящего момента на оси. Ford Escape — хороший пример этой системы.

На некоторых полноприводных системах есть некоторые органы управления. которые позволяют заблокировать межосевой дифференциал для полной тяги всех колес.Достаточно всего лишь переключиться на приборную панель, чтобы включить блокировку полного привода. Машины, минивэны и кроссоверы обычно имеют в наличии систему полного привода.

Что лучше? Это зависит от потребностей владельца транспортного средства. и каково предполагаемое использование приводной системы. Если кто-то живет в страны или часто направляется на север, или, может быть, вам нужно ехать по труднопроходимой местности, истинное система полного привода — правильный выбор. Для сезонных погодных условий в В городе или на трассе достаточно полноприводного автомобиля.Однако ваш фактический выбор зависит от их реальных потребностей.

Хорошо держать все четыре колеса на земле. круглый. Как бороться с экстремальными климатическими условиями и ландшафтом — вот где выбор становится ясно. В Suburban Ford of Sterling Heights мы поможем вам выяснить, какая система лучше всего подходит для вас и вашей семьи.

.