Виды дифференциалов автомобиля: устройство, виды и принцип работы

Содержание

Что такое дифференциал. Виды и схема работы

Автор Авто Эксперт На чтение 14 мин. Просмотров 5.2k. Опубликовано 17.11.2020

Интересное механическое устройство, известное человечеству с давних времен. Несколько лет назад ученые считали, что первый механизм, работающий по типу дифференциала, был использован в антикитерском механизме – удивительной находке, поднятой со дна моря, и оказавшейся самым настоящим древним калькулятором для астрономических вычислений. Так что сама идея дифференциала не нова, однако настоящее признание она получила только с появлением первых автомобилей.

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле — это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения – механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) – нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

Передний привод – картер коробки передач.
Задний привод – корпус ведущего моста.
Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений. Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы. Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

Устройство и принцип работы

С технической точки зрения дифференциал устроен достаточно просто, но при этом он способен выдерживать огромные нагрузки. Что внутри этого узла и как он работает?

Устройство типового дифференциала

По своему типу это планетарный редуктор со всеми необходимыми элементами.

Шестерня главной передачи – подает вращение от КПП на дифференциал.
Ведомая шестерня связана и с главной передачей, и с шестернями-сателлитами.
Сателлиты – закреплены в «чашке» ведомой шестерни, так что вращаются вместе с ней.
Шестерни полуосей – соединены с сателлитами и не контактируют с остальными элементами дифференциала.

Как это работает?

Детально показано на видео-ролике, ниже.

От КПП выходит вал главной передачи, от которого вращение передается на ведомую шестерню.
Ведомая шестерня и скрепленная с ней «чашка» (водило) принимают крутящий момент.
Вращаясь, ведомая шестерня и чашка приводят в движение шестерни-сателлиты.
Сателлиты, в свою очередь, передают вращение на полуоси.
При равной нагрузке на полуоси (когда автомобиль движется по прямой дороге с равномерным покрытием) сателлиты не вращаются. Работает только ведомая шестерня, в чашке которой закреплены сателлиты, и они описывают обороты вместе с ней, при этом не совершая вращения вокруг своей оси. Таким образом, момент вращения распределяется на полуоси поровну, 50:50.

Когда автомобиль поворачивает и одно из колес должно замедлить, а второе – ускорить движение, сателлиты приходят в движение. За счет конической зубчатой передачи они, вращаясь, замедляют одну полуось и ускоряют вторую. Другими словами, перераспределяют момент вращения в нужной пропорции, вплоть до 0:100 без потери усилия.
При пробуксовке одного колеса включается механизм блокировки, без которого на то колесо, которое вращается быстрее, ушел бы весь момент вращения. Без блокировки автомобиль останавливается при попадании хотя бы одного колеса на скользкую поверхность.

При прямолинейном движении

Когда автомобиль движется прямолинейно по гладкой поверхности с твёрдым сухим покрытием, обе полуоси вращаются с одинаковой угловой скоростью. Полуосевые шестерни находятся в покое одна относительно другой, весь дифференциал сильно похож на монолитную конструкцию.

Сателлиты, будучи связанными через свои зубья с обеими полуосевыми шестернями, относительно своих осей не вращаются. Момент распределяется поровну между осями, если дифференциал симметричный и свободный, то есть лишён блокировок. Впрочем, с блокировками в таком идеальном случае будет то же самое.

При повороте

В повороте, а это обычный режим работы дифференциала, поскольку идеальных прямых в природе не существует, одно из колёс всегда будет вращаться быстрее. Сателлиты придут в движение относительно своих осей, но связь между полуосевыми шестернями и корпусом не утратят. То есть момент продолжит передаваться от корпуса к колёсам, причём всё в том же соотношении 50/50.

Это очень любопытно рассмотреть с точки зрения мощности. Момент одинаков, а скорость у внешнего от поворота колеса больше, то есть и мощность на него передаётся пропорционально большая.

И это неудивительно, так как чем больше скорость, тем выше потери, которые компенсируются добавкой мощности. При этом ни малейших помех вращению колёс с разной скоростью создаваться не будет, в отличие от жёсткой связи.

При пробуксовке

Гораздо менее приятно дела обстоят в том случае, когда одно из колёс попало на относительно скользкий участок дороги и сорвалось в пробуксовку при разгоне. Сцепления с дорогой нет, а значит момент сопротивления покрытия резко падает. Но этот момент всегда равен тяговому, это закон физики. Значит и тяговый момент упадёт.

Свободный симметричный дифференциал делит тягу пополам между колёсами. Всегда 50/50. То есть при падении момента на одном до нуля, на втором он обнулится автоматически. Автомобиль начнёт терять скорость, а если речь идёт о трогании с места на льду или жидкой грязи, то он просто там и останется, не сумев выехать из засады.

В этом главный недостаток свободного дифференциала. Он может передать усилие только то, которое способно переварить колесо, находящееся в худших условиях. Даже если второе будет на сухом чистом асфальте, автомобиль никуда не поедет. Вся энергия уйдет на быстрое и бесполезное вращение буксующего колеса.

Преимущества и недостатки

Основное преимущество дифференциала – это то, что он дал возможность выполнять повороты. Скорость движения каждого колеса на ведущей оси подстраивается под дорожную ситуацию совершенно автоматически, без участия водителя, так что безопасность и маневренность транспортного средства выросли в десятки раз после внедрения этого механизма. Сегодня дифференциал той или иной конструкции используется во всех видах автомобильного транспорта.

Еще одно преимущество – довольно высокая надежность узла. Планетарная передача выдерживает большие нагрузки, а особенности некоторых типов дифференциала еще дополнительно повышают его мощность и стойкость к износу

Основным недостатком можно назвать необходимость использовать механизм блокировки, чтобы автомобиль мог двигаться и по льду, и по сложным дорогам. Ручная, автоматическая или электронная – любой тип блокировки должен применяться обязательно, а это означает, что появляется дополнительный механизм, который может выйти из строя.

И, конечно, нельзя забывать о контроле за техническим состоянием узла. Это еще один узел, в котором нужно менять масло, хоть и не часто, и отслеживать износ деталей. И, кстати, о необходимости этой процедуры многие автовладельцы забывают.

Разновидности автомобильных дифференциалов

Помимо конического, цилиндрического и червячного, существуют и успешно используются следующие разновидности дифференциалов: дифференциал с полной блокировкой, дифференциал Торсен, дифференциал Квайф, вискомуфта.

Дифференциал с полной блокировкой

Дифференциалы этого типа чаще всего используются на грузовиках и внедорожниках. Их блокировка включается и отключается непосредственно из салона с помощью специальной клавиши водителем. Они используются для повышения проходимости автомобилей.

Межосевой дифференциал с блокировкой типа Torsen

Конструкция рабочего привода данной системы состоит из следующих единиц:

корпус;
правая полуосевая шестерня;
левая полуосевая шестерня;
сателлиты правой и левой полуосевых шестерен;
выходные валы.

Стоит отметить, что дифференциал Torsen имеет наиболее совершенную конструкцию.

Принцип работы:

Межосевой блокируемый дифференциал Torsen состоит из ведомых и ведущих червячных колес, иначе называемых полуосевыми и саттелитами. В такой системе блокировка случается вследствие особенностей функционирования шестерен данного типа. В нормальном состоянии им задается определенное передаточное число. Если колеса имеют хорошее сцепление с поверхностью и движутся плавно, работа дифференциала происходит точно так же, как и у симметричного. Но как только происходит резкое увеличение момента, саттелит пытается начать движение в обратную сторону. Полуосевая червячная шестерня перегружается, и происходит блокировка выходных валов. При этом лишний крутящий момент двигателя переходит на другую ось. Максимальная степень перераспределения момента для дифференциалов Torsen – 75 на 25.

Наиболее известной разновидностью данной системы является Torsen Audi Quattro. Это один из самых популярных механизмов в конструкциях современных полноприводных автомобилей. Его неоспоримыми преимуществами являются широкий спектр переброса вращающего момента, мгновенная скорость срабатывания и отсутствие негативного влияния на тормозную систему. А вот к недостаткам можно отнести сложность конструкции со всеми сопутствующими последствиями.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Дифференциалы Квайф

Отличительной особенностью дифференциалов этого типа является то, что сателлиты в них располагаются параллельно оси вращения корпуса (чаши), причем в два ряда. Кроме того, при функционировании этих агрегатов образуются силы трения, которые при необходимости автоматически осуществляют блокировку, повышают проходимость и силу тяги автомобиля. Чаще всего дифференциалы Квайф используются для тюнинга легковых автомобилей и внедорожников.

Вискомуфта

Функционирование этот типа дифференциала основано на том же принципе, что и работа гидротрансформатора. Чаще всего вискомуфты используются в автомобилях с полным приводом и используются для того, чтобы обеспечивать связь передних колес с задними по следующему принципу: если одни из них проскальзывают, то крутящий момент транслируется на другие, за счет чего и решается проблема пробуксовки. Конструктивно вискомуфта представляет собой цилиндр, в которой находится погруженный в вязкую жидкость пакет металлических дисков, имеющих перфорацию, и соединенных с валами (как ведущим, так и ведомым). В зависимости от температуры вязкость жидкости меняется, на чем и основывается принцип работы этого агрегата.

Видео на тему

Виды блокировок дифференциала

Есть несколько видов блокировки:

Полная. Напрямую подсоединить корпус к полуоси, которая получает основную нагрузку и жестко его закрепить. Т.е. передать крутящий момент, как он есть, на колеса.
Частичная. Ограничить в планетарном механизме вращение сателлитов. При этом заблокировать дифференциал получиться частично, а значит и крутящий момент перераспределить также частично, но большую его часть перенаправить на колесо со сцеплением.

По способу включения бывают:

ручной блокировки;
автоматической (самоблокирующей).

Привод ручной блокировки может быть:

механический;
электрический;
гидравлический;
пневматический.

Как правило ручная блокировка происходит за счет кулачкового механизма. Он приводит в действие принудительную блокировку дифференциала, с помощью переключателя на приборной панели или рычажного механизма. Т.е. водитель вручную должен активировать блок. Никаких датчиков и напоминаний. Механизм универсален для применения. Водитель, включая специальную муфту, соединяет полуось с корпусом дифференциала, и момент передается на прямую без участия сателлитов.

Если Вы купили автомобиль со значком «полный привод», это еще вовсе не значит, что на нем установлена блокировка дифференциала. К сожалению, не все любители 4Х4 об этом знают. Поэтому внедорожник, повисший в диагональном вывешивание в колее грунтовой дороги, совсем не редкость. В этой ситуации колеса, находящие в воздухе, энергично крутятся, а те, что плотно прижаты к земле, стоят без участия. Почему же так происходит?

Для городских автомобилей, вполне достаточно штатного дифференциала. Если на заснеженной трассе встретился участок со льдом, они передадут большую часть крутящего момента колесу, оставшемуся на твердой поверхности. Но для поездок по сложному бездорожью, или размытой грунтовке, этого мало.

Поэтому изобрели механизмы, которые по ситуации, или по желанию водителя, могут осуществить блокировку, у полноприводных монстров даже на выбор, заднего или переднего дифференциала и блокировку межосевого дифференциала.

Как работает самоблокирующийся дифференциал

Самоблокирующийся дифференциал, по сути, представляет собой компромисс между полным блоком и свободным диффом и позволяет снизить пробуксовку колес машины в случае возникновения между ними разницы в коэффициенте сцепления с грунтом. Таким образом, значительно повышается проходимость, управляемость на бездорожье, а также динамика разгона автомобиля, причем независимо от качества дороги.

Самоблок исключает полную блокировку колес, что защищает полуоси от критических нагрузок, которые могут возникнуть на дифференциалах с принудительным выключением.

Блокировка с полуосей снимается автоматически, если при прямолинейном движении скорости вращения колес выравнивается.

Самые распространенные типы самоблоков

Дисковый самоблок – это набор фрикционных (трущихся) дисков, установленных между корпусом диффа и шестерней полуоси.

Понять, как работает дифференциал с таким блоком, несложно: пока машина едет по прямой, корпус диффа и обе полуоси крутятся вместе, как только в скоростях вращения появляется разница (колесо попало на скользкий участок), между дисками возникает трение, снижающее ее. То есть колесо, оставшееся на твердом грунте, продолжит вращаться, а не остановится, как в случае свободного дифференциала.

Вискомуфта, или иначе вязкостная муфта, так же как и предыдущий дифф, содержит два пакета дисков, только на этот раз перфорированных, установленных между собой с небольшим зазором. Одна часть дисков имеет сцепление с корпусом, другая – с валом привода.

Диски, помещены в емкость, заполненную кремнийорганической жидкостью, которая при равномерном их вращении остается в неизменном состоянии. Как только между пакетами появляется отличие в скорости, жидкость начинает быстро и сильно густеть. Между перфорированными поверхностями возникает сопротивление. Чересчур раскрутившийся пакет таким образом притормаживается, и скорость вращения выравнивается.

Зубчатый (винтовой, червячный) самоблок. Его работа базируется на способности червячной пары расклиниваться и тем самым блокировать полуоси при возникновении на них разницы в крутящих моментах.

Кулачковый самоблок. Чтобы понять, как работает дифференциал такого типа, достаточно представить открытый дифф, в котором вместо планетарного шестеренчатого механизма установлены зубчатые (кулачковые) пары. Кулачки проворачиваются (перескакивают), когда скорости вращения колес практически одинаковы, и жестко блокируются (заклиниваются), как только какое-то из них начинает пробуксовывать.

Разницы в том, как работает блокировка межосевого дифференциала и межколесного, нет – принцип действия одинаков, отличия только в конечных точках: в первом случае – два моста, во втором – два колеса, установленных на одной оси.

Источники

https://VazNeTaz.ru/differencial
https://TechAutoPort.ru/transmissiya/differentsial-i-glavnaya-peredacha/differentsial.html
https://AutoVogdenie.ru/chto-takoe-differencial-v-avtomobile.html
https://AvtoNov.com/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%B4%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB-%D0%B2-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B5/
https://ijeep.ru/raznoe/kak_rabotaet_mezhosevoy_differencial_ustroystvo_i_princip_raboti
https://FB.ru/article/460593/differentsial-torsen-printsip-rabotyi
https://AvtoNov.com/%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0-%D0%BC%D0%B5%D0%B6%D0%BE%D1%81%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%B4%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%B0/
https://VazNeTaz.ru/blokirovka-differenciala
https://FB.ru/article/321970/samoblokiruyuschiysya-differentsial-kak-rabotaet

Как работают разные типы дифференциалов

Что необходимо знать о дифференциалах и об их различиях в работе.

Прежде чем приступить к рассмотрению дифференциалов, их типов и нюансах работы, сначала мы с вами обратимся к теории. Для чего вообще нужен дифференциал на современных автомобилях и какой принцип его работы?

Дифференциал, как говорит теория, это механическое устройство с особым видом планетарной зубчатой передачи, разделяющий момент входного вала (в нашем случае карданного вала) между выходными валами (полуосями) автомобиля, передающий, момент силы с карданного вала на задние полуоси в заднеприводном варианте или непосредственно от двигателя сразу на полуоси в переднеприводном автомобиле так (дифференциал в FWD расположен в КПП), что угловые скорости вращения этих полуосей могут быть разными по отношению друг к другу и колеса автомобиля проходят разный путь (например в повороте). Опять же, все из теории, во время прохождения поворота колеса автомобиля проходят по различным траекториям, а именно, по внутренней и внешней, отсюда соответственно получается, что колесо вращающееся по внешнему радиусу проделывает (пробегает) больший путь чем то колесо, которое вращается по внутреннему радиусу, а значит, что и скорость такого вращения колес будет разная, т.е. скорость колеса вращающегося (пробегающего) по внутреннему радиусу должна быть меньше той скорости колеса, которое вращается по внешнему радиусу.

Смотрите также: Что нужно знать прежде чем ездить по бездорожью

В этом как-раз непосредственно и заключается главная задача дифференциала, т.е. правильно распределять скорости вращения валов на выходе и соответственно самих колес.

Предназначение дифференциала автомобилей:

— позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;

— неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса.

Основная проблема, появившаяся на заре автомобильной эры, была решена с помощью применения дифференциала, теперь повороты машине можно проходить более безопасно и без пробуксовки колес, а отсюда соответственно и без чрезмерной нагрузки на трансмиссию, на шины и на сами подшипники колес. Но зато появилось другое неудобство.

Простейший дифференциал имеет одну яркую «особенность», благодаря которой он категорически не подходит для сложных, экстремальных дорожных ситуаций.

Когда у ведущих колес 100% сцепление с дорогой, то все будет идти хорошо и дифференциал будет исполнять свою функцию просто идеально, но стоит одному из колес попасть в ситуацию когда оно (шина) потеряет сцепление с дорогой, или попадет на другой тип грунта или на лед, то начнет вращаться именно то колесо, которое потеряло сцепление, а противоположенное стоящее на более цепком грунте просто останется неподвижным.

Смотрите также: Избыточная поворачиваемость и недостаточная поворачиваемость

Не вдаваясь в сами нюансы работы механизма можно просто констатировать факт, что дифференциал не меняет свой крутящий момент, он просто перераспределяет мощность между колесами и такая мощность будет всегда больше на том именно колесе, которое вращается быстрее. При пробуксовке колеса сопротивление его и крутящего момента будет минимальным, а значит чрезвычайно малым будет и крутящий момент передающийся с самого двигателя непосредственно на колесо, а значит и на противоположенном колесе этот крутящий момент будет ему соответствовать, то есть он будет минимальным.

Особенно видны и очень заметны недостатки этого классического дифференциала на спортивных автомобилях с большой мощностью, а также и на полноприводных машинах, которые рассчитаны на езду по бездорожью.

В этой связи инженеры и автопроизводители большинства автокомпаний начали искать новое решение с этой проблемой. Появилось большое количество (различных видов устройств) дифференциалов. Основные виды таковых нам и хотелось бы освятить в данной статье. А также нам хотелось бы рассказать своим читателям и об основных преимуществах и конкретных недостатках тех или иных видов этих устройств, и еще, на каких современных автомобилях можно сегодня встретить тот или иной тип дифференциалов.

Свободный дифференциал (Open Differential).

Суть его работы.

Разделяет крутящий момент двигателя на две оси, каждая из которых способна вращаться с различной скоростью.

Недостатки.

При потери сцепления колеса с дорогой крутящий момент на противоположном колесе тоже снижается (падает). В худшем варианте, у застрявшего автомобиля одно колесо будет свободно вращается, в то время, как противоположенное с лучшим сцеплением не сможет просто передать поверхности (дороге) достаточно крутящего момента, чтобы сдвинуть автомобиль с места.

Современные системы управления тягой компенсируют это, путем применения тормозов к потерявшему сцепление колесу. Но данный подход к проблеме помогает лишь отчасти, более сложный дифференциал, как правило действует быстрее и он более эффективен, чем тот же стандартный тип такого механизма.

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Устанавливается на большинство автомобилей у которых «отсутствуют претензии» на нехватку большой мощности (они достаточно мощные), или у которых «отсутствуют амбиции» к любому бездорожью (внедорожники), а также на семейные седаны, на кроссоверы, на мини-вэны, на малолитражные машины, и т.д.

Блокируемый дифференциал (Locking Differential).

Как он работает.

При заблокированном дифференциале колеса машины будут постоянно вращаться с равными скоростями. В песке, в грязи и на снегу заблокированный дифференциал гарантирует, что крутящий момент продолжит поступать на колеса с более высокой тягой.

Недостатки.

В незаблокированном виде данный механизм ведет себя точно также, как и свободный дифференциал. Блокировка дифференциала на поверхности с высоким уровнем сцепных свойств, как например, на том же сухом асфальте, затрудняет поворачиваемость автомобиля и может нанести серьезный вред автомобильной трансмиссии.

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Jeep Wrangler, Mercedes-Benz G-класса, Ram 2500 Power Wagon; опционально его можно поставить на большинство полноразмерных джипов и пикапов.

Самоблокирующийся дифференциал (Limited-slip Differential). Дифференциал повышенного трения.

Как он работает.

Самоблокирующийся дифференциал совмещает в себе две концепции,- свободную и блокируемую системы дифференциалов. Он способен функционировать большую часть времени как обычный дифференциал, а в нужный момент автоматически блокироваться, т.е. в тот момент, когда происходит проскальзывание одного из колес. Блокировка достигается за счет вязкостной муфты, или фрикционной муфты, или за счет сложной системы гидророторного типа. В военных автомобилях ставятся зубчатые или кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы.

Недостатки.

Чисто механические дифференциалы повышенного трения являются реактивными. То есть, они не блокируются пока не произошла пробуксовка колеса.

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Nissan 370Z со Sport пакетом (с вискомуфтой), Mazda MX-5 Miata (clutch-type), Scion FR-S/Subaru BRZ (helical gears).

Самоблокирующийся дифференциал с электронным управлением (Electronically Controlled Limited-slip Differential).

Как он работает.

Преимущества такого электронного управления в том, что повышается тяга в повороте и степень блокировки дифференциала можно настроить.

Например, если компьютер автомобиля определяет, что в повороте у него (автомобиля) избыточная поворачиваемость, то он может сильнее заблокировать дифференциал для того чтобы стабилизировать автомобиль.

Недостатки.

Как и в обычном дифференциале ограниченного скольжения его крутящий момент смещен в сторону и колеса более медленно вращающегося.

На каких автомобилях его можно обнаружить.

BMW M3 и M4, Cadillac ATS-V и CTS-V, Chevrolet Corvette с пакетом Z51, Ferrari 488GTB.

Активный дифференциал (Torque-vectoring Differential).

Как он работает.

Использует дополнительные редуктора, которые подключаются по команде электроники. Электроника собирает информацию со всех датчиков, а именно, о скорости автомобиля, о скорости вращения колес, о включенной передаче, об угле поворота рулевого колеса и о множестве других параметров.

Способен дозированно отправлять крутящий момент к каждому из ведущих колес.

С активным дифференциалом автомобиль может проходить повороты на больших скоростях.

Недостатки.

Системы активного дифференциала тяжелые, достаточно сложные и очень дорогие, они увеличивают расход топлива автомобиля.

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Audi S4, S5 и S6; BMW X5 M и X6 M; Lexus RC F.

Дифференциал: распределяем крутящий момент

В конструкции трансмиссии любого автомобиля обязательно присутствует такой составной узел как дифференциал авто. Этот элемент очень важен и выполняет ряд функций, без которых передвижение на авто и его управление было бы очень затруднительным.

Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от ДВС на колеса ведущей оси. Но поскольку условия передвижения могут быть самыми различными, необходимо обеспечить распределение подающегося вращения по колесным осям. То есть, нужно сделать так, чтобы колеса приводной оси могли крутиться с разными скоростями.

Если бы приводные колеса были связаны между собой жестко (объединены одной осью), то при определенных условиях возникала бы пробуксовка. Так, при вхождении в поворот колеса перемещаются по разным радиусам, что сказывается на пути, который каждое из них должно пройти. Колесо, перемещающееся по внутреннему радиусу, должно преодолеть значительно меньшее расстояние, чем-то, что идет по внешнему. Жесткая связка колес приведет к тому, что внутреннее колесо будет просто пробуксовывать, поскольку его скорость вращения больше, чем нужна для преодоления пути. А это в свою очередь обеспечивает повышение нагрузки на элементы трансмиссии, ухудшает управляемость, приводит к интенсивному износу шин.

Устранить этот негативный фактор и позволяет дифференциал. Этот узел обеспечивает передачу момента по полуосям, а также крутиться им с различной угловой скоростью.

Принцип работы

Для примера рассмотрим принцип работы самого распространенного типа дифференциала – конического. Состоит такой узел из корпуса, шестеренок, закрепленных на полуосях, а также сателлитов.

Устройство симметричного конического дифференциала

Компоновка дифференциала такая – корпус зафиксирован на ведомом шестеренчатом колесе главной передачи. Внутри него на жестко закрепленных осях расположены сателлиты. Полуоси, передающие вращение на колеса, своими концами заходят в корпус. Полуосевые шестеренки имеют постоянное зацепление с шестернями-сателлитами. В общем, все достаточно просто.

Сателлиты имеют две степени движения. Они зафиксированы на осях в корпусе, поэтому и вращаются вместе с ведомым шестеренчатым колесом главной передачи. Также они могут крутиться и вокруг своей оси.

При прямолинейном передвижении колеса ведущей оси испытывают одинаковое сопротивление, поэтому момент делится по полуосям равномерно. Сателлиты в этом случае вращаются лишь с корпусом, а относительно своих осей они неподвижны.

При вхождении в поворот, колесо, движущееся по внутренней стороне, испытывает повышенное сопротивление, по сравнению с внешним. Поскольку жесткой связи между ними нет, то из-за возникшего сопротивления внутреннее колесо замедляется и возникает разница в угловых скоростях на полуосях. Это приводит к тому, что сателлиты начинают крутиться на осях, передавая больший момент на полуось колеса, движущегося по внешней стороне. То есть, благодаря дифференциалу замедление одного колеса приводит к ускорению второго.

Но в функционировании дифференциала есть один существенный недостаток – при потере сопротивления на одном колесе узел весь крутящий момент подаст на него. В результате, при вывешивании одного из ведущих колес или его попадании на скользкий участок, все вращение пойдет на него, второе же колесо остановиться – автомобиль окажется обездвиженным. Для борьбы с этим негативным качеством используются блокировки, которые предотвращают подачу всего крутящего момента только на одну полуось.

Виды узлов

Выше описан принцип работы дифференциала на примере только одного типа узла. На авто же применяются различные варианты этой составляющей трансмиссии. Все существующие виды дифференциалов можно разделить по ряду категорий:

Место расположения
Соотношение моментов при распределении
Конструкция
Наличие блокировки

Помимо этого, вместо дифференциалов в конструкции авто могут применяться различные муфты, выполняющие ту же функцию, что и дифференциал. Также современные технологии позволяют полностью отказаться от использования дифференциалов, а их роль выполняют системы безопасности.

Места установки

На легковых авто с одной ведущей осью применяется только один дифференциал. В заднеприводных моделях он располагается в ведущем мосту (там, где установлена главная передача). В переднеприводных же моделях этот узел входит в конструкцию КПП.

Пример компоновки дифференциала в МКПП переднего привода

Поскольку дифференциалы на легковых авто обеспечивают распределение крутящего момента между колесами, то они получили название межколесных.

В полноприводных моделях, в которых ведущими являются обе оси, используется два межколесных дифференциала, по одному на каждый ведущий мост.

Отметим, что в полноприводных моделях есть еще одно место распределения крутящего момента – раздаточная коробка, которая подает вращение на обе оси. И здесь также требуется разделение момента, но в этом случае – между мостами, поэтому в конструкции раздатки также применяется дифференциал, называющийся межосевым.

Виды и расположение дифференциалов в зависимости от привода

На многоосных грузовиках с несколькими ведущими осями есть еще одно место установки дифференциала – между группой приводных мостов. Этот узел носит название центрального.

Распределение моментов

Соотношение моментов при распределении бывает разным – симметричным и несимметричным. Первый вариант описан выше – такой узел при движении на ровном участке дороги распределяет момент одинаково на обе полуоси, а его изменение происходи только при изменении условий движения.

Все межколесные дифференциалы являются симметричными

Несимметричные дифференциалы отличаются тем, что передача вращения между двумя осями осуществляется в определенной пропорции, причем неравной. К примеру, на многих кроссоверах используется межосевой дифференциал с соотношением 40/60. Это означает, что крутящий момент, поступающий на раздаточную коробку, делится и на передний ведущий мост поступает 40% вращения, а на задний – 60%. В этом случае передняя ось является больше вспомогательной, позволяющей повысить проходимость, основным же выступает задний мост.

Несимметричное распределение вращения обеспечивают и муфты, которые устанавливаются вместо межосевого дифференциала. При этом муфты позволяют обеспечивать распределение вращения не в строго заданной пропорции, а в целом диапазоне. То есть, на ряде авто с постоянным полным приводом, в зависимости от условий движения, муфта может менять соотношение от 40/60 до 0/100.

Конструктивное исполнение

Все дифференциалы, используемые на авто, построены по единому принципу – на основе планетарной передачи. Но конструктивных исполнений узла – несколько:

Конический
Цилиндрический
Червячный
Кулачковый

Виды конструкций дифференциалов

Во всех их, кроме кулачкового, разница сводится только к форме и конструктивному исполнению шестерен.

В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.

Более интересны в плане конструкции червячный и кулачковый узлы. В первом варианте используется червячное зацепление между сателлитами и полуосевыми шестеренками. Такие дифференциалы получили общее название Torsen. Примечательно, что разработано несколько видов конструкции Torsen. Вариант Т1 отличается тем, что сателлиты в нем располагаются перпендикулярно оси вращения. Во втором варианте – Т2, сателлиты располагаются уже параллельно полуосям. Существует еще один тип червячного дифференциала – Quaife. В нем, как и Torsen Т2, сателлиты расположены параллельно, а отличие сводится к форме самих шестеренок.

В кулачковом узле шестеренок вообще нет. В них основными рабочими элементами выступают специальные сухари, установленные между двумя звездочками (кулачковыми шайбами) – внутренней и наружной. Из-за особенностей функционирования этот узел является – дифференциалом повышенного трения.

Виды блокировки

Как уже отмечено, в дифференциалах есть один серьезный недостаток. И решается он использованием специального механизма – блокировки.

По этому критерию узлы делятся на свободные, самоблокирующиеся и с принудительной блокировкой. Узлы свободного типа не имеют в конструкции какой-либо блокировки, поэтому при создании условий негативное качество сразу же проявляется. Такие узлы обычно используются на легковых авто, предназначенных для использования в городских условиях.

В самоблокирующихся узлах дополнительные элементы в конструкции дифференциала при возникновении ситуации, когда весь момент перебрасывается на одно колесо, замедляют вращение полуоси, тем самым направляя часть вращения на другое колесо. Самым распространенным способом обеспечить самоблокировку, является установка фрикционов. Отметим, что червячные дифференциалы не требуют установки дополнительных узлов, поскольку в червячной передаче присутствует эффект самоторможения, поэтому узлы этого типа сами по себе являются самоблокирующимся.

При принудительной блокировке осуществляется жесткое соединение одной из полуосей с корпусом дифференциала, поэтому при задействовании механизма дифференциал полностью прекращает свою работу, и функционирование ведущего моста осуществляется так, как будто колеса соединены между собой жестко одной осью.

Активный дифференциал

Все перечисленные виды дифференциалов работают полностью самостоятельно и вполне справляются с поставленной задачей. Но конструкторам показалось этого мало, поэтому ими был придуман и создан так называемый активный дифференциал.

В обычных узлах распределение вращения делается пропорционально. То есть, замедление одного колеса приводит к пропорциональному возрастанию вращения на втором. Активный же дифференциал позволяет подкорректировать эти пропорции.

Суть его такова – если при прохождении поворота на наружном колесе сделать скорость вращения больше, чем это обеспечивает дифференциал, то возникает эффект подруливания. За счет этого колесо, идущее по внешнему радиусу, «доворачивает» авто, позволяя ему лучше войти в поворот.

А реализовано это путем установки дополнительных планетарных редукторов на полуоси. Причем эти редукторы срабатывают только в определенные моменты, и для этого дополнительные узлы оснастили муфтами с электроприводом.

Принцип работы активного дифференциала

Суть работы активного дифференциала такова – при вхождении в поворот, на полуоси внешнего колеса срабатывает муфта, включая редуктор. Дополнительная передача обеспечивает повышение скорости вращения полуоси, а соответственно и колеса, и оно начинает «подруливать».

Как видно дифференциалы очень разнообразны, и автопроизводители не останавливаются на достигнутом. От модели к модели повышаются их возможности и пределы, скорость работы постоянно возрастает. В конечном счете это может отразиться на надежности в любую из сторон, но безусловно наш комфорт и безопасность возрастает.

Как работает дифференциал при движении автомобиля. Дифференциалы автомобилей — типы

Механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля, называется дифференциалом. Дифференциал служит для обеспечения ведущим мостам разной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах.

Разная скорость вращения ведущим колесам, проходящим разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В противном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и износ шин. В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы дифференциалов (рисунок 1).

Рисунок 1 — Типы дифференциалов, классифицированных по различным признакам

Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным.

Дифференциал, который распределяет крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомобиля, называется межосевым.

На большинстве автомобилей применяют конические дифференциалы, симметричные и малого трения.

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число равно единице (u_Д = 1), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рисунок 2, а, б) имеют одинаковые диаметры и равное число зубьев. Симметричные дифференциалы применяются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже — межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент поровну между ведущими мостами.

Рисунок 2 — Кинематические схемы шестеренных дифференциалов

а, б — симметричных; в, г — несимметричных; 1 — корпус, 2 — сателлит; 3, 4 — шестерни

Несимметричный дифференциал распределяет не поровну крутящий момент. Его передаточное число не равно единице, но постоянно (u_Д ≠ 1 = const), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 имеют неодинаковые диаметры и разное число зубьев. Несимметричные дифференциалы применяют, как правило, в качестве межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент пропорционально нагрузкам, приходящимся на ведущие мосты.

Межколесный конический симметричный дифференциал (см. рисунок 2, а) состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых шестерен 3 и 4, которые соединены полуосями с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, закрепленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также закрепленной в корпусе дифференциала.

Принцип работы дифференциала

Работу дифференциала при движении автомобиля поясняет рисунок 3.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге (рисунок 3, а) ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. В этом случае сателлиты 3 не вращаются вокруг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни 4 и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие моменты.

Рисунок 3 — Работа дифференциала при движении автомобиля

а — по прямой; б — на повороте; 1, 4 — шестерни; 2 — корпус; 3 — сателлит; 5 — полуось

При повороте автомобиля (рисунок 3, б) внутреннее по отношению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колеса, вращается медленнее, и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоростями, что и необходимо при движении на повороте.

При движении автомобиля по неровной дороге ведущие колеса также встречают различные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксования.

Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом крутящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьшается и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вращения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость автомобиля ухудшаются.

Особенно это проявляется, когда одно из ведущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое находится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момента будет недостаточно для движения автомобиля, то автомобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет неподвижным, а колесо на скользкой дороге — буксовать.

Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается. В результате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих колесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20…25% во время движения в реальных дорожных условиях.

Конический симметричный дифференциал является дифференциалом малого трения, так как имеет небольшое внутреннее трение.

Трение в дифференциале повышает проходимость автомобиля, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах достигает максимального значения.

Однако в дифференциале малого трения увеличение суммарной тяговой силы на ведущих колесах составляет всего 4…6%, что также не способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля.

Конический симметричный дифференциал малого трения прост по конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность. Он обеспечивает хорошие управляемость и устойчивость, уменьшает изнашивание шин и расход топлива. Этот дифференциал также называется простым дифференциалом.

Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между главными передачами ведущих мостов многоприводных автомобилей. Дифференциал устанавливается в раздаточной коробке или в приводе главных передач. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в трансмиссии автомобиля, которая очень сильно нагружает трансмиссию, особенно при движении по ровной дороге. В качестве межосевых на автомобилях применяются и конические, и цилиндрически дифференциалы.

Кулачковые дифференциалы

Кулачковые (сухарные) дифференциалы могут быть с горизонтальным (рисунок 4, а) или радиальным (рисунок 4, б) расположением сухарей. Сухари 3 размещаются в один или два ряда в отверстиях обоймы 2 корпуса 1 дифференциала между полуосевыми звездочками 4 и 5, которые установлены на шлицах полуосей. Сухари в дифференциале выполняют роль сателлитов.

Рисунок 4 — Кинематические схемы кулачковых (а, б) и червячных (в, г) дифференциалов

1 — корпус, 2 — обойма, 3 — сухарь; 4, 5 — звездочки; 6, 8 — червяки; 7 — сателлит; 9, 10 — шестерни

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге сухари неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездочек. Своими концами они упираются в профилированные кулачки полуосевых звездочек и расклинивают их. Все детали дифференциала вращаются как одно целое, и оба ведущих колеса автомобиля вращаются с одинаковыми скоростями.

При движении автомобиля на повороте или по неровной дороге сухари перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ведущим колесам автомобиля разную скорость вращения без проскальзывания и буксования.

Кулачковые дифференциалы являются дифференциалами повышенного трения, так как имеют значительное внутреннее трение, которое позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший на буксующее колесо. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля достигает максимального значения. Так, за счет повышенного внутреннего трения суммарная тяговая сила на ведущих колесах увеличивается на 10…15%, что способствует повышению тяговых свойств и проходимость автомобиля. Кулачковые дифференциалы относительно просты по конструкции и имеют небольшую массу. Они широко применяются на автомобилях повышенной и высокой проходимости.

Червячные дифференциалы

Червячные дифференциалы могут быть с сателлитами или без сателлитов. В червячном дифференциале с сателлитами (рисунок 4, в) крутящий момент от корпуса 1 дифференциала через червячные сателлиты 7 и червяки 6 и 8 передается полуосевым червячным шестерням 9 и 10, которые установлены на шлицах полуосей, связанных с ведущими колесами автомобиля.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге корпус, сателлиты, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. При движении автомобиля на повороте или по неровностям дороги разная скорость вращения ведущих колес обеспечивается за счет относительного вращения сателлитов, червяков и полуосевых шестерен.

В червячном дифференциале без сателлитов (рисунок 4, г) полуосевые червячные шестерни 9 и 10 находятся в зацеплении с червяками 6 и 8, которые находятся также в зацеплении между собой. Крутящий момент от корпуса 1 дифференциала передается полуосевым шестерням 9 и 10 через червяки.

Червячные дифференциалы обладают повышенным внутренним трением, которое увеличивает суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля на 10…15%. Это способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Однако червячные дифференциалы наиболее сложные по конструкции. Они самые дорогостоящие из всех дифференциалов, так как их сателлиты и полуосевые шестерни изготавливают из оловянистой бронзы. В связи с этим в настоящее время червячные дифференциалы на автомобилях применяются очень редко.

Другие статьи по теме

Дифференциал автомобиля: устройство, виды и принцип работы

Дифференциал – это механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между приводными валами и позволяющий колесам вращаться с разными угловыми скоростями. Особенно это заметно, когда машина проходит поворот. Дифференциал обеспечивает безопасное и комфортное вождение на сухой дороге с твердым покрытием. Однако если автомобиль покинет ее пределы и продолжит двигаться по пересеченной местности, а также в случае гололеда (и других тяжелых погодных условий) этот механизм может лишить автомобиль возможности передвигаться. О том, что такое дифференциал, как он устроен, в чем его вред для внедорожников и как с этим бороться – пойдет речь ниже.

Дифференциал как часть трансмиссии
Как устроен дифференциал
Применение дифференциалов в зависимости от их видов
Схема работы дифференциала
При прямолинейном движении
При повороте
При пробуксовке
Блокировка дифференциала и система курсовой устойчивости
Безопасность прежде всего

Дифференциал как часть трансмиссии

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

Передний привод – картер коробки передач.
Задний привод – корпус ведущего моста.
Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Как устроен дифференциал

Узел работает как планетарный редуктор. Принципиальное устройство дифференциала: шестерни полуосей (5) и сателлитов (4) размещены в чашке (3). Чашка (корпус) жестко соединена с ведомой шестерней (2), которая принимает крутящий момент от ведущей шестерни главной передачи (1). Корпус передает вращение посредством сателлитов полуосям, вращающим ведущие колеса. Разные угловые скорости обеспечиваются благодаря работе сателлитов. Величина крутящего момента остается неизменной.

Применение дифференциалов в зависимости от их видов

Устройства используют для передачи крутящего момента ведущим колесам и ведущим мостам автомобиля .

Грузовики и легковые автомобили всех типов приводов имеют межколесный дифференциал, передающий вращение колесам. Межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между мостами, применяют исключительно в полноприводных машинах.

По типу применяемой зубчатой передачи различают следующие виды механизмов:

конический;
цилиндрический;
червячный.

По количеству зубьев шестерен полуосей:

симметричный;
несимметричный.

Благодаря его свойству пропорционально распределять крутящий момент несимметричный дифференциал с цилиндрической передачей устанавливают между мостами полноприводных автомобилей.

Заднеприводные и переднеприводные автомобили оснащают коническим симметричным дифференциалом.

Червячная передача, являясь самой универсальной, используется во всех типах устройств со всеми приводами.

Схема работы дифференциала

Рассмотрим принцип, по которому работает симметричный межколесный конический дифференциал, распределяющий крутящий момент между колесами в трех различных условиях:

прямолинейное движение;
поворот;
пробуксовка.

При прямолинейном движении

Прямолинейное движение характеризуется равномерным распределением нагрузки между колесами автомобиля. Они имеют одинаковую угловую скорость. Сателлиты, размещенные в корпусе, не вращаются вокруг своих осей. Они передают крутящий момент от ведомой шестерни главной передачи к полуосям через неподвижное зубчатое зацепление.

Работа дифференциала при повороте и прямолинейном движении

При повороте

Когда транспортное средство поворачивает, силы сопротивления и нагрузки распределяются следующим образом:

Внутреннее колесо, имеющее меньший радиус от центра поворота, испытывает сопротивление большей силы, чем наружное. Увеличенная нагрузка заставляет его снизить скорость вращения.
Наружное колесо, двигаясь по большему радиусу (большей траектории), наоборот, должно увеличить угловую скорость, чтобы автомобиль мог повернуть плавно, без пробуксовки.

Таким образом, колеса должны иметь разные угловые скорости. Замедление вращения полуоси внутреннего колеса приводит сателлиты в движение. Они, в свою очередь, посредством конической зубчатой передачи увеличивают скорость вращения полуоси наружного колеса. Крутящий момент, получаемый от главной передачи, остается неизменным.

При пробуксовке

Колеса автомобиля, движущегося даже прямолинейно по скользкой дороге или бездорожью, могут испытывать различную нагрузку: одно из них пробуксовывает, теряя сцепление с дорогой; другое, становясь более нагруженным, замедляется. Повторяется схема поворота. Только теперь она приносит вред: буксующее колесо может получить 100% принятого дифференциалом крутящего момента, а нагруженное вообще перестанет вращаться. Движение автомобиля прекратится.

Эти недостатки работы узла решаются различными способами:

ручной или автоматической блокировкой;
внедрением системы курсовой устойчивости.

Блокировка дифференциала и система курсовой устойчивости

Чтобы крутящий момент полуосей снова стал одинаковым, нужно блокировать действие сателлитов или обеспечить его передачу от чашки на нагруженную полуось.

Это особенно актуально для машин повышенной проходимости, имеющих полный привод 4Х4. Не только потому что они предназначены для езды по местности с тяжелыми дорожными условиями. Стоит машине, оснащенной тремя дифференциалами (два межколесных, один межосевой), хотя бы в одной из четырех точек потерять сцепление – величина крутящего момента остальных колес устремится к нулевому значению, и машина откажется ехать.

Избежать неприятностей помогает блокировка, которая может быть либо частичной, либо полной (зависит от степени перераспределения усилий между полуосями), а также либо ручной, либо автоматической (зависит от степени контроля со стороны водителя).

Хорошо себя зарекомендовали самоблокирующиеся дифференциалы, распределяющие крутящий момент, учитывая его разность на полуосях или исходя из значений угловых скоростей.

Наиболее сложным совершенным способом устранить недостатки узла является электронная блокировка, реализуемая на базе системы курсовой устойчивости, датчики которой контролирует все необходимые параметры во время движения автомобиля. На основе полученных данных работа автомобиля корректируется автоматически.

Безопасность прежде всего

Дифференциал создан для обеспечения безопасного комфортного маневрирования на трассе. Описанные выше недостатки касаются езды в экстремальных условиях, а также по пересеченной местности. Поэтому если на автомобиле установлен привод ручной блокировки, использовать его нужно исключительно в соответствующих дорожных условиях. А шоссейные автомобили, которые сложно «уговорить» ехать медленнее 100 км/час, эксплуатировать без дифференциала вообще невозможно и даже опасно. Такой вот нехитрый, но бесконечно важный механизм в трансмиссии.

Привод на одно колесо в автомобилях не применяется, минимум на два, расположенные на одной оси. Таким образом, возникает необходимость в механизме, распределяющем крутящий момент между ними. Та же задача появляется при попытке организовать полный привод, то есть связь между осями.

Зачем в машине нужен дифференциал

Назначение дифференциала – передать вращение на оба колеса или обе оси, при этом позволить им вращаться с разной скоростью.

Если между колёсами обеспечить жёсткую связь, то в поворотах возникнут проблемы. Каждое колесо движется по своей дуге окружности с разными радиусами. Соответственно, путь они проходят различный, и скорость вращения будет отличаться.

При жёсткой посадке на единую ось резина начнёт пробуксовывать, машина крайне неохотно входить в повороты, а все механизмы трансмиссии будут испытывать запредельные перегрузки.

Дифференциал развязывает ведущие колёса, позволяя им свободно менять скорость, при этом сохраняет передачу на них крутящего момента, разделив его в определяемом конструкцией соотношении.

Где находится

Межколёсные дифференциалы располагаются в одном картере с редуктором ведущего моста, а межосевые обычно внутри раздаточной коробки.

Смазываются они из единой с редуктором масляной ванны, иногда довольствуясь тем же маслом, что и гипоидная пара шестерён, но часто требуя дополнительных свойств от присадок, если конструкция подразумевает повышенное трение.

Из чего состоит

В состав самых распространённых дифференциалов входят:

корпус (коробка) дифференциала, к которой прикладывается входящий момент через ведомую шестерню главной пары;
шестерни полуосей, надеты на шлицы выходных валов, через них вращение передаётся на колёса;
сателлиты, это небольшие шестерни, вращающиеся на осях, связанных с коробкой и входящие в зацепление с полуосевыми шестернями.

В коробке может быть два и более сателлитов, их количество зависит от величины нагрузки, передаваемой через редуктор. В самых распространённых случаях конических сателлитов легковых автомобилей их обычно два, для тяжёлых машин повышенной проходимости (джипов) количество возрастает до четырёх.

Принцип работы

Крутящий момент от двигателя через коробку передач передаётся на корпус дифференциала. У заднеприводных автомобилей посредством карданного вала, при переднем приводе дифференциал обычно устанавливается внутри КПП, образующей в таком случае моноблок трансмиссии, из которого наружу выходят уже шарнирные полуоси к колёсным ступицам.

Далее характер работы зависит от траектории движения и наличия достаточных сцепных свойств дорожного покрытия.

При прямолинейном движении

При повороте

При пробуксовке

Виды дифференциалов

Конкретных реализаций дифференциалов много, если не говорить только о самом распространённом – коническом свободном. И классифицировать их можно по разным признакам.

Место установки

Для развязки колёс одной ведущей оси используется межколёсный дифференциал в редукторе ведущего моста. Если этот редуктор установлен в коробке передач переднеприводной машины – значит там и смонтирован дифференциал.

Некоторые машины оснащены постоянным полным приводом. Это означает, что он включён всегда. Но при этом оси могут иметь разную скорость, например, в том же повороте. И тогда в элемент трансмиссии, называемый раздаточной коробкой, внедряется межосевой дифференциал, работающий так же, как было рассмотрено в случае межколёсного.

Вид зубчатой передачи

По типу применяемых зацеплений дифференциалы подразделяются на:

самый распространённый – конический , по форме полуосевых шестерён и сателлитов;
цилиндрический , применяется значительно реже, но иногда по компоновочным и функциональным соображениям незаменим, напоминает планетарную передачу;
червячный , бывает построен разными способами, чаще всего этот тип зацепления используется в самоблокирующихся дифференциалах, червячные пары могут создавать значительное внутреннее трение.

От размеров и организации зубчатых пар зависит также и симметрия дифференциала. Иногда важно отправлять на одну ось больший момент, чем на вторую. Например, в некоторых версиях 4-matic от Mercedes 65% момента идёт на заднюю ось, 35 – на переднюю.

По принципу блокировки

Блокируемые дифференциалы лишены упомянутого выше главного недостатка по части проходимости и динамичного разгона при недостаточном сцеплении с дорогой.

Достигается это разными способами:

Дисковые блокировки и их менее эффективные разновидности LSD работают по принципу поджатия пакета фрикционных дисков по мере увеличения разности в скоростях между колёсами оси, в результате часть момента всё же поступает на ту сторону, где есть зацеп;
Червячные работают примерно так же, но несколько мягче, за счёт дополнительного проворота сателлитов червячного типа перед их упором торцами в корпус с последующей блокировкой относительного смещения полуосей, это самые распространённые типы самоблоков, различаются ориентацией сателлитов относительно оси;
Электронной блокировкой принято называть её имитацию, когда вывешенное колесо зажимается тормозными колодками и момент перебрасывается на загруженное, чем эта схема работает эффективней, тем больше потери, перегрузки и износ тормозов, тем не менее она часто спасает легковые машины и кроссоверы в трудной ситуации;
Вискомуфты могут выполнять роль как дифференциалов, так и их блокировок, в первом случае они включаются последовательно в линию передачи момента и могут её прерывать, а во втором – блокируют входной и выходной валы, препятствуя работе свободного дифференциала.

Самой эффективной блокировкой будет жёсткая механическая с электрическим или пневмоприводом. Именно так и сделано на лучших внедорожниках, там блокируются все три дифференциала, межосевой и два межколёсных.

Неисправности

Свободный дифференциал достаточно надёжен и сам не сломается. Но его очень часто ломает водитель своими паническими действиями при буксовании автомобиля.

Дело в том, что шестерёнки дифференциала работают на подшипниках скольжения, причём самых простейших. Они не рассчитаны на долгое и тяжёлое вращение под нагрузкой, когда крутится только одно колесо.

Антифрикционные шайбы перегреваются, зубья изнашиваются, появляются люфты и стуки, а при резкой остановке колеса, внезапно попавшего на асфальт после раскрутки, ломаются оси сателлитов и шлицевые соединения.

Ремонт чаще всего заключается в замене коробки дифференциала в сборе. Иногда можно поставить ремкомплект из шестерён и пальца с новыми регулировочными шайбами. Совсем редко обходятся только регулировкой подбором шайб.

Обслуживание

ТО исправного дифференциала сводится к замене масла в редукторе или раздатке. Никаких регулировочных или иных сервисных операций не предусмотрено, только ремонт при износе и поломках. На самоблоках иногда потребуется восстановить величину предварительного натяга подбором пакета пружинных шайб.

Обычно все дифференциалы повышенного трения требуют применения специального масла типа LSD (Limited Slip), но сейчас лучшие универсальные масла уже обладают подобными свойствами, о чём указано на этикетке.

В любом случае, лучше руководствоваться инструкцией изготовителя конкретного изделия.

Принцип работы

Устройство симметричного конического дифференциала

Виды узлов

Место расположения
Соотношение моментов при распределении
Конструкция
Наличие блокировки

Места установки

Пример компоновки дифференциала в МКПП переднего привода

Виды и расположение дифференциалов в зависимости от привода

Распределение моментов

Все межколесные дифференциалы являются симметричными

Конструктивное исполнение

Конический
Цилиндрический
Червячный
Кулачковый

Виды конструкций дифференциалов

Во всех их, кроме кулачкового, разница сводится только к форме и конструктивному исполнению шестерен.

В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.

Виды блокировки

Активный дифференциал

Принцип работы активного дифференциала

Источник Источник http://techautoport.ru/transmissiya/differentsial-i-glavnaya-peredacha/differentsial.html
Источник http://autovogdenie.ru/chto-takoe-differencial-v-avtomobile.html
Источник http://autoleek.ru/transmissija/differencialy-i-mufty/differencial-raspredelyaem-krutyashhij-moment.html

Что такое блокировка дифференциала, зачем она нужна и как это работает

Не каждый водитель задумывается о том, что при движении автомобиля на поворотах колёса каждой оси проходят путь, разный по длине. Именно поэтому вращение колёс имеет разную скорость. Необходимо это для того, чтобы шины не проскальзывали по асфальту, чтобы на повороте снизить нагрузку на привод колёс. Обеспечивает этот факт такой механизм, как дифференциал. Установленный на КПП механизм распределяет нагрузку так, что попадает под нагрузку именно самое разгруженное колесо.

95% производимых автомобилей не оснащаются блокировкой, которая позволяет сделать транспортное средство более проходимым.

Виды дифференциалов

Существуют разновидности дифференциалов. По месту нахождения разделяют межосевые и межколёсные. Однако любой свободный дифференциал не позволит автомобилю выбраться из ситуации, когда одно из ведущих колёс попадёт в яму с глиной. Для решения подобных проблем разработчики придумали блокировку, которая, в свою очередь, подразделяется на следующие основные группы:

блокирующиеся на 100%;
механические устройства повышенного трения;
самоблокирующиеся механизмы.

Каждый вид имеет как свои преимущества, так и свои недостатки. Например, «жёсткие» блокировки довольно часто приводят к износу резины, разрушению трансмиссии и быстрому выходу из строя коробки передач. И всё это закономерно, так как при эксплуатации машина постоянно попадает в ямы и наезжает на кочки, а это довольно пагубно сказывается на трансмиссии.

Чтобы выровнять недостатки обычного и жёсткого устройств, был создан цилиндрический самоблокирующийся дифференциал повышенного трения. Он имеет ещё второе название — дифференциал ограниченного проскальзывания.

Принцип действия такой конструкции довольно прост. Если к сателлитам применить определённую силу и зажать их, не позволяя им вращаться между полуосевыми шестернями с довольно большой скоростью, то получится, что, с одной стороны, механизм позволит колёсам при повороте вращаться с разной скоростью. А с другой стороны, распределит крутящий момент таким образом, что колесо, у которого будет наилучшее сцепление с дорожным покрытием, будет иметь большую силу тяги.

Ещё стоит сказать о дисковом дифференциале повышенного трения. Чаще всего такая конструкция используется в заднеприводных автомобилях, которые планируется использовать на соревнованиях. Такая система блокирует колёса до определённого уровня нагрузок. Её недостатком является довольно частая необходимость в замене дисков и масла в КПП.

На видео — принцип работы блокировки дифференциала:

А вот для использования транспортного средства как в обычных условиях эксплуатации, так и в соревнованиях очень удачной является блокировка дифференциала с преднатягом (червячного типа). Преимуществ у такой системы гораздо больше, чем недостатков. Плюсами можно назвать:

блокирование колёс до 70%;
минимум обслуживания;
отсутствие рывков на руле;
не нужно заливать в КПП специальное масло;
установка системы не сопровождается трудностями;
высокая проходимость машины;
длительный срок службы конструкции;
прекрасная управляемость автомобилем;
отличное чувство равновесия;
более высокая скорость прохождения поворотов;
лёгкость вывода транспортного средства из заноса.

Что касается недостатков конструкции, то и они есть:

с течением времени падает преднатяг;
для работоспособности конструкции придётся каждые 20–40 тыс. км менять регулировочные шайбы;
если не проводить регулировочные работы, то система будет работать как свободный дифференциал.

Различие принципов действия

Часто полноприводные автомобили имеют одновременно три вида конструкций: один межосевой дифференциал и два мостовых. Для качественной работы может быть использована как полная, так и частичная автоматическая или ручная блокировка межосевого типа конструкции.

Уже во многих транспортных средствах стали применять всевозможные электронные системы контроля над движением автомобиля. Преимуществом электронной блокировки является более высокая тяга на поворотах и к тому же возможность настройки степени блокирования в зависимости от предпочтений водителя. Единственным недостатком можно назвать то, что такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

Одним из видов самоблокирующегося механизма является блокирующийся межколёсный дифференциал. На ровной дороге, на твёрдом покрытии, такой механизм ведёт себя так, как обычная свободная система. И лишь тогда, когда колесо на оси вращается относительно другого с большей частотой, конструкция автоматически блокируется. Проходимость машины при блокировании межколёсного типа устройства существенно повышается.

Принудительная блокировка

Наиболее простым способом является принудительная блокировка механизма. В этом случае только водитель принимает решение о её включении или выключении. Осуществляется это либо с помощью рычагов, либо посредством кнопок, расположенных в салоне автомобиля.

Этот вид блокирования просто идеален для внедорожников, которые эксплуатируются в условиях российского бездорожья. Система безупречно надёжна при движении по грязи и ухабам и практически непригодна в эксплуатации на ровных дорогах.

На видео — тест принудительной блокировки дифференциала:

В условиях бездорожья также эффективной будет блокировка заднего дифференциала. Она является просто незаменимой в случаях, когда одно из колёс оси вывешивается. Тогда крутящий момент от двигателя будет передаваться именно на колесо, которое касается грунта.

Подводя итог, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом является именно самоблокирующийся дифференциал. Он во многом превосходит свободный механизм и не имеет недостатков жёсткой конструкции. При наличии такой системы автомобиль становится более проходимым.

Как работают разные типы дифференциалов — Авто блог

Все что вам необходимо знать о дифференциалах, и их различиях в работе

Перед тем как приступить к рассмотрению типов дифференциалов и нюансах их работы, для начала пройдемся по теории. Для чего по большому счету нужен дифференциал на современных машинах и как он трудится.

Дифференциал, говорит теория, это механическое устройство, особенный вид планетарной зубчатой передачи, дробящий момент входного вала (в нашем случае карданного вала) между выходными валами (полуосями) автомобиля, и передающий момент силы с кардана, в заднеприводном варианте либо конкретно от двигателя на переднеприводном автомобиле (дифференциал в FWD находится в КПП), на полуоси так, что угловые скорости вращения полуосей смогут быть различными по отношению друг к другу, в то время, когда колеса проходят различный путь, к примеру в повороте. Снова же из баз теории, на протяжении поворота, колеса автомобиля проходят по различной траектории, внутренней и внешней, соответственно то колесо, что идет по внешнему радиусу проезжает больше, чем внутреннее колесо, значит, и скорость вращения внутреннего колеса должна быть меньше скорости внешнего.

Смотрите кроме этого: Что необходимо знать перед тем как ездить по распутью

Конкретно в этом и содержится основная задача дифференциала, верно распределять скорости вращения валов, а на выходе и соответственно, самих колес.

Назначение дифференциала машин:

разрешает ведущим колёсам вращаться с различными угловыми скоростями;

неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;

Главная неприятность, показавшаяся на заре автомобильной эры была решена посредством применения дифференциала, сейчас повороты возможно безопасно проходить без пробуксовки колес, а соответственно без чрезмерной нагрузки на трансмиссию, шины и подшипники колес. Но показалось второе неудобство.

Несложный дифференциал имеет одну особенность, «благодаря» которой категорически не подходит для сложных, экстремальных дорожных обстановок.

В то время, когда у ведущих колес 100% сцепление с дорогой все будет идти прекрасно, дифференциал будет выполнять собственную функцию идеально, но стоит одному из них оказаться в ситуации, в котором шина утратит сцепление, другой тип грунта, лед, то начнет вращаться как раз колесо утратившее сцепление, а противоположенное, стоящее на более цепком грунте останется неподвижным.

Смотрите кроме этого: Избыточная поворачиваемость и недостаточная поворачиваемость

Не вдаваясь в нюансы, возможно констатировать факт, что дифференциал не меняет крутящий момент, но перераспределяет мощность между колесами, и мощность постоянно будет больше на том колесе, которое вращается стремительнее. Крутящий момент, при пробуксовке колеса сопротивление его минимально, соответственно очень мелок и крутящий момент с двигателя на колесо, на противоположенном колесе крутящий момент будет соответствовать ему, другими словами будет минимальным.

Особенно видны недочёты хорошего дифференциала на спортивных машинах с громадной мощностью и на полноприводных автомобилях, рассчитанных на езду по распутью.

В данной связи автопроизводители и инженеры начали искать ответ новой неприятности. Показалось очень много разных видов устройств дифференциалов. Главные виды, которых мы желали бы осветить в данной статье.

Кроме этого вы определите самые недостатки и основные преимущества тех либо иных видов устройств, и на каких современных машинах возможно встретить тот либо другой тип дифференциалов.

Вольный дифференциал (Open Differential)

Сущность его работы

Разделяет крутящий момент двигателя на две оси, любая из которых способна вращаться с разной скоростью.

Недочёты

В то время, когда колесо теряет сцепление, крутящий момент на противоположном колесе кроме этого падает. В нехорошем варианте, у застрявшего автомобиля одно колесо вольно вращается, тогда как противоположенное с лучшим сцеплением неимеетвозможности передать поверхности достаточно крутящего момента, дабы переместить автомобиль с места.

Современные системы управления тягой компенсируют это методом применения тормозов к утратившему сцепление колесу. Но этот подход оказывает помощь только частично, более сложный дифференциал, в большинстве случаев, стремительнее действует и более действен, чем обычный тип.

На каких машинах его возможно найти

Устанавливается на большая часть машин, каковые без претензий на наличие громадной мощности либо без внедорожных амбиций, домашние седаны, кроссоверы, минивэны, малолитражные автомобили, и т.д.

Блокируемый дифференциал (Locking Differential)

Как он трудится

При заблокированном дифференциале, колеса всегда будут вращаться с равными скоростями. В песке, грязи и снегах, заблокированный дифференциал гарантирует, что крутящий момент продолжит поступать на колесо с более высокой тягой.

Недочёты

В незаблокированном виде ведет себя совершенно верно кроме этого как вольный дифференциал. Блокировка дифференциала на поверхности с большим уровнем сцепных особенностей, к примеру, на сухом асфальте, затрудняет поворачиваемость автомобиля и может нанести большой ущерб автомобильной трансмиссии.

На каких машинах его возможно найти

Jeep Wrangler,Mercedes-Benz G-класса,Ram 2500 Power Wagon; опционально возможно поставить на большая часть полноразмерных пикапов и джипов.

Самоблокирующийся дифференциал (Limited-slip Differential) Дифференциал повышенного трения

Как он трудится

Самоблокирующийся дифференциал совмещает две концепции- свободную и блокируемую совокупность дифференциалов. Он способен функционировать солидную часть времени как простой дифференциал, а в необходимый момент машинально блокироваться, в то время, когда происходит проскальзывание одного из колес. Блокировка достигается посредством вязкостной муфты либо фрикционной муфты либо сложной совокупности гидророторного типа.

В военных машинах ставятся зубчатые либо кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы.

Недочёты

Чисто механические дифференциалы повышенного трения являются реактивными. Другими словами, они не блокируются, пока не случилась пробуксовка колеса.

На каких машинах его возможно найти

Nissan 370Zсо Спорт пакетом (с вискомуфтой),Мазда MX-5 Miata(clutch-type),Scion FR-S/Subaru BRZ(helical gears).

Самоблокирующийся дифференциал с электронным управлением (Electronically Controlled Limited-slip Differential)

Как он трудится

Преимущества электронного управления в том, что увеличивается тяга в повороте, и степень блокировки дифференциала возможно настроить.

К примеру, в случае если компьютер определяет, что в повороте у автомобиля избыточная поворачиваемость, он может посильнее заблокировать дифференциал, дабы стабилизировать автомобиль.

Недочёты

Как и в простом дифференциале ограниченного скольжения, крутящий момент смещен в сторону более медлительно вращающегося колеса.

На каких машинах его возможно найти

BMW M3иM4,Cadillac ATS-VиCTS-V,Шевроле Corvette с пакетом Z51,Ferrari 488GTB.

Деятельный дифференциал (Torque-vectoring Differential)

Как он трудится

Применяет дополнительные редуктора, каковые подключаются по команде электроники. Электроника собирает данные со всех датчиков, скорости автомобиля, скорости вращения колес, включенной передачи, угла множества рулевого и поворота колеса вторых.

Способен, дозировано отправлять крутящий момент к каждому из ведущих колес.

С активным дифференциалом автомобиль может проходить повороты на громадных скоростях.

Недочёты

Совокупности активного дифференциала тяжелые, сложные, и дорогие, увеличивают расход горючего.

На каких машинах его возможно найти

Audi S4, S5 и S6; BMW X5 M и X6 M; Lexus RC F.

Как трудится дифференциал?

Темы которые будут Вам интересны:

Какие бывают дифференциалы?

Дифференциальные типы и их назначение

Независимо от того, привозили ли вы свой автомобиль в Carl Black of Hiram и упоминали ли вы свой дифференциал или слышали о них откуда-то еще, они являются важным компонентом транспортного средства и того, как он управляется на дороге. Есть четыре типа дифференциалов. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о каждом из этих отличий.

Прежде всего, что такое дифференциал?

Если вы понятия не имеете, что делает дифференциал, по сути, он забирает мощность от вашего двигателя и передает ее вашим колесам.Оттуда дифференциал управляет использованием энергии. Между автомобилями используются четыре типичных дифференциала — открытый, блокируемый, с ограниченным проскальзыванием и с вектором крутящего момента.

Вот четыре типа дифференциалов:

Открытый дифференциал — Этот тип дифференциала часто встречается в семейных седанах и автомобилях эконом-класса. Он разделяет крутящий момент двигателя на два выхода энергии, чтобы колеса могли вращаться с разной скоростью. Если одна шина теряет сцепление с дорогой, другая теряет мощность, чтобы поддерживать сцепление с дорогой.
Блокирующий дифференциал — Этот дифференциал, также известный как сварной дифференциал, соединяет колеса, поэтому они вращаются с одинаковой скоростью. Обычно это немного затрудняет поворот. Транспортные средства, которые используют этот тип, — это полноразмерные грузовики и Jeep Wrangler.
Дифференциал повышенного трения — Предлагая лучшее из обоих миров, дифференциал повышенного трения работает как открытый дифференциал до тех пор, пока не произойдет проскальзывание, а затем дифференциал автоматически заблокируется.Этот тип встречается в таких автомобилях, как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata.
Вектор крутящего момента — Используемый в BMW X5 M или Lexus RC F дифференциал с вектором крутящего момента использует дополнительные зубчатые передачи для передачи определенного количества крутящего момента на каждое колесо для дополнительного контроля на поворотах.

Прочитайте больше советов и приемов: Как я могу купить машину, вернув налог?

Проверьте свой автомобиль у Карла Блэка из Хирама

Если вам нужно провести небольшое или большое обслуживание вашего автомобиля, остановитесь у Карла Блэка из Хирама, и мы сможем вернуть ваш автомобиль в путь почти в кратчайшие сроки.Назначьте встречу сегодня!

Прочитайте больше советов: Что делать, если ваш автомобиль вломился?

4 различных типа дифференциалов (и как они работают)

Последнее обновление 11 мая 2020 г.

Дифференциалы имеют долгую историю, которая, по мнению многих, восходит к 1 тысячелетию до нашей эры и была зарегистрирована Китаем.

Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.

Хотя в то время у них не было автомобилей, колесницы, повозки и повозки по-прежнему испытывали проблему проскальзывания и волочения колес на поворотах, что приводило к повреждению колес, осей и дорог. Чтобы избежать этого, был изобретен простой дифференциал.

Сегодня в транспортных средствах используются четыре основных типа дифференциалов. Вот они с кратким описанием каждого типа.

Типы дифференциалов в легковых и грузовых автомобилях

Открытый дифференциал

Этот тип дифференциала является самым основным и позволяет изменять только частоту вращения или пробуксовку отдельных колес, но это все.В оптимальных дорожных условиях это позволяет внешнему колесу вращаться быстрее, чем внутреннему колесу. Проблема в том, что дорожные условия не идеальны, например, на мокром асфальте, льду, снегу или гравии.

С открытым дифференциалом крутящий момент двигателя по-прежнему передается, даже если колесо имеет нулевое сцепление с дорогой, так что скользящая шина просто будет вращаться и никуда не денется.

Открытые дифференциалы сегодня встречаются в большинстве транспортных средств на дорогах, поэтому, вообще говоря, стоимость ремонта дифференциала меньше, чем у других типов дифференциалов (если та же ось).

Дифференциал повышенного трения

В идеальных дорожных условиях дифференциал повышенного трения действует так же, как открытый дифференциал, и передает крутящий момент независимо на каждое колесо.

Но при резком повороте или резком ускорении, когда открытый дифференциал обычно вызывает проскальзывание шины, дифференциал ограниченного трения предотвращает передачу нормального крутящего момента на скользящую шину (с наименьшим сопротивлением).

Это достигается за счет использования муфт и пластин внутри дифференциала.Это позволяет автомобилю преодолевать повороты, с которыми может столкнуться автомобиль с открытым дифференциалом. В гоночных автомобилях и других транспортных средствах (а также некоторых внедорожниках) используются дифференциалы повышенного трения.

Блокировка дифференциала

Встречающаяся на многих внедорожниках и некоторых высокопроизводительных автомобилях, блокировка дифференциалов использует муфты и пружины для активации блокировки, которая передает одинаковое количество мощности на каждое колесо независимо от ситуации с тяговым усилием. По сути, это создает фиксированную ось.

Преимущество заключается в способности заблокированного дифференциала получить большее тяговое усилие, поскольку полный крутящий момент всегда доступен для колеса и не ограничивается более низким сцеплением с дорогой одного колеса.

На более высоких скоростях это отрицательно, но при движении по бездорожью или скалолазанию это большое преимущество.

См. Также: дифференциал с ограниченным скольжением и дифференциал блокировки

Дифференциал с вектором крутящего момента

Самый сложный и продвинутый тип дифференциала, дифференциал с векторизацией крутящего момента использует набор датчиков и электроники для получения данных от различных вещи (дорожное покрытие, положение дроссельной заслонки, система рулевого управления и т. д.) для включения сцепления с электронным управлением и контроллера.

Также известные как активные дифференциалы, они работают наиболее эффективно, что приводит к действительно динамичному и высокопроизводительному вождению. Дифференциалы с вектором крутящего момента можно найти в некоторых высокопроизводительных заднеприводных и полноприводных автомобилях.

Как работает дифференциал

Все автомобили имеют либо передний, либо задний дифференциал как часть моста. Автомобиль с передним приводом будет иметь передний дифференциал, а автомобиль с задним приводом — задний дифференциал.

Если автомобиль имеет полный привод, то он может иметь как передний, так и задний дифференциалы.

Дифференциал можно определить как коробку передач, которая имеет 3 общих элемента: боковую шестерню, коронную шестерню и ведущую шестерню. Его работа состоит в том, чтобы управлять колесной парой на оси, но позволяя им вращаться с разной скоростью.

Это необходимо, когда ваша машина поворачивает на дорогу. Когда вы совершаете поворот, внешнему колесу необходимо преодолеть большее расстояние, чем внутреннему колесу, поэтому внешнее колесо должно вращаться быстрее.Дифференциал позволяет этому случиться.

Передний двигатель / задний привод (FR) Тип

Изображение предоставлено: HowStuffWorks.com

Двигатель → Трансмиссия → Приводной вал → Задний дифференциал → Осевой вал → Задние колеса

Передний двигатель / Передний привод (FF) Тип

Изображение предоставлено: HowStuffWorks.com Двигатель

→ Трансмиссия и встроенный передний дифференциал → Передние колеса

Тип полного привода

Изображение предоставлено: HowStuffWorks.com Двигатель

→ Трансмиссия → Раздаточная коробка → Вал переднего и заднего привода → Передний и задний Дифференциал → Вал переднего привода и вал заднего моста → Передние и задние колеса

На основании информации, приведенной выше, в настройке передний двигатель / передний привод используется передний дифференциал, встроенный вместе с трансмиссией / трансмиссией.Это означает, что стоимость ремонта этой установки часто бывает дороже, чем других.

Для ремонта дифференциала также необходимо снять и разобрать коробку передач.

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

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

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

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

Типы автомобильных дифференциалов и принцип их работы

Возможно, мы никогда не узнаем, кто изобрел дифференциал, но этой технологии не менее 3000 лет.Дифференциалы, или дифференциалы, основаны на основном принципе, согласно которому при прохождении поворотов внешнее колесо поворачивается быстрее, чем внутреннее колесо, преодолевая большее расстояние. Мост со сплошным приводом может погнуться и сломать или поцарапать шины.

Было разработано несколько типов автомобильных дифференциалов: одни предназначены просто для учета разницы в скорости вращения колес, а другие предназначены для ее противодействия или усиления.

Открытый дифференциал

Открытый дифференциал учитывает разницу в скорости вращения или пробуксовке колес, но не более того.Ведущая шестерня ведущего вала приводит в движение ведущую шестерню дифференциала. Пара конических шестерен дифференциала приводит в движение пару ведомых конических шестерен, которые соединяются с полуосями для привода колес. На типичной сухой дороге открытый дифференциал позволяет внешнему колесу вращаться быстрее, чем внутреннему. Когда тяга хорошая, мощность от двигателя и трансмиссии передается пропорционально каждому колесу — 50/50 на прямом ходу и переменная на поворотах.

Единственная проблема возникает, когда ведущее колесо теряет сцепление с дорогой, например, на льду или гравии.В этом случае открытый дифференциал позволяет всему крутящему моменту передаваться на колесо без тяги, не ведя автомобиль в никуда. Открытые дифференциалы встречаются на большинстве автомобилей в мире, но не на транспортных средствах повышенной проходимости или внедорожниках.

Дифференциал повышенного трения

В 1932 году, обнаружив, что открытый дифференциал не может проходить крутые повороты — внутреннее колесо теряет сцепление с дорогой в высокоскоростных поворотах, Фердинанд Порше разработал дифференциал повышенного трения. В нормальных условиях вождения, на прямых дорогах и на типичных поворотах дифференциал повышенного трения действует как открытый дифференциал, учитывая разницу в скорости вращения колес.Однако при резком ускорении и крутых поворотах муфты или пластины в дифференциале повышенного трения не позволяют дифференциалу передавать весь крутящий момент на колесо с наименьшим сопротивлением. Это позволяет гоночному автомобилю преодолевать скоростные и мощные повороты. Дифференциалы повышенного трения можно найти на многих транспортных средствах с высокими техническими характеристиками и некоторых якобы внедорожниках.

Блокировка дифференциала

Иногда любое проскальзывание колеса бывает слишком сильным, на что обращаются блокирующие дифференциалы.Блокировка дифференциалов или блокираторов может быть продолжением ограниченного скольжения с использованием муфт и пружин для активации механизма блокировки, передавая равный крутящий момент на каждое колесо, независимо от наличия тяги. Для выбора блокировки дифференциалов используется воздух, электричество или кабель. Шкафчики Detroit или защелки обеспечивают отличную блокировку и передачу крутящего момента, но на самом деле не являются отличительными чертами, поскольку они полностью отключают ось при поворотах. Блокировка дифференциалов разных типов встречается на внедорожниках и некоторых транспортных средствах с высокими характеристиками.

Дифференциал с вектором крутящего момента

Дифференциалы с векторизацией крутящего момента — это наиболее продвинутый и сложный тип автомобильного дифференциала, подчеркивающий разницу в скорости вращения колес при поворотах автомобиля. Используя сцепления с электронным управлением и отдельный контроллер, дифференциалы с векторизацией крутящего момента принудительно замедляют колесо во внутренней части поворота, передавая крутящий момент на внешнее колесо, приводя автомобиль в движение во время поворота. Также называемые активными дифференциалами, они регулируют передачу крутящего момента по требованию, что приводит к динамичному вождению и лучшим характеристикам прохождения поворотов.Дифференциалы с вектором крутящего момента обычно встречаются на заднеприводных и полноприводных транспортных средствах, а некоторые автомобили имитируют это, регулируя тормоза на внутреннем колесе.

Чем бы вы ни управляли, знайте, что дифференциал может влиять на тягу и устойчивость, и регулярно обслуживайте его, чтобы продлить срок его службы.

Ознакомьтесь со всеми деталями трансмиссии, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о типах автомобильных дифференциалов поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото любезно предоставлено Wikimedia Commons.

Какие существуют типы автомобильных дифференциалов? Блог

»Каковы различные типы автомобильных дифференциалов?

Что такое дифференциал?

Автомобильный дифференциал — это система, которая передает крутящий момент двигателя на колеса. Он забирает мощность от двигателя и разделяет ее, позволяя каждому колесу вращаться с разной скоростью. Однако вы можете подумать, зачем вообще колесам автомобиля нужно вращаться с разной скоростью?

До изобретения автомобилей повозки, колесницы и повозки страдали от одной и той же проблемы — буксировки или буксования одного колеса при попытке повернуть за угол.Промышленная революция добавила новую проблему, которую нужно было преодолеть — как позволить колесам с приводом от двигателя, установленным на одной оси, вращаться независимо друг от друга?

Самые ранние модели автомобилей не знали, как решить эту дилемму, они просто приводили в движение только одно колесо на независимой оси. Это было далеко не идеальное решение, поскольку колеса часто были недостаточно мощными, и часто возникали проблемы с сцеплением на любом другом, кроме твердого, ровном грунте. В конце концов, в 1827 году французский производитель часов Onésiphore Pecqueur изобрел открытый дифференциал — конструкцию, на которой основаны все другие дифференциальные системы.

Когда ваш автомобиль поворачивает за угол, внутреннее колесо должно вращаться медленнее, чем внешнее колесо, так как у него меньше земли, которую нужно покрыть. Ваш дифференциал равномерно распределяет крутящий момент между обоими колесами, что позволяет им реагировать на тягу или сопротивление. Колесо с наибольшим сопротивлением будет вращаться меньше, а колесо с наименьшим сопротивлением будет вращаться быстрее.

Нужна срочная помощь? Свяжитесь с нами сейчас!

Позвоните (08) 9240 5449 Сделайте заказ

Что такое открытый дифференциал?

Открытый дифференциал на сегодняшний день является наиболее простой, надежной и распространенной конструкцией большинства современных автомобилей.

Ведущая шестерня, расположенная на конце приводного вала, входит в зацепление с коронной шестерней, которая затем передает мощность на обе оси через другой набор шестерен. Он разделяет крутящий момент двигателя на два выхода, позволяя колесам вращаться с разной скоростью.

В открытом дифференциале уровень прилагаемого крутящего момента зависит от тягового усилия шины. Если шина теряет сцепление с дорогой, к обоим колесам прилагается меньший крутящий момент. Вот почему ваша машина может застрять, если под одним колесом окажется грязь или лед.

Преимущества:

Его базовая конструкция означает относительно дешевизну в производстве и покупке.

Недостатки:

Если одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также теряет свою мощность. По этой причине открытые дифференциалы не подходят для автомобилей с высокими характеристиками или неровностей.

Что такое заблокированный дифференциал?

Блокируемый или блокируемый дифференциал — это вариант, используемый в транспортных средствах, которые в основном едут по бездорожью.По конструкции и функциям заблокированный дифференциал практически идентичен открытому дифференциалу. Он по-прежнему распределяет крутящий момент двигателя между двумя колесами одинаково, как открытый дифференциал.

Основное различие между ними заключается в том, что заблокированный дифференциал может заблокироваться на месте для создания фиксированной оси вместо независимой. Оба колеса могут двигаться с одинаковой скоростью независимо от того, есть ли у колеса тяга. Это означает, что оба колеса должны застрять в грязи или льду, чтобы вы действительно застряли.Однако это также означает, что заклинивание ветки под одним колесом часто может вывести из строя.

Преимущества:

Заблокированный дифференциал может получить большее тяговое усилие, чем открытый дифференциал.

Недостатки:

Заедание может возникать, когда в трансмиссии создается избыточный крутящий момент, и его необходимо ослабить. Это происходит, когда колеса движутся с разной скоростью и крутятся оси.
Движение по поверхности с высоким сцеплением может быть очень затруднительным, поскольку оба ведомых колеса вращаются с одинаковой скоростью.

Что такое дифференциал повышенного трения?

Дифференциалы повышенного трения сочетают в себе преимущества заблокированных и открытых дифференциалов за счет более сложной конструкции. В нем используется интегрированная система сцепления, которая автоматически блокирует левую и правую стороны оси вместе, когда колесо начинает терять сцепление с дорогой и пробуксовывать. Дифференциалы повышенного трения являются предпочтительной конструкцией дифференциалов для высокопроизводительных и тяжелых тягачей

Преимущества:

Автоматически блокируется при пробуксовке.

Недостатки :

Невозможно полностью заблокировать. Система требует разницы скоростей между двумя сторонами для передачи крутящего момента.
Чисто механические дифференциалы повышенного трения являются реактивными — они не начинают блокироваться до тех пор, пока не произойдет пробуксовка колеса.
Часто требует регулярной замены масла, и сцепление более вероятно изнашивается и требует замены.

Что такое дифференциал с вектором крутящего момента?

Дифференциалы с вектором крутящего момента состоят из сложной системы датчиков и электроники, которые получают данные от системы рулевого управления, поверхности дороги и положения дроссельной заслонки.Эти данные используются дифференциалом векторизации крутящего момента для распределения идеального количества мощности на каждое колесо в зависимости от ситуации. Обеспечивая максимальное необходимое тяговое усилие, дифференциал с векторным крутящим моментом обеспечивает невероятно высокие характеристики.

Преимущества:

Регулирует крутящий момент, передаваемый на каждое ведущее колесо.
Может замедлить или ускорить поворот автомобиля на повороте.

Недостатки:

Тяжелый, сложный, дорогой и не топливный.

Как ухаживать за автомобильным дифференциалом?

Как и любой другой компонент автомобиля, регулярное обслуживание обеспечивает оптимальную производительность. Дифференциальное масло часто используется специалистами по трансмиссиям для смазки дифференциалов и механических коробок передач, чтобы они работали безопасно и плавно.

Со временем жидкость дифференциала может загрязняться. Продолжать движение с загрязненной дифференциальной жидкостью опасно, так как это может привести к ненужному износу компонентов.В худшем случае загрязненная жидкость может привести к необратимому повреждению автомобиля.

Признаками того, что вашему дифференциалу может потребоваться обслуживание, являются:

Жужжащий шум при замедлении вашего автомобиля.
Вой или вой при разгоне на большой или малой скорости.
Жужжание или грохот на скорости более 30 км / ч
Грохочущие звуки каждые несколько метров или когда ваш автомобиль начинает движение.
Устойчивая вибрация, возрастающая с увеличением скорости автомобиля.

Запланируйте замену масла дифференциала каждые 50 000 км квалифицированным специалистом.Чистое свежее масло защитит ваш дифференциал и сделает езду более безопасной.

Обслуживание дифференциала вашего автомобиля

Ваш автомобиль или грузовик не сможет уехать слишком далеко, не имея возможности повернуть. По вопросам обслуживания дифференциала и трансмиссии автомобиля обращайтесь к специалистам Auto Trans R Us в Перте. Свяжитесь с командой Auto Trans сегодня, отправив запрос, отправив нам электронное письмо по адресу [email protected] или позвонив нам по телефону (08) 9240 5449!

Какие бывают дифференциалы?

Типы дифференциалов в разобранном виде

Транспортные средства представляют собой сложные части машин, и есть детали, о которых вы можете не знать годами.Если дифференциал вам не знаком, у нас есть вся информация для вас. Дифференциал получает мощность от двигателя к колесам и контролирует их работу. Есть четыре различных типа дифференциалов, которые различаются тем, как они управляют этой энергией. Продолжайте читать, чтобы узнать об этом.

Открытый дифференциал

Являясь одним из наиболее распространенных типов автомобильных дифференциалов, открытый дифференциал разделяет крутящий момент двигателя на два выхода, которые позволяют колесам вращаться с разной скоростью.Это помогает при поворотах и помогает автомобилю работать более эффективно. Седаны и экономичные автомобили часто используют открытый дифференциал.

Блокировка дифференциала

Блокируемый дифференциал соединяет колеса, поэтому они всегда вращаются с одинаковой скоростью. Это также можно назвать сварным дифференциалом. Поворот с этим типом может быть затруднен. В некоторых комплектациях Toyota 4Runner используется блокируемый дифференциал.

Дифференциал повышенного трения

Дифференциал повышенного трения используется в Toyota Tundra и Toyota Tacoma.В этом типе дифференциала используется сочетание открытого и заблокированного дифференциалов. По умолчанию дифференциал повышенного трения действует как открытый дифференциал и блокируется только при проскальзывании.

Дифференциал с вектором крутящего момента

Используя дополнительные зубчатые передачи, дифференциал с вектором крутящего момента может регулировать крутящий момент, передаваемый на каждое колесо.

Прочитайте другие советы и рекомендации: Странные запахи в вашем автомобиле и их значение

Сдайте свой автомобиль на техобслуживание в Салинас Тойота

Независимо от того, насколько велика или мала ваша услуга, мы можем сделать это за вас.Запишитесь на прием, позвонив нам или заполнив форму на нашем веб-сайте. Мы с нетерпением ждем вашего ответа!

Прочитайте больше советов: Советы и уловки для путешествий во время пандемии

Лучшие виды дифференциалов и наиболее подходящие для вас

В чем разница между разомкнутыми, заблокированными, сварными, Torsen, LSD с муфтой сцепления, электронными и дифференциалами с векторизацией крутящего момента? Есть много вариантов на выбор, так какой из них лучше всего подходит для вашего приложения?

Как конструкторы автомобилей, так и тюнеры могут выбирать между различными вариантами дифференциала для автомобиля.Давайте посмотрим на преимущества и недостатки некоторых из наиболее распространенных вариантов:

Открытый дифференциал
Заблокированный дифференциал
Вязкостной дифференциал повышенного трения
LSD с механической муфтой (включая eLSD)
Torsen и винтовой дифференциал
Дифференциал с вектором крутящего момента

1.Открытый дифференциал

Открытые дифференциалы — это основная форма дифференциала. Цель состоит в том, чтобы учесть разные скорости между двумя колесами, в то время как разделение крутящего момента поддерживается постоянным на уровне 50/50. Распространенное заблуждение, связанное с открытыми дифференциалами, состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100 процентов крутящего момента. Это неверно, однако величина крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мала, потому что величина крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также мала.Помните, что оба колеса всегда получают равный крутящий момент, но если одно из них не имеет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), величина крутящего момента, передаваемого на ведущую ось, в результате будет очень низкой.

Открытый и заблокированный дифференциал — передача крутящего момента — объяснение

Преимущества:

Позволяет использовать совершенно разные скорости вращения колес на одной оси, что означает отсутствие проскальзывания колес при повороте, поскольку внешняя шина будет двигаться дальше.
С точки зрения эффективности, меньше энергии будет потеряно из-за дифференциала по сравнению с альтернативными вариантами.
Стоимость.

Недостатки:

Когда одно колесо имеет плохое сцепление с дорогой, это резко ограничивает мощность, которую автомобиль может выдать. Поскольку распределение крутящего момента всегда 50/50, если одно колесо не может выдать большую мощность, другое получит столь же низкий крутящий момент.

2.Заблокированный дифференциал (включая запорные и сварные дифференциалы)

Заблокированные дифференциалы находятся на противоположной стороне спектра по сравнению с открытыми дифференциалами. Цель состоит в том, чтобы скорость вращения колес между двумя колесами оставалась постоянной, и основным преимуществом здесь является то, что крутящий момент будет передаваться на колесо с тяговым усилием, до 100 процентов на одном колесе. При использовании на бездорожье дифференциал обычно имеет функцию блокировки, благодаря чему он открывается при движении по асфальту.

Преимущества:

Обеспечивает передачу крутящего момента на колесо с максимальным сцеплением. Для всех типов дифференциалов это позволит достичь наибольшего крутящего момента на земле при любом состоянии поверхности.
Для бездорожья, где износ шин не является проблемой, это почти все, что нужно. Надежный, простой и очень эффективный.
В ситуациях, когда желательно поддерживать постоянную скорость вращения колес на оси (например, занос), это простое решение (сварной дифференциал работает точно так же).

Недостатки:

Заблокированный дифференциал не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес. Это означает дополнительный износ шин и, как следствие, заедание трансмиссии.

3. Вязкостной дифференциал повышенного трения (VLSD)

VLSD довольно просты в эксплуатации, однако у них есть некоторые недостатки по сравнению с другими формами LSD.

Преимущества:

Позволяет использовать разные скорости вращения колес на оси, тем самым снижая износ шин по сравнению с заблокированным дифференциалом (то же самое относится ко всем формам LSD, но этот стиль особенно хорош для этого).
Позволяет передавать крутящий момент на колесо с большим сцеплением.
Очень плавная работа, обычно не имеет неуклюжести на низких скоростях, присущей другим типам LSD, движущимся в узком радиусе (например.автостоянки).

Недостатки:

Не удается полностью заблокировать, система требует разницы скоростей между двумя сторонами для передачи крутящего момента.
По мере нагрева жидкости внутреннего зубчатого колеса (в случаях, когда она используется слишком часто), действие LSD будет уменьшено.

4.LSD с механической муфтой (включая eLSD)

LSD с муфтой

бывают самых разнообразных. односторонний, 1,5-ходовой, двусторонний и даже электронный. В принципе, все они работают очень похоже, с блоком сцепления, который пытается заблокировать дифференциал, позволяя передавать крутящий момент на колесо с максимальным сцеплением.

Преимущества:

Включает блокировку при открытии дроссельной заслонки. В отличие от VSLD, это означает, что разделение крутящего момента может произойти до того, как одно колесо достигнет другой скорости (аналогично заблокированному дифференциалу).
Для односторонних LSD дифференциал действует как открытый дифференциал, когда он не на газе, что позволяет легко изменять скорость вращения колес при прохождении поворотов.
Для двухсторонних LSD дифференциал применяет усилие блокировки при замедлении, что в некоторых случаях может помочь в стабильности торможения.
Хорошо работает, даже если одно колесо отрывается от земли или имеет ограниченное сцепление с дорогой.
Электронные LSD позволяют управлять включением сцепления с помощью бортовых компьютеров, оптимизируя блокировку в зависимости от условий движения.

Недостатки:

Часто требует регулярной замены масла, и сцепления могут изнашиваться, что в конечном итоге требует замены.
Электронные LSD увеличат стоимость и сложность.

5. Torsen и винтовые дифференциалы

Дифференциалы

Torsen и косозубые дифференциалы работают примерно одинаково, используя умную передачу для приложения силы блокировки для передачи крутящего момента на колесо с большим сцеплением.Они отлично подходят для уличного использования и даже для использования на легких дорожках, хотя у них есть недостаток.

Преимущества:

Эти дифференциалы начинают передавать больший крутящий момент на медленно вращающееся колесо, как только между ними возникает разница скоростей. По сути, он реагирует намного быстрее, чем VLSD.
Это чисто механические системы, не требующие текущего обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения в шестернях.

Недостатки:

Когда одно колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen действует так же, как открытый дифференциал, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент. Для уличного использования это вполне приемлемо, но это может быть проблемой для более специализированных транспортных средств на трассе.

6.Дифференциал с вектором крутящего момента (TVD)

Без сомнения, самая сложная из дифференциалов, эта опция обеспечивает максимальный контроль со стороны разработчиков, что означает уникальное программирование, позволяющее реагировать на любую ситуацию, а также способность вызывать рыскание.

Преимущества:

Позволяет передавать больший крутящий момент на внешнее колесо при прохождении поворота.Обычно LSD передает крутящий момент на колесо, которое вращается с меньшей скоростью. Это связано с тем, что большая скорость вращения колеса воспринимается как пробуксовка, поэтому LSD блокируется, чтобы передать больший крутящий момент на более медленное колесо и предотвратить пробуксовку колеса. При ускорении на выходе из поворота TVD передает больший крутящий момент на внешнее колесо, помогая вызвать рыскание и повернуть транспортное средство.
Позволяет проектировщику полностью контролировать, система может выбирать, в каких ситуациях транспортное средство будет передавать больший крутящий момент на любое колесо, а не реагировать.
Может передавать до 100% доступного крутящего момента на одно колесо.

Недостатки:

Какой дифференциал выбрать?

Street
Если вам нужен дифференциал, который поможет снизить мощность и предотвратить возгорание одной из шин, дифференциал Torsen или винтовой дифференциал — отличный вариант для уличного использования.Их можно найти в Subaru STI, Toyota GT86, Ford Mustang GT (с пакетом производительности) и Mitsubishi Evolution, и это лишь некоторые из них.

Гусеница
Для использования на гусеницах лучше подойдет что-нибудь более агрессивное, например, одностороннее или 1,5-ходовое сцепление LSD.

Дрифт / Ралли
Для дрифта или ралли иногда лучшим вариантом может быть двусторонний LSD, поскольку в этих сценариях более желательно, чтобы скорости колес оставались относительно равными.