Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением
Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением (также: дифференциал ограниченного проскальзывания (LSD), дифференциал повышенного трения, самоблокирующийся дифференциал) — это дифференциал, механика работы которого за счёт конструктивно заложенного повышенного внутреннего сопротивления между некоторыми вращающимися деталями позволяет такому дифференциалу без каких-либо управляющих воздействий извне выравнивать самостоятельно угловые скорости ведущего и ведомых звеньев вплоть до полной их взаимной блокировки и превращения всего дифференциала в прямую передачу.
Следует иметь в виду, что в англоязычной литературе данные дифференциалы обозначаются как «LSD (Limited-Slip Differential)», т.е. дифференциал ограниченного проскальзывания, и данный термин не определяет физического принципа работы устройства, наличия управления им и т.д. Имеет значение лишь сама функция блокировки неконтролируемой разницы в угловых скоростях приводов («проскальзывания»).
«Ограниченность проскальзывания» подразумевает некий заданный предел разницы угловых скоростей, при превышении которого начинает срабатывать блокировка.
Содержание
- 1 Преимущества
- 2 Коэффициент блокировки
- 3 Преднатяг
- 4 Типы ДПВС и конкретные конструкции
- 4.1 Винтовая блокировка
- 4.2 Червячная блокировка
- 4.3 Дисковая блокировка
- 4.4 Кулачковая блокировка
- 4.5 Шариковая блокировка
- 4.6 Дифференциал с вискомуфтой
- 4.7 Дифференциал с героторным насосом
- 5 Примечания
Преимущества
Основное преимущество дифференциала с повышенным внутренним сопротивлением (далее — ДПВС) можно увидеть, рассмотрев случай с обычным (или «открытым») дифференциалом, у которого одно колесо вообще не имеет контакта с дорогой. В этом случае второе колесо, контактирующее с дорогой, будет оставаться неподвижным, и первое, не контактирующее с дорогой колесо, будет вращаться свободно — передаваемый крутящий момент будет равным на обоих колёсах, но не будет превышать порогового значения момента, необходимого для движения транспортного средства, и поэтому транспортное средство будет оставаться неподвижным.
В обычных автомобилях, движущихся по асфальтовым дорогам, такая ситуация маловероятна, и поэтому для таких автомобилей обычный дифференциал вполне подойдёт. При вождении в более сложных условиях, например, при движении в грязи или по бездорожью, подобные ситуации случаются, и наличие дифференциала с повышенным внутренним сопротивлением позволяет не останавливать движение. За счёт ограничения разницы в угловых скоростях колёс полезный момент передаётся до тех пор, пока хотя бы одно из колёс имеет сцепление с дорогой.
Коэффициент блокировки
Коэффициент блокировки есть важнейшее оценочное свойство любого ДПВС. В информационных материалах о ДПВС этот коэффициент может выражаться двояко и несколько отличаться по смыслу толкования, хотя в обоих случаях подразумевать одно и то же, только с разных точек зрения.
В иностранной технической литературе КБ обычно выражается посредством процентного значения в десятках процентов в диапазоне от 20 % и выше. Цифра обозначает покрываемую конкретным ДПВС ширину диапазона относительного распределения крутящего момента между колёсами/осями от заложенного в дифференциала статического (с поправкой на его возможную несимметричность) до максимального уровня в 100/0, в пределах которого ДПВС может обеспечить взаимную блокировку.
Данное определение подпадает под англоязычный термин Locking Effect («блокировочный эффект»). В русскоязычной технической литературе КБ выражается через число от 2 и выше (обычно, без десятичных дробей), обозначающее максимально возможную разницу в крутящих моментах (разницу в силе тяги) на колёсах/осях, в пределах которой данный ДПВС может обеспечить их взаимную блокировку. Данное определение КБ соответствует английскому термину Torque Bias («сдвиг момента»).
Показано соотношение между КБ в числовом и процентном значениях
Хотя оба понятия КБ предполагают под собой разные формулы подсчёта, абсолютно любой ДПВС может быть корректно оценён любым из них. При этом, каждое из двух значений КБ можно соотнести с общим оценочным показателем, а между обеими значениями всегда имеется взаимооднозначное соответствие. Так, например, значение КБ=50 % и КБ=3 означает в обоих случаях одно и то же: что ДПВС с указанными КБ допускает перераспределение крутящего момента между колёсами/осями в соотношении не более чем 75/25, что с одной стороны даёт 50 % полного диапазона возможного перераспределения эффективно используемого крутящего момента (75-25=50), а с другой стороны даёт 3-х кратную разницы в возможной силе тяги (75/25=3).
Числовое (не процентное) значение КБ, возможно, здесь более интуитивно понятно, тем более, что помимо своего основного смысла, оно предполагает аналогичную разницу в допустимой силе сцепления колёс/осей с поверхностью, что в том же случае КБ=3 означает, что максимально эффективное использование мощности двигателя на этом ДПВС возможно только если сила сцепления каждого колеса с поверхностью дороги будет отличаться не более чем в три раза.
Простой (свободный) дифференциал не позволяет получить какую-либо разницу в эффективно-используемых крутящих моментах на ведомых звеньях, здесь разница между силой тяги обоих колёс/осей практически нулевая на любых режимах, КБ такого дифференциала равен 0 % или 1. Прямая передача или заблокированный дифференциал позволяют весь эффективно используемый крутящий момент реализовать на любом ведомом звене, здесь любое колесо/ось могут обеспечить всю тягу при нулевой уровне тяге на другом колесе/оси, а КБ в данном случае равен 100 % или бесконечности.
ДПВС может иметь два верхних значения КБ — по одному для каждой ветви мощности. Такое возможно в случаях несимметричного дифференциала, когда КБ получает поправку на несимметричность — то есть, верхние значения КБ для каждой из сторон отличаются друг от друга на разницу в соотношении раскладываемых крутящих моментов (например, в несимметричном заднем кулачковом межколёсном ДПВС грузового автомобиля ГАЗ-66, раскладывающим крутящий момент по колёсам в соотношении ?(60/40), значения КБ для правого и левого колёс равны, соответственно, 3.1 и 2.1). И такое возможно в симметричных дифференциалах, когда это конструктивно допустимо механикой работы блокировки (например, в симметричном червячном ДПВС Torsen Type-1 разные значения КБ можно реализовать через разные углы нарезки зубьев в каждой паре сателлит-шестерня).
Обычно под КБ конкретного ДПВС подразумевается его максимальный КБ. При этом у любого ДПВС существует значение так называемого начального КБ, которое обычно не декларируется.
Преднатяг
Под этим термином подразумевается создание в ДПВС внутреннего сопротивления взаимному вращению ведомых звеньев в статике, то есть, при отсутствии подачи на дифференциал какого-либо самого минимального крутящего момента. Величина уровня преднатяга определяется усилием, необходимым для сдвига (поворота) любой ведомого звена дифференциала при неподвижном ведущем звене. В свободном дифференциале уровень преднатяга близок к нулю. Преднатяг, если он есть, «работает» всегда, независимо от того, нагружен ДПВС тяговым или тормозным крутящим моментом или не нагружен. Наличие преднатяга не есть обязательное условие работы ДПВС.
Так называемая «муфта преднатяга» предполагает под собой некое устройство внутри ДПВС, выполняющее вышеупомянутые функции и затрудняющее взаимное вращение ведомых шестерён дифференциала. Конструкция этого устройства не имеет универсального вида и на разных ДПВС может быть любой. Обычно это есть распорные пружины разной формы, дополненные дистанционными кольцами.
Типы ДПВС и конкретные конструкции
В пассажирских автомобилях как правило используются два типа ДПВС:
- чувствительные к разнице крутящих моментов.
- чувствительные к разнице угловых скоростей.
Дифференциалы обоих типов допускают наличие некоторой конструктивно запрограммированной разницы между крутящими моментами (в первом случае) или угловыми скоростями (во втором случае), но налагают механическое ограничение на возникновение большой их диспропорции.
Винтовая блокировка
Конструктивно дифференциалы с винтовой блокировкой могут быть выполнены на основе любого плоского однорядного или двухрядного планетарного механизма схем СВС или СВЭ с параллельными осями сателлитов, которые, в свою очередь, могут быть как одиночными, так и парными взаимозацепленными. Общем для любого вида исполнения будут две особенности: использование цилиндрических косозубых шестерён во всех парах зацепления и отсутствие фактических осей сателлитов как деталей.
Винтовая передача, как таковая, здесь не используется, и широко употребимый термин происходит исключительно от визуального сходства сателлитов дифференциала с винтом, особенно на контрасте с его основными шестернями. А шестерни-сателлиты здесь вращаются не на осях, а в цилиндрических карманах, отфрезерованных в корпусе/водиле дифференциала. Идея блокировки основана на том, что в косозубом зацеплении под нагрузкой возникают осевые силы, стремящиеся раздвинуть по своим осям обе зацепленные шестерни в противоположные от плоскости контакта стороны, и здесь это свойство в первую очередь использовано в парах взаимозацепленных сателлитов, которые для этого получают некоторую осевую подвижность. Под тягой, при повороте или пробуксовке колеса, вращающиеся сателлиты расклиниваются в своих карманах, упираются торцами в корпус дифференциала, за счёт чего происходит их торможение и самовыравнивание угловых скоростей ведомых шестерён. Расклинивание сателлитов тем сильнее, чем выше передаваемый ими крутящий момент, но сам коэффициент блокировки определяется углом наклона зубьев зацепления и фрикционными свойствами пар контакта сателлит/корпус.
Для усиления эффекта самоторможения в данных дифференциалах обычно применяют более чем минимально необходимые для плоского планетарного механизма три пары сателлитов — а именно, от четырёх до семи пар. И для усиления фрикционного эффекта в точках контакта торцов сателлитов с корпусом дифференциала могут применяться диски-прокладки из материала, создающего повышенное сопротивление при трении. В случае одиночных сателлитов работа дифференциала в принципе аналогична, с тем лишь отличием, что здесь в самоторможение вовлечены не только сателлиты, но и центральные шестерни дифференциала.
Ввиду того, что шестерни с косозубым зацеплением могут быть использованы на плоских планетарных механизмах любой схемы и формы, дифференциалы на их основе можно выполнить с практически любыми заданными передаточными отношениями в каждой паре звеньев ведущее-ведомое. Соответственно, такие дифференциалы могут быть как симметричные, так и несимметричные, и применяться в трансмиссии и как межколёсные и как межосевые.
На этих дифференциалах активно используется преднатяг, а блокирующий момент здесь создаётся в тяговом режиме даже при отсутствии разницы в угловых скоростях на выходе. Но исключительно на косозубом зацеплении высокие значения коэффициента блокировки не доступны (обычно < 3), и для усиления эффекта такие дифференциалы могут дополняться фрикционными пакетами по типу дифференциалов с дисковой блокировкой.
Дифференциалы с винтовой блокировкой очень широко распространены по сей день. Основная их область применения — спортивные и гоночные автомобили. Также они применяются как тюнинговые для незначительного улучшения проходимости в дорожных автомобилях. Однако на истинно внедорожной технике они обычно не используются. Наиболее известны образцы от британской компании Quaife Engineering и американской Torsen NA Inc.. В первом случае дифференциал так и называется — Quaife. Во втором случае — это так называемые Torsen Type-2 и Torsen Type-3.
Червячная блокировка
Конструктивно все дифференциалы с червячной блокировкой выполнены на основе простых пространственных планетарных механизмов схемы СВС с сателлитами на перекрещивающихся осях.
Визуально пары зацепления солнце-сателлит здесь выглядят как червячная передача, в которой оси червячного колеса и самого червяка также перпендикулярны друг-другу и не пересекаются. В роли червяка и в роли червячного колеса здесь могут выступать как сателлиты, так и ведомые шестерни, и имеются разработки червячной блокировки с обеими вариантами распределения ролей между шестернями. Идея блокировки основана на том, что червячной передаче свойственно самоторможение в случаях направления мощности от червячного колеса к червяку, которое тем сильнее, чем больше угол наклона нарезки зубьев червяка к его оси вращения.
Хотя дифференциал с червячной блокировкой наиболее известен в варианте, разработанном американской Torsen NA Inc., — так называемый Torsen Type-1 — сама компания-разработчик почему-то избегает термина «червячная передача» при описании своего дифференциала. Зубчатая передача здесь декларируется как косозубая на перекрещивающихся осях, но не просто косозубая, а с некоей специфической, разработанной самой Torsen и запатентованной ими же формой зубьев Invex™, фактически являющейся частным вариантом эвольвентного зацепления.
В русскоязычной инженерно-технической литературе считается, что в Torsen Type-1 роль червяков выполняют ведомые шестерни, а роль червячных колёс — сателлиты. Объяснение этому проистекает из разного угла наклона косозубой нарезки на ведомых шестернях и сателлитах. Необычная трёхрядная форма сателлита с прямозубым зацеплением по краям и косозубым в центре объясняется исключительно тем, что ввиду компоновки с перекрещивающимися осями конструктивно невозможно организовать через одну и ту же зубчатую нарезку одновременный зацеп как сателлитов с ведомыми шестернями, так и сателлитов между собой, и к повышению внутреннего сопротивления дифференциала эта особенность не имеет отношения. Обе ведомые шестерни здесь имеют сонаправленную нарезку зубьев и некоторую минимальную осевую подвижность, которая, как и в случае дифференциалов с винтовой блокировкой, необходима для сдвига обеих шестерён вдоль оси под нагрузкой, только в данном случае не для контакта с корпусом, а для их взаимного самоторможения друг о друга, что вносит существенный вклад в общее повышение внутреннего сопротивления.
Дифференциал момент-чувствительный. Коэффициент блокировки в разных вариантах — 3-6. Дифференциал визуально и кинематически симметричен, и в случае межосевого использовался на модификациях AWD машин, изначально переднеприводных. Вообще, Torsen Type-1 есть один из наиболее известных моделей ДПВС. Он широко использовался в гоночных автомобилях WRC и Формулы-1 разных лет и в качестве межколёсного и в качестве межосевого. А на дорожных легковых автомобилях он стал совершенно однозначной ассоциацией с системами полного привода от Audi — Quattro — хотя в последних разработках Audi применяла и иные варианты. Среди внедорожных машин известным носителем данного ДПВС является Hummer h2.
Настоящими дифференциалами с червячной блокировкой и высокими (порядка 10 и даже выше) коэффициентами блокировки были американские и немецкие разработки для грузовых автомобилей повышенной проходимости. В данном случае конструкция планетарного механизма ДПВС предполагала тройные взаимозацепленные сателлиты, из которых два сателлита были червяками, а один — червячным колесом.
Также, червячными колёсами были ведомые шестерни, а всего в дифференциале было 8 червяков и 6 червячных колёс двух типоразмеров. Основные попытки относительно массового применения этих ДПВС пришлись на предвоенные годы. В СССР этот тип ДПВС испытывался после войны, как в виде трофеев от Rheinmetall-Borsig AG, так и в виде домашних разработок «улучшенной» конструкции на основе немецкой. Данные по конкретным американским и немецким носителям отсутствуют, хотя считается, что дифференциалы с червячной блокировкой были широко распространены на различных грузовиках и тягачах для бездорожья и карьерных разработок. В СССР единственный более-менее массовый носитель — Урал-375Д. Современное использование — вероятно, нулевое.
Дисковая блокировка
Разобранный дифференциал с дисковой блокировкой
Конструктивно дифференциал с дисковой блокировкой всегда состоит из планетарного механизма схемы СВС на конических шестернях, дополненного парой миниатюрных конических фрикционных муфт и парой многодисковых фрикционных пакетов, располагающихся по оси дифференциала с обеих его сторон между ведомыми шестернями и корпусом.
Часть фрикционных дисков здесь зацеплена с корпусом дифференциала, а часть — с миниатюрным конусообразным сцеплением, которое сопрягается каждое со своей ведомой шестернёй (солнцем). Идея блокировки основана на том, что под нагрузкой в конических шестернях возникают осевые силы, стремящиеся раздвинуть зацепленные шестерни друг от друга, и в отличие от свободного дифференциала, где этот эффект стараются нивелировать, здесь именно за счёт него и происходит сжатие фрикционных пакетов между ведомыми шестернями и корпусом дифференицала, что в свою очередь приводит к выравниванию угловых скоростей. Помимо конических муфт и фрикционных пакетов для усиления эффекта здесь нередко используется распорная пружина, установленная между ведомыми шестернями. И для усиления эффекта эти дифференциалы обычно имеют не два, а четыре сателлита на крестообразном водиле.
Разработки подобных дифференциалов известны с довоенного периода — ими занимались американские фирмы LeTurno-Westinghouse и Borg Warner.
Современный вид и дисковую блокировку дифференциалы приобрели в 60-х годах, когда появились относительно надёжные фрикционные материалы, что позволило делать всю систему компактной и пригодной для легковых автомобилей. Сегодня используются в качестве межколёсных в задних ведущих мостах как спортивных, так и внедорожных автомобилей. Надёжны, но могут требовать регулировки со временем.
Кулачковая блокировка
Кулачковый дифференциал Порше, применявшийся на KdF82
Конструктивно здесь возможны два варианта исполнения. В одном случае кулачковая муфта, состоящая из двух кулачковых дисков и промежуточного сепаратора с сухарями располагается между обеими ведомыми шестернями свободного дифференциала. Во втором случае, планетарная передача дифференциала вообще не имеет зубчатых колёс: эрзац-водилом дифференциала служит сепараторное кольцо, сателлитами являются сухари, а роль ведомых шестерён выполняют два кулачковых диска или кольца с волнообразным профилем сопряжённой с сепаратором поверхности.
В обоих случаях идея блокировки основана на том, что при определённой разнице в угловых скоростях ведомых звеньев сухари расклиниваются между кулачковыми дисками/кольцами и практически моментально блокируют дифференциал. Блокировка здесь срабатывает только от разницы в угловых скоростях. До некоторого значения этой разницы дифференциал работает как свободный, по достижению — сразу блокируется, причём не важно, нагружен он крутящим моментом или нет. Какой-либо переходной режим частичной блокировки между свободным и заблокированным состояниями отсутствует.
Первые известные разработки кулачковых дифференциалов вероятно принадлежат Фердинанду Порше. Именно его дифференциал пошёл в серию на машинах KdF-K?belwagen. Сегодня кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы в основном используются как межколёсные в автомобилях повышенной проходимости и в военной технике (бронетранспортёрах и пр.).
Шариковая блокировка
Конструктивно дифференциалы с шариковой блокировкой представляют собой некий эрзац планетарной передачи симметричной схемы СВС.
Формально они не имеют ни шестерён, ни сателлитов в своей конструкции, но фактически, функции составляющих их деталей и общий принцип их работы идентичен конструкции и принципу работы любого настоящего планетарного дифференциала, а механика блокировки определяется повышением внутренного сопротивления работе, как и в остальных типах самоблокирующихся дифференциалов. В роли сателлитов здесь используются шарики, которые плотно набиты в закольцованные канавки в корпусе (водиле) дифференциала, и которые, как и настоящие сателлиты, контактируют одновременно друг с другом и с парой ведомых эрзац-шестерён (двумя солнцами). При небольшой разнице в угловых скоростях шарики, толкая друг-друга, перемещаются в закольцованной канавке в ту или другую сторону, обеспечивая дифференциальное вращение всей конструкции. При достижении некоего уровня разницы в угловых скоростях (пробуксовке) ведомых шестерён шарики не могут её (разницу) поддерживать, за счёт трения самотормозятся в своих канавках и тем самым создают блокировочный эффект.
Эта конструкция малоизвестна в мировом автопроме и всё её распространение, вероятно, ограничивается Россией и Украиной. Наиболее известные дифференциалы с шариковой блокировкой — это Автоматический Дифференциал Красикова и Автоматический Дифференциал Нестерова.
Дифференциал с вискомуфтой
Вязкостная муфта с открытым корпусом.
Конструктивно дифференциал состоит из простого планетарного механизма абсолютно любой схемы и вискомуфты, соединяющей два его любые звена (два любые вала подачи/снятия мощности). Вискомуфта может располагаться как внутри дифференциала и связывать два ведомых звена, так и снаружи и связывать ведущее и ведомое звено (на принципиальную работы всей системы расположение вискомуфты влияния не оказывает). Идея блокировки основана на свойствах вискомуфты выравнивать угловые скорости двух своих звеньев за счёт свойств дилатантной жидкости. Блокировка срабатывает только от разницы в угловых скоростях. Кратковременно допускается 100 % блокировка. Переходные режимы также активно используются.
Вязкостные ДПВС менее эффективны в сравнении с вышеупомянутыми механическими ДПВС, так как в них происходит рассеивание энергии. В частности, любая постоянная нагрузка, которая нагревает жидкость внутри муфты, приводит к неустранимым перманентным потерям «дифференциального эффекта».
Данный ДПВС не стоит путать с использованием вискомуфты в системах так называемого полного привода по требованию.
Дифференциал с героторным насосом
В дифференциалах этого типа с одной стороны вращается корпус героторного насоса, а с противоположной стороны вращается вал, соединённый с зубчатым колесом, находящимся внутри насоса. Когда возникает разница в частотах вращения корпуса и зубчатого колеса, насос сжимает рабочую жидкость во внутренней полости насоса. Это обеспечивает передачу вращающего момента к колесу машины, имеющему более сильное сцепление. Системы, основанные на насосах, имеют верхнюю и нижнюю границы прикладываемого давления, и внутреннее демпфирование во избежание гистерезиса.
Новейшие системы с героторными насосами имеют компьютерное регулирование выходной мощности, что обеспечивает более высокую подвижность и исключает колебания.
Источник https://ru.wikipedia.org/wiki/Дифференциал_с_повышенным_внутренним_сопротивлением
LSD дифференциал — что это, для чего нужен и как работает — TopWay.su
LSD дифференциал — что это, как работает и какую помощь может оказать на бездорожье? Дифференциал повышенного трения LSD работает также, как и аналогичные автоматические неполные блокировки. Он срабатывает в тех случаях, когда колеса на одной оси начинают крутиться со слишком разной по отношению друг к другу скоростью. Чаще всего LSD дифференциал ставят на внедорожники и спортивные автомобили, но считать его 100% блокировкой от застревания в грязи или диагонального вывешивания ошибочно.LSD дифференциал — что это такое
Как уже было сказано выше, дифференциал повышенного трения LSD не обеспечивает полной блокировки, допуская определенную разницу между скоростями вращения валов.
Он срабатывает лишь в том случае, когда разница ощутима. Выше уже было сказано, что LSD часто ставят в различные автомобили: как в спортивные, так и во внедорожники
Как работает LSD дифференциал и какие типы бывают
Классический — дифференциал чувствителен к разнице скоростей между валами, блокируя при определенном моменте. Это классическая блокировка, аналогичная вискомуфте. Применяется всё чаще, особенно во внедорожниках, так как лёгок в обслуживании и крайне прост по своей конструкции и принципу действия;
Традиционный — дифференциал срабатывает при разнице между передачей крутящего момента.
Классический задний дифференциал LSD очень популярен, но на многих старых машинах доведен до ужасного состояния. В новые его тоже периодически устанавливают, но, как уже говорилось выше, его эффективность в серьезной грязи не очень высока. Многое зависит от прокладки между сиденьем и рулем, поэтому в умелых руках автомобиль лишь с такой блокировкой тоже способен на небольшие подвиги, но заменить 100% блокировку он не способен.
Также начинающие джиперы часто интересуются, как определить LSD дифференциал — делается это очень просто: задняя сторона машины домкратиться так, чтобы колеса отрывались от земли. Передняя часть авто при этом стоит на земле (не забывайте ставить под колеса противооткаты и держать авто на передаче в момент подъема).
- TopWay.su — магазин внедорожного оборудования © 2023
Что такое самоблокирующийся дифференциал?
Это то, что помогает вашему автомобилю развивать мощность, а не крутить колеса.
Автор: Дэвид Глюкман 28 февраля 2022 г.
BMW
дифференциал, часто сокращаемый до LSD, — это вспомогательное сцепление, которое гарантирует, что шина на низкой скорости Поверхность захвата не будет вращаться бесполезно. В этом учебнике описывается, что делает самый простой дифференциал, а также почему вас может волновать проскальзывание и как LSD ограничивает его.
Что такое самоблокирующийся дифференциал?
Дифференциал повышенного трения — это часть автомобиля, которая получает крутящий момент от трансмиссии и распределяет его между колесами. Хотя у всех автомобилей есть дифференциал, только у некоторых есть дифференциал повышенного трения, который является разницей между способностью сохранять или даже иметь сцепление с дорогой в скользких условиях, таких как грязь, дождь или снег и лед.
Чтобы немного подстраховаться, дифференциал позволяет колесам автомобиля вращаться с разной скоростью, что особенно важно, когда вы собираетесь поворачивать машину.
И вот почему: при повороте внешние колеса автомобиля должны пройти немного большее расстояние, чем внутренние колеса. Без дифференциала автомобиль будет дергаться или нестись по тротуару, когда вы попытаетесь это сделать. Но с ним внешнее ведущее колесо (колеса) может вращаться с большей скоростью, чем внутреннее колесо (колеса), чтобы не отставать. Этот тип дифференциала — наиболее простая и широко используемая форма — называется открытым дифференциалом. LSD улучшает эту концепцию, также ограничивая проскальзывание.
Как работает самоблокирующийся дифференциал?
Пока не произойдет пробуксовка, LSD будет действовать как открытый дифференциал, позволяя ведущим колесам вращаться с разной скоростью. Когда происходит определенное проскальзывание, LSD (также известный как антипробуксовочный дифференциал) определяет его — механически или электронным образом, как разницу в крутящем моменте или скорости вращения колес — и затем ограничивает его, связывая колеса каким-либо образом, например, с помощью сцепление, вязкостная муфта или давление между шестернями и корпусом.
Что такое скольжение и почему меня это должно волновать?
Пробуксовка — это то, что происходит, когда шина теряет сцепление с дорогой. Давайте рассмотрим двухколесный автомобиль: когда одно ведущее колесо имеет сцепление с дорогой, а другое нет, первое остается неподвижным, а второе вращается и вращается в поисках сцепления. Возможно, вы сталкивались с этим, когда пытались тронуться с места и слишком сильно нажимали на педаль акселератора, когда шины крутились, а затем чирикали, восстанавливая сцепление с дорогой. Это обычное явление на мокрой или обледенелой поверхности, когда одно колесо находится на сухом асфальте, а другое на грязи или льду.
Сцепление с дорогой чаще является проблемой для спортивных и внедорожных транспортных средств, чем для обычных автомобилей средней мощности. Отчасти это связано с двигателями с крутящим моментом, которые, как правило, проверяют пределы сцепления шин, а отчасти из-за того, как используются эти типы транспортных средств.
Спортивные автомобили и суперкары, скорее всего, будут ездить жестко, а внедорожники обычно отрывают колесо от земли.
На асфальте, если вы попытаетесь ускориться с буксующим колесом, вы, скорее всего, увидите целую кучу дыма от шин и никакого движения. Во время прохождения поворотов, когда на внешние шины приходится больше веса, чем на внутренние, ненагруженное ведущее колесо будет свободно вращаться. А внедорожник с открытыми дифференциалами никуда не поедет без посторонней помощи, если только одно колесо у него прочно стоит на земле, а остальные увязают в рыхлой грязи или песке или висят в воздухе.
Это проблема, если в моей машине нет самоблокирующегося дифференциала?
Не обязательно. Многие современные автомобили имеют систему контроля тяги, которая может довольно хорошо избежать проскальзывания, применяя тормоза для замедления вращающегося колеса, что позволяет другому колесу на той же оси использовать его сцепление для движения автомобиля. Однако LSD — это более эффективный способ превратить крутящий момент двигателя в поступательное движение.
Не нужно быть инженером, чтобы понять, что использование тормозов для ускорения автомобиля имеет некоторые недостатки. Вот почему в специальных моделях используются LSD.
BMW
В большинстве случаев любой автомобиль, который нуждается в LSD или может получить от него большую пользу, будет иметь его или, по крайней мере, позволит вам добавить его в качестве опции. Например, BMW M5 2013 года поставлялся с активным дифференциалом, который является одним из наиболее сложных способов ограничения проскальзывания. Этот дифференциал, изображенный в начале этого учебника, помогает седану с турбонаддувом превращать 560 л.с. в движущую силу. С другой стороны, большинство пикапов имеют открытый дифференциал в качестве стандартного оборудования и включают в список опций дифференциалы повышенного трения или блокировки.
TAGSдифференциал повышенного тренияlsd
Этот сайт предназначен только для образовательных целей. Перечисленные третьи лица не связаны с Capital One и несут единоличную ответственность за свое мнение, продукты и услуги.
Capital One не предоставляет, не поддерживает и не гарантирует какие-либо сторонние продукты, услуги, информацию или рекомендации, перечисленные выше. Информация, представленная в этой статье, считается точной на момент публикации, но может быть изменена. Показанные изображения предназначены только для иллюстрации и могут не быть точным представлением продукта. Материалы, представленные на этом сайте, не предназначены для предоставления юридических, инвестиционных или финансовых рекомендаций или указания на доступность или пригодность какого-либо продукта или услуги Capital One для ваших уникальных обстоятельств. Для получения конкретных советов о ваших уникальных обстоятельствах вы можете проконсультироваться с квалифицированным специалистом.
Дэвид Глюкман имеет более чем десятилетний опыт работы писателем и редактором печатных и цифровых автомобильных изданий. Он может параллельно парковать школьный автобус, у него есть электронная таблица со списком всех транспортных средств, которые он когда-либо тестировал, и однажды он проехал на Lincoln Town Car со скоростью 63 мили в час задним ходом.
Когда Дэвид не ищет идеальную подержанную машину, вы можете найти его, пробуя новейшие бесполезные продукты питания, которые может предложить Америка.
Полное руководство по дифференциалам повышенного трения
Дифференциалы повышенного трения (LSD) — это дифференциалы, которые идеально подходят для гонщиков, внедорожников, владельцев рабочих грузовиков и многих других. Они обеспечивают мощность и контроль, которые выигрывают на трассе, и позволяют исследовать труднопроходимые места без асфальта. Понимание LSD требует времени, потому что за прошедшие годы многие производители придумали свои собственные конструкции ограничения проскальзывания. Это руководство расскажет вам о происхождении, преимуществах и типах самоблокирующихся дифференциалов, чтобы вы могли делать покупки с уверенностью.
Происхождение дифференциалов: переход от открытых дифференциалов к LSD
Дифференциалы повышенного трения появились в 1930-х годах, но сами дифференциалы появились еще в те времена — как в те времена, когда древним людям приходилось тянуть тележки вместо приводных автомобилей.
Необходимость в дифференциалах была очевидна. Даже тогда колеса должны были вращаться с разной скоростью, чтобы поддерживать движение колесных транспортных средств, поэтому родился дифференциал.
Открытые дифференциалы Vs. Ограниченное скольжение
В более современные времена были созданы открытые дифференциалы, чтобы обеспечить одинаковую мощность для набора колес, позволяя им вращаться с разной скоростью. При открытом дифференциале одно колесо могло крутиться быстрее другого, и колеса крутились в разные стороны. Проблема в том, что открытые дифференциалы по-прежнему передают одинаковый крутящий момент или мощность на оба колеса, даже если одно колесо имеет меньшее сцепление с дорогой. Раньше это было нормально в большинстве случаев. В течение долгого времени открытые дифференциалы удовлетворяли потребности большинства обычных, непринужденных водителей. Но люди не придерживались стандартного вождения. Нам нужно было больше.
Нам нужно было больше двигаться во время поворотов.
Нам нужно было больше контроля зимой.
Нам нужна была сила, чтобы исследовать места за асфальтированными дорогами.
Так на рынок вышел самоблокирующийся дифференциал.
Что делают самоблокирующиеся дифференциалы?
Дифференциалы повышенного трения позволяют колесам вращаться с разной скоростью, но ограничивают разницу в скорости колес. Если одно колесо проскальзывает, LSD распределяет больше мощности на колесо с большей тягой. Это дает автомобилю большую скорость на поворотах и управляемость, когда одно колесо находится на более низкой поверхности сцепления.
Почему ограниченное скольжение имеет значение во время поворотов
Когда транспортное средство делает поворот любого типа, внешнее колесо вращается быстрее, чем внутреннее колесо, потому что внутреннее колесо делает более крутой поворот, чем внешнее (другими словами, внутреннее колесо проходит меньшее расстояние, чем внешнее колесо). Без какого-либо дифференциала автомобиль, вероятно, будет вести себя как рыбий хвост, потому что внутреннее колесо будет привязано к скорости внешнего колеса, что приведет к его заносу и сильному износу шин.
Дифференциал позволяет этим колесам совершать поворот, позволяя им вращаться с разной скоростью, но дифференциал повышенного трения делает шаг вперед, придавая колесу с большей силой сцепления больше мощности.
Это особенно полезно, если одна шина находится на поверхности с низким сцеплением, а другая — на поверхности с более высоким сцеплением (например, сухая земля или грязь). В этом случае работа без дифференциала повышенного трения может привести к тому, что вы застрянете в грязи (буквально).
Преимущества самоблокирующегося дифференциала
Мы уже рассмотрели многие из них, но самоблокирующиеся дифференциалы полезны по ряду причин.
Дифференциалы повышенного трения…
- Придайте больше мощности колесу с большей тягой
- Уменьшение вибрации рулевого колеса
- Пусть ваши колеса движутся в одном направлении
- Замедлите износ шин
- Быстро вытащит вас из затруднительного положения
- Придает уверенность и душевное спокойствие
Типы дифференциалов повышенного трения (LSD)
Классифицировать самоблокирующиеся дифференциалы сложно.
Даже типы самоблокирующихся дифференциалов имеют типы. Один из способов классификации типа дифференциала — , когда он ограничивает проскальзывание или распределяет мощность, чтобы предотвратить значительную разницу в скорости вращения колес между шинами.
Односторонние, двухсторонние и 1,5-сторонние LSD
Односторонние: Односторонние дифференциалы повышенного трения предназначены для ограничения проскальзывания как при ускорении, так и при замедлении. Они наиболее популярны для автомобилей с передним приводом (FWD), потому что автомобили с односторонним LSD могут поворачиваться при отпускании дроссельной заслонки.
1,5- и двухсторонние дифференциалы: И 1,5- и двухсторонние дифференциалы ограничивают проскальзывание при разгоне и торможении, но двухсторонние дифференциалы полностью блокируются при ускорении и замедлении, в то время как 1,5-сторонние дифференциалы полностью блокируются в одном направлении и частично при включении.
другой. Дрифтеры, как правило, предпочитают 2-стороннюю, в то время как большинство гонщиков выбирают 1,5.
Муфты, шестерни и дифференциалы повышенного трения конического типа
Другой метод классификации дифференциалов повышенного трения – как они блокируют и ограничивают скольжение. Существует много типов дифференциалов повышенного трения, но для простоты мы сосредоточимся на популярном типе сцепления, типе шестерни и наших уникальных дифференциалах конического типа.
LSD сцепления
Популярные в маслкарах 60-х и 70-х годов, LSD сцепления используют диски или пластины сцепления (называемые пакетами сцепления) и пружины для обеспечения трения, необходимого для блокировки.
Вязкостные LSD
Вискомуфты LSD используют вязкостные муфты и жидкость для создания трения, если приводной вал вращается быстрее или медленнее, чем корпус дифференциала (опять же, если одна шина находится на поверхности с меньшим сцеплением, чем другая).