Проходимость для «легковушки»: виды блокировок дифференциала и их применение
Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Проходимость для «легковушки»: виды блокировок дифференциала и их применение». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Система Quaife, разработанная в 1965 году, больше всего напоминает классическую схему. Главное отличие – использование косозубых шестерен вместо прямозубых. Результатом такого новшества стало возникновение вспомогательных сил, стремящихся раздвинуть зацепленные шестерни, отдалить их друг от друга. Получившие подвижность пары сцепленных друг с другом сателитов во время изменения крутящего момента на одном из колес расходятся, упираются торцевыми поверхностями в корпус дифференциала, в результате чего притормаживаются и выравнивают режим работы механизма.
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.
Автоматическая или ручная?
Поняв подробнее принцип работы блокировки дифференциала, водители задаются вопросом, полезна ли она в работе. Да, она действительно полезна, но имеет разные виды. Все они описаны выше.
Что касается основных типов блокировки, то она бывает автоматическая и ручная. Автоматическая представляет собой полное отключение дифференциала, а ручная всего лишь ограничение функций.
Ручная блокировка — самый простой способ выключения дифференциала, который происходит путем нажатия переключателя и активации узла ограничителя. Именно она не дает распределять усилие между колесами. К преимуществам ручного блока относят работу дифференциала в обычном режиме при выключенном ограничителе. Также автовладелец способен самостоятельно принимать решение, когда ему нужна блокировка, а когда нет.
К отрицательным моментам управления относят то, что эксплуатация переключателя отвлекает водителя от вождения. Этот процесс происходит, как правило, при езде в сложных условиях. И чтобы не сломать по неосторожности дифференциал, водителю следует отключать его своевременно. Перед тем, как выбрать тип блокировки, водителю потребуется установить и ограничитель, и механизм для его работы, и кнопку в том числе.
Если сравнить ручную блокировку с автоматической, то можно выявить несколько особенностей. Пока нога водителя стоит на педали газа, блокировка остается активной, подстраиваясь под вождение. Значит, главным преимуществом автоблокировки является то, что она уже включена в «сложных условиях». Водителю не придется отвлекаться и убирать руки с руля. Также, по сравнению с ручным типом, автоматическую блокировку легко «монтировать».
К основным минусам автоблока относят непрекращающуюся работу, которая проявляет себя в сопротивлении поворота руля, а также звуковым сопровождением в шинах.
Ответить на вопрос, какие виды блокировок дифференциала лучше, довольно сложно. Дело в том, что лучший тип зависит от самого транспортного средства.
Что такое дифференциал?
Короче говоря, это элемент (механизм), непосредственно связанный с осями колес, основной задачей которого является передача к ним крутящего момента. Такая передача крутящего момента возможна благодаря использованию так называемого «планетарного механизма».
Что такое блокировка дифференциала?
Блокировка дифференциала позволяет обоим колесам двигаться с одинаковой скоростью, поэтому в случае потери тяги на одном колесе оба колеса продолжают двигаться, независимо от различий в величине сопротивления. Другими словами, если одно колесо находится на асфальте, а другое находится в яме или на скользкой поверхности, такой как грязь, лед или другие, блокирующий дифференциал будет передавать одинаковую мощность на оба колеса, позволяя колесу на льду или яме сдвинуться быстрее и не дать машине погрузнуть. Блокирующий дифференциал может быть добавлен к передней или задней оси, и может быть добавлен к обеим осям.
Дифференциалы с ограниченным скольжением — LSD
Этот тип дифференциала по сути является удобным компромиссом между открытым дифференциалом и полной блокировкой дифференциала, поскольку он позволяет использовать его только при необходимости. Самым большим преимуществом ЛСД является то, что когда автомобиль движется по ровным дорогам или шоссе, он работает как «открытый» дифференциал, а при движении по пересеченной местности дифференциал из «открытого» становится блокирующим, что обеспечивает безаварийную езду. повороты и подъемы или спуски по неровным, заполненным выбоинами и грязными дорогами. Переключение с «открытого» на дифференциал повышенного трения чрезвычайно быстрое и простое и осуществляется с помощью кнопки на приборной панели автомобиля.
Полный привод в современном автомобиле, и особенно во внедорожной модели — это практически закономерное явление, по той простой причине, что эта система в действительности делает поездку более безопасной. Однако, не стоит также забывать и о тех участках дороги, где присутствует бездорожье и сложные участки дорожного полотна, и, как следствие, серьезные препятствия. Чтобы с ними справиться, дифференциал не подходит полностью, также, как и обычная полноприводная система. Именно поэтому, производители предусмотрели для своих транспортных средств такие элементы, как блокировки дифференциалов, позволяющие перераспределять крутящий момент между осями, чтобы автомобилю было существенно легче бороться с очередной преградой, встретившейся на пути.
Что такое дифференциал и для чего он нужен?
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 – это механизм, отвечающий за распределение момента вращения и угловых скоростей от главной передачи на колёса автомобиля (или на оси, если говорить про межосевой дифференциал). Зачем это нужно? Затем, чтобы дать возможность транспорту нормально поворачивать, не нарушая равномерного сцепления с дорогой каждого колеса.
Если попробовать развернуть на ходу любую повозку с жесткой осью, выяснится, что колесо, находящееся внутри радиуса поворота, пробуксовывает. Одновременно с этим другое колесо, которое находится на наружной дуге и должно двигаться быстрей, теряет сцепление с поверхностью. Другими словами, поворачивать вот так, с двумя колесами, насаженными на одну ось, очень сложно. Можно только посочувствовать лошадям, вынужденным таскать неповоротливые телеги…
Однако автомобиль – давно уже не телега, в том числе и потому, что во время поворота срабатывает дифференциал, который распределяет скорость вращения так, чтобы замедлить колесо внутри дуги поворота и ускорить второе, которое движется по внешней дуге. Всё это происходит без вмешательства водителя, только за счет механического распределения момента вращения.
Если автомобиль имеет одну ведущую ось, то он будет оснащен межколесным дифференциалом. В полноприводном ТС используется межосевой дифференциал. На переднеприводных машинах такой механизм также называется передний дифференциал, а модели в заднеприводных авто называются задним дифференциалом.
Данные механизмы распределяются на три категории по типу зубчатых передач:
- Конический дифференциал;
- Червячный дифференциал;
- Цилиндрический дифференциал.
Различаются они между собой формой главной и осевых шестерен. Конические модификации устанавливаются в переднее- и заднеприводных машинах. Цилиндрические применяются в полноприводных моделях, а червячные подходят для любых типов трансмиссий. В зависимости от модели автомобиля и дорожной обстановки, в которой эксплуатируется транспортное средство, полезными окажутся следующие типы дифференциалов:
- Механическая блокировка;
- Самоблокирующийся дифференциал;
- Электроблокировка.
Ручная блокировка силового привода предполагает использование кулачковой муфты, то есть соединяет части дифференциала и полуоси. Для того чтобы ее включать или выключать применяется специальный механизм. Это может быть пневматический, механический, гидравлический или электрический привод.
Механический привод работает за счет определенной системы из тросов и рычагов, движение которых либо включает, либо выключает блокировку. Электрический вариант работает за счет специального двигателя, а активация происходит путем нажатия на кнопку в салоне. Что касается гидравлического и пневматического приводов, то здесь главными механизмами считаются цилиндры и пневмокамеры соответственно.
Такой тип блокировки необходим, если автомобиль используется как на бездорожье, так и на обычных дорогах. Крайне важно после преодоления препятствий выключать эту систему для избегания поломок и для комфортного передвижения.
Этот вариант считается наиболее оптимальным, если требуется преодолевать препятствия. С помощью такой системы создается полный контроль над движением транспортного средства. Цена на такую модель колеблется от пятисот до шестисот долларов. Блокировка винтовая, имеет длительный период эксплуатации, отлично ведет себя на обледеневшей дороге. Но эффективность ее может упасть, если хоть над одним колесом потеряно управление. Специалисты рекомендуют проявлять повышенную осторожность, эксплуатируя жесткий вид блокировки на колесах нестандартных диаметров, потому что это приводит к увеличению нагрузки и создает вероятность выходя из строя трансмиссии. Чтобы максимально продлить срок службы, необходимо при движении с включенной системой соблюдать скоростной режим, не превышающий десяти километров в час.
Советы по эксплуатации принудительной блокировки на автомобилях УАЗ
При использовании блокиратора дифференциала автомашина менее восприимчива к угловым вывешиваниям, допускается преодоление песчаных или снежных преград. Но на рыхлом грунте возникает опасность посадить машину на днище и картеры мостов. В этом случае транспортное средство вытягивается лебедкой или на буксире. После преодоления трудного участка принудительная блокировка отключается.
Запрещается блокировать полуоси при движении по дорогам с твердым покрытием. Не допускается передвигаться на машине с заблокированными приводами колес со скоростью более 10 км/ч. При установке блокировки на автомобили с увеличенными дисками или шинами требуется использовать усиленные полуоси. Повышенные нагрузки, возникающие в трансмиссии, способны повредить картеры или зубчатые передачи.
При использовании устройств с самостоятельной блокировкой на переднем мосту следует учитывать вероятность изменения поведения машины при движении по шоссе. При разгоне автомашины в повороте на скользкой поверхности начинается проскальзывание шин, которое воспринимается механизмом как сигнал к блокировке.
Заблокированный дифференциал не позволит машине двигаться по закруглению шоссе, а распрямит траекторию (выведя автомобиль на встречную полосу или в кювет).
Что такое межосевой дифференциал и для чего он нужен?
Дифференциал – устройство, управляющее распределением вращательного момента между входным и выходными валами. Хотя скорость отдельных элементов может разниться. Данный механизм успешно применяется в автомобилестроении и широко применим в нём. Различие дифференциалов проявляется в месте их установки, предназначению и конструктивным особенностям. Автомобили с приводом только на заднюю или переднюю ось оснащаются одним дифференциалом – межколёсным.
Необходимость в наличии дифференциала вызвана особенностями поведениями колёс в поворотах. Они проходят различное расстояние в эти моменты.
Грузовые автомобили с приводами 6х6 и 8х8 оснащаются дополнительным межтележечным дифференциалом. В моделях с полным приводом устанавливаются три дифференциала: кроме двух межколёсных, ещё и один межосевой.
О работе межосевого дифференциала, о его конструкции и предназначении мы и поговорим далее более подробно.
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.
Назначение дифференциала
При повороте автомобиля колеса, находящиеся ближе к центру кривизны траектории, проходят меньший путь, чем те, что вращаются по наружной дуге. Различны также их скорости. А так как привод без дифференциала вращает оба колеса одной оси с одинаковой скоростью, одно из них начинает пробуксовывать. Это повышает износ протектора и ухудшает управляемость автомобиля. Дифференциал позволяет ведущим колесам вращаться с разными скоростями.
Пока ведущая ось хорошо контактирует с дорогой, это устройство работает без нареканий. Но стоит ухудшиться сцеплению с дорогой под одним из колес, например, при попадании на лед или жидкую грязь, как вращаться будет только оно одно. Колесо с большим коэффициентом сцепления перестает крутиться, а автомобиль останавливается. Если же заблокировать дифференциал, такого происходить не будет. Поэтому заблокированный дифференциал улучшает проходимость машины на труднопреодолимых участках пути.
Если у автомобиля одна ведущая ось, то дифференциал у него тоже один – между колесами этой оси. У машины с постоянным приводом на 4 колеса – их три. По одному между колесами каждой оси плюс один межосевой.