5Сен

Электронный дифференциал: как работает и что особенного?

5 Сен 2019 alexxlab Комментировать

Содержание

как работает и что особенного?

Электронная блокировка дифференциала — это такая система в основные задачи которой входит имитация блокировки устройства при помощи штатной тормозной системы. Именно она препятствует пробуксовке ведущих колес в те моменты, когда транспортное средство только начинает движение, либо набирает разгон на скользком покрытии или начинает совершать поворот. Такая система предусмотрена на многих современных автомобилях. Использование ее дает как неоспоримые преимущества, так и влечет за собой некоторые недостатки. Об этом и пойдет речь в данном материале.

Как работает блокировка дифференциала?

Работа блокировки дифференциала происходит циклично. То есть происходит это в три стадии. На первой стадии происходит увеличение давления, на второй стадии его удержание, а на третьей сброс давления. На первой стадии блок управления получает от датчиков сигналы и на их основе принимает решение о начале своей работы. Переключающий клапан запирается, а вот клапан высокого давления открывается.

  Насос тормозной системы создает давление в контуре  и в результате чего за счет увеличения давления тормозной жидкости происходит торможение буксующего ведущего колеса. Когда прекращается пробуксовка начинается вторая стадия.   Система фиксирует достигнутое тормозное усилие благодаря удержанию давления. В этот момент прекращается действие насоса. На третьей стадии колесо заканчивает проскальзывание и начинается сброс давления. Открывается переключающий клапан, а клапан высокого давления закрывается. В случае необходимости все эти три стадии могут повторятся.

Какие бывают системы и в чем плюсы?

сегодня на транспортных средствах многих автопроизводителей устанавливается система предотвращения пробуксовки колес. При этом очень часто несмотря на то, что установленные системы выполняют одни и те же функции, названия их могут отличаться. Самыми известными среди них сегодня считаются системы EDS, ETS и XDS. Что касается преимуществ в целом электронной блокировки дифференциала, то она значительно повышает тягу при повороте авто, делает возможным начало движения без пробуксовки колес и обеспечивает адаптивную настройку степени блокировки.

С ее помощью обеспечивается полностью автоматическое включение и выключение. Автомобиль с подобной системой отлично справляется с диагональным вывешиванием колес.

Подробнее узнать о данном вопросе поможет этот интересный видеоматериал:


 

Опубликовано: 21 ноября 2019

Для чего нужна СИСТЕМА EDS (электронная блокировка дифференциала)?

В этой статье речь пойдет об одной из разновидностей систем активной безопасности автомобиля – электронной блокировке дифференциала
. Другое название Elektronische Differenzial Sperre или система EDS (компания Mercedes называет ее системой ETS, Electronic Traction System).

Система EDS — электронная блокировка дифференциала

Электронная блокировка дифференциала предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колес, которая может возникать при резком трогании с места или разгоне.

 

Нередко система EDS становится незаменимым помощником при движении автомобиля в сложных погодных условиях.

Она срабатывает, когда с помощью датчиков угловых скоростей колес обнаруживается пробуксовка хотя бы одного из колес. При этом происходит закрытие переключающего клапана и открытие клапана высокого давления.

Создается давление в контуре тормозного цилиндра, увеличивается давление тормозной жидкости и ведущее колесо (то, что пробуксовывает) начинает притормаживать.

Вместе с этим происходит увеличение его крутящего момента. Давление поддерживается некоторое время, которое сбрасывается сразу, как только система обнаружит окончание пробуксовки.

Во избежание перегрузки тормозной системы система EDS автоматически отключается через максимально заданный промежуток времени. При этом, как Вы уже, наверно, поняли, водителю вмешиваться в этот процесс совершенно не нужно (нажимать на специальные кнопки, педали или т.п. вещи) – система сделает все сама.

Электронная блокировка дифференциала работает при скорости автомобиля до 40 км/ч (на переднеприводных автомобилях) и 80 км/ч (как правило, на автомобилях с полным приводом). В некоторых моделях – до 100 км/ч (Audi S5 Sportback).

Elektronische Differenzial Sperre снабжается большинство современных автомобилей, среди которых Volkswagen Passat B3, Audi Q3, Hyundai Accent, Audi A4, Audi S5 Sportback, Ford Mondeo, Volkswagen Golf и др.

Система EDS является составной частью противобуксовочной системы и неким программным расширением антиблокировочной системы тормозов (ABS).

Многие полагают, что если на их автомобиле установлена электронная блокировка дифференциала, то при трогании с места на скользкой дороге, можно легко «втопить» педаль газа в пол и ничего не будет – ведь система стоит на страже. Но это не правильно, поскольку даже в этом случае риск потери устойчивости машины все равно остается. Здесь будет правильнее нажимать на педаль плавно, без резких движений.

Также следует помнить, что даже при наличии подобной системы безопасности, всегда следует выбирать режим передвижения, исходя из дорожных и погодных условий, а также ситуации на дороге.

Электронная блокировка дифференциала, система EDS

Многообразие дифференциальной теории \»на пальцах\» — Журнал «4х4 Club»

Блокировки дифференциалов используют для повышения вездеходности более 80 лет и, несмотря на все достижения прогресса, настоящий внедорожник без них не обходится…

Еще в начале 30-х не кто иной, как Фердинанд Порше, вел исследования по части блокировок, а чуть позже организованная им компания ZF (Zahnradfabrik  – завод зубчатых колес) комплектовала Volkswagen Type B70 первым в мире кулачковым дифференциалом.


Сегодня в арсенале производителей масса различных конструкций, которые они штатно или опционно устанавливают на свои автомобили 4х4.

Нужно сразу разделить два принципиально разных подхода к блокировке дифференциала. Первый – применение «самоблоков», которые способны без привода или управления извне переносить крутящий момент с буксующего колеса на то, у которого лучше сцепление с дорогой, то есть «замыкаться».

На самом деле полной, стопроцентной блокировки в их промышленных видах нет, и потому корректно называть их дифференциалами повышенного трения. Именно такой и изобрел Порше в 1932 году. Однако существуют и конструкции, умеющие самостоятельно замыкаться полностью. Производят их небольшие компании. Таков, например, шариковый дифференциал Красикова – устройство, безусловно, полезное на внедорожной трассе. Но мы в этот раз поговорим только о разработках с известным ресурсом, которые производители ставят на автомобили серийно.


Кулачковая блокировка.  Главный рабочий элемент –обойма с сухарями. Двигаясь с усилием вперед-назад, сухари огибают впадины и выпуклости (кулачки)


Второй подход предполагает блокировку дифференциалов извне. При помощи механики, электрики или пневматики дифференциалы жестко соединяют две свои половинки для вращения вместе. Управлять процессом может как водитель, так и автоматика.

Еще одно принципиальное различие – если межколесные дифференциалы обычно работают симметрично, то среди межосевых дифференциалов есть как симметричные, так и несимметричные, раздающие момент вперед и назад не поровну. Цели и области применения у них разные. Симметричные, как правило, атрибут внедорожника, которому важно просто выдать максимум момента к тому или иному колесу. Несимметричные – удел спортивных кроссоверов: им дисбаланс при сохранении привода на все колеса придает заднеприводный характер в вираже и тем самым повышает управляемость.

Среди разнообразных более-менее сложных конструкций существуют поистине уникальные системы, как, например, управляющие «разнотягом» задних колес устройства AYC Mitsubishi и SH-AWD Honda, DPC BMW.

С ПОВЫШЕННЫМ ТРЕНИЕМ
На сегодняшний день наиболее распространен винтовой, или червячный, дифференциал, в котором распределением момента между половинками заведуют пары косозубых шестерен. Степень их блокировки зависит от трения в косозубом зацеплении и от трения торцов шестерен о корпус дифференциала. Варьировать характеристики можно, изменяя угол зубьев, но в любом случае степень блокировки, обеспечиваемая такими конструкциями, по вездеходным меркам эфемерна.

К таким системам относятся Torsen и Quaife. Благодаря  мягкому, неполному срабатыванию и возможности создать несимметрично работающую конструкцию эти дифференциалы, как правило, применяют в качестве межосевых (Audi Q7 с распределением момента 40:60). Кстати, главный плюс Torsen – высочайшая надежность.


Дифференциал Красикова.  Замкнутые цепочки шариков играют здесь роль обычных шестерен. Просто и эффективно


Другой вариант дифференциалов повышенного трения – многодисковые конструкции, в которых пакет «мокрого» сцепления, соединяющий две полуоси, близок по конструкции к аналогичному в обычном «автомате». Характеристика срабатывания и степень блокировки здесь определяется тем, каким образом сжимались эти диски. Самый простой дифференциал повышенного трения устанавливали на старый Grand Cherokee – там пакет дисков был просто подпружинен с постоянным усилием. То есть дифференциал был все время немного «поджат», а в случае пробуксовки одного колеса он передавал какую-то часть момента на другое.
Плюс – простота конструкции, минус – линейность характеристики сжатия определяла узкий диапазон действительной работы дифференциала. Проще говоря, на серьезном бездорожье муфта просто буксовала и полноприводность получалась условная.

В более продвинутых системах в качестве рабочей жидкости для пакета фрикционов использовались силиконовые смазки, повышающие трение при нагреве. Но и они скорее для полноприводных «спортсменов», чем для полноценных внедорожников, хотя именно такие конструкции установлены в заднем мосту Mitsubishi Pajero и Nissan Patrol. Дифференциал с виско-муфтой довольно часто применяли в качестве межосевого — например, на Subaru Impresa, Legasy, Forester с механической коробкой, а впервые его серийно установили на AMC Eagle. Еще одна ветвь, порожденная виско-муфтами, – конструкции, в которых она вообще полностью заменила межосевой дифференциал. Такова знаменитая трансмиссия Syncro полноприводных Volkswagen последней трети ХХ века.

Гарантированно блокирующимся стал многодисковый дифференциал с гидророторным насосом. Тут уже дело не ограничилось свойствами масла или натягом пружины. Насос был прикреплен к одной стороне дифференциала, а приводился от другой. Работать он начинал, когда создавалась разница вращения правого и левого колес, а выработанное давление, в зависимости от степени пробуксовки, больше или меньше сжимало диски. Конструкция хоть и не стопроцентно надежная, зато гораздо более вездеходная, чем все предыдущие варианты. Из минусов ее – довольно резкое срабатывание и, увы, не слишком большой ресурс. Тем не менее на Grand Cherokee WJ 1999 года именно такой дифференциал установлен в качестве межосевого.

Многодисковая муфта.
Небольшой фрагмент стандартной автоматической коробки может работать в качестве устройства подключения моста. Выигрыш в дешевизне, проигрыш в надежности


Армейская крайность «самоблоков» – кулачковые, или сухариковые, дифференциалы повышенного трения. Этот вид «самоблоков» можно считать самым древним, а представляют они собой абсолютно механическую систему, в которой замыкание половин дифференциала происходит посредством трения поперечных сухарей по выступам боковых муфт – кулачкам. Это довольно грубая, но надежная конструкция, хорошо работающая в приводах медленных тяжелых машин с большими колесами, но имеющая два недостатка – высокую сложность изготовления и огромные потери мощности внутри самого устройства. Такие дифференциалы массово устанавливали на большую часть советской армейской техники, от ГАЗ-66 и «Уралов» до БТР.

УПРАВЛЯЕМЫЕ ИЗВНЕ
Вторая группа блокируемых дифференциалов – те, что механически (электрически, пневматически) намертво соединяют левую половину моста с правой. С ними все более-менее просто и понятно: к мосту присоединен какой-либо привод, внутри – скользящая муфта наподобие тех, что включают передачи в коробке, – и тяга жестко распределена между колесами в соотношении 50 на 50. Причем если раньше для блокирования требовалась полная остановка, то сегодня подавляющее большинство конструкций отлично блокируются и на ходу, при скоростях до 40–50 км/ч.

Именно они лучше всего подходят для бездорожья, наиболее надежны и безальтернативны для машин, владельцы которых готовы покорять направления, но… О том, что заблокированный дифференциал может быть не только полезен, но и вреден, хорошо знают обладатели внедорожников с механической блокировкой. В грязи такая машина, разумеется, значительно лучше «гребет» колесами, но теряет в управляемости. А на твердом покрытии движение в заблокированном режиме вообще чревато поломками и все той же неважной управляемостью – машина стремится выпрямить траекторию, неохотно заходит в поворот. Следовательно, нужно непрерывно включать-выключать блокировки, а еще лучше – дозировать тягу на каждое колесо в зависимости от его сцепления с дорогой. Поэтому теперь мы поговорим не о жестко блокируемых системах, а о дальнейшем развитии самоблокирующихся устройств из предыдущей главы.

SH-AWD.  Два комплекта планетарных редукторов и многодисковых муфт позволяют подруливать разнотягом колес


Внешнее воздействие.  
Нет ничего надежнее простой блокировки с внешним управлением. Главное – не забыть ее включить!


Большую часть проблем, связанных с задержками срабатывания, степенью блокировки и, главное, безошибочностью моментов включения-отключения, удалось решить тогда, когда для рядового автомобиля стали доступными электронные системы борьбы с буксованием. Алгоритм их работы прост: датчик вращения колеса (тот же самый, что обслуживает ABS) служит информатором о наличии-отсутствии пробуксовок, а исполнительные механизмы так или иначе оперируют тягой.

Наиболее пригодными для воздействия электроники, разумеется, получились многодисковые муфты, породив обширное семейство электронно-управляемых систем. Причем скорость их реагирования позволяет столь тонко дозировать тягу на половинках дифференциала, что автомобиль способен мгновенно приспосабливаться к меняющимся условиям движения. Для межосевого дифференциала это дает возможность перебрасывать часть момента с оси на ось для уверенного трогания или придания автомобилю большей заднеприводности в повороте. Межколесные получили еще больше полномочий – теперь они могут даже корректировать курс на ходу.


Блокировка Torsen/Quaife.  Винтовые шестерни такой блокировки при зацеплении работают с большим трением.


Подобные системы установлены в трансмиссиях заряженных версий М BMW X5 и X6. Помимо регулируемого несимметричного межосевого (40 на 60% в спокойном режиме), в заднем мосту здесь установлен активный дифференциал DPC с двумя пакетами фрикционов и двумя планетарными механизмами. В повороте фрикционы внешнего колеса сжимаются, увеличивая тягу на нем. Вкупе с перераспределением момента в пользу задних колес это дает сильный эффект доворота машины без поворота руля. Разумеется, комфортность и универсальность такой системы полностью зависит от тонкостей прописанных программ, но и открывает перед владельцем даже некоторую возможность индивидуальной настройки персонального автомобиля в сторону «зажигательности» или, наоборот, безопасности.

Наряду с подобными устройствами те же функции могут быть с успехом реализованы штатной противобуксовочной системой, тормозящей свободное колесо и через стандартный свободный дифференциал отсылающей момент к противоположному. По сути это типовая работа системы стабилизации ESP, перепрограммированная для условий плохой дороги и низких скоростей. И здесь главное – быстродействие, а также точность программы. Подобные «псевдоблоки» способны даже кроссоверам придать достаточно высокую проходимость. К примеру, работу системы контроля тяги ETC стандартного М-класса на бездорожье можно отличить от честно заблокированного аналога со внедорожным пакетом лишь по треску насоса ABS. Разумеется, для длительных силовых упражнений такой вариант не слишком хорош – немного теряется тяга, насос ABS перегревается, да и колодки изнашиваются, но эпизодическое бездорожье подобная электроника побеждает триумфально. Поскольку эффективность подобных систем с годами растет, а стоимость падает, они все больше вытесняют с рынка иные, механически более сложные устройства. Последним приходится довольствоваться нишей автоспорта или полноценных внедорожников.



Сегодня процессы самоблокировки в большинстве дифференциалов столь скоротечны и плавны, что зачастую даже продвинутый водитель не в состоянии отличить, сработал у него «самоблок», принудительная блокировка или это электроника стабилизации помогла не буксовать. Будущее систем перераспределения тяги видится в поголовном господстве противобуксовочных систем для массового автомобиля и полноценных «железных» блокировок для настоящего, бескомпромиссного офф-роуда.

Электрический дифференциал. Cтатьи. Наука и техника

 

В электротехнике известен так называемый биротативный двигатель: в одном статоре расположены два одинаковых ротора, связанных между собой не механически, а только общим электромагнитным полем. Оси роторов совпадают, а ведущие валы выходят каждый в свою сторону у левого ротора – в левую, у правого – в правую (рис. 1).

Рис. 1. Схема дифференциального движителя переменного тока

Каждый ротор биротативного двигателя приводит во вращение отдельное колесо автомобиля. Электромагнитные моменты на роторах равны по величине и противоположны по направлению, сумма угловых скоростей – величина постоянная. Ну чем не дифференциал!

Электрический дифференциал может выглядеть и иначе. Достаточно соединить последовательно два обычных электродвигателя постоянного тока – получится движитель с любым направлением вращения (рис. 2). Таким дифференциалом можно оснастить любой игрушечный автомобиль.

Рис. 2. Дифференциальный движитель постоянного тока в качестве привода автомобиля

Помните удивительное приключение, когда барону Мюнхгаузену пришлось вытаскивать самого себя за волосы? Оказывается, нечто подобное может происходить в дифференциальном движителе: один из роторов разгоняет другой, а последний, в свою очередь, ускоряет вращение первого. В конце концов роторы вращаются со скоростью, превосходящей скорость вращения магнитного поля.

Для проведения такого опыта следует взять два вентилятора и поместить их в трубу. Лопасти обоих вентиляторов должны вращаться в одну сторону. Так как относительная скорость вращения роторов сохраняется, скорость вращения первого колеса вентилятора становится выше скорости вращения магнитного поля. Мощность в системе «дифференциальный движитель – рабочие колеса вентилятора» больше мощности, забираемой из сети электродвигателем, за счет циркулирующей мощности.

Рис. 3. Схема циркуляции мощности в двухступенчатом вентиляторе с дифференциальным движителем при установке лопастей второй ступени на «турбинный» режим.
1 – дифференциальный движитель; 2 – вентиляторный «дифференциал»
P – давление; Q – производительность вентилятора

Новые и удивительные свойства приобретают вентиляторы встречного вращения с дифференциальным движителем. В них, например, не нужно устанавливать спрямляющие и направляющие аппараты. Размеры машины сокращаются вдвое. Если меняется напряжение сети, то автоматически перераспределяются скорости вращения рабочих колес до равенства моментов на них. КПД вентилятора поддерживается максимально возможным для нового режима работы.

 

Источник информации:

Статья Г. Водяника и Э. Рылеева «Вездесущий дифер».

Дата публикации:

11 февраля 2000 года

БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА: устройство, принцип работы, типы

Дифференциал, слово знакомое со школьной скамьи. Правда в устройстве автомобиля оно имеет иное определение. Дифференциал (разность, если покопаться в латинском словаре), является сложным механизмом, который распределяет или изменяет крутящий момент среди полуосей приводных колес, тем самым обеспечивая их работу с разной угловой скоростью. Но если к нему добавить устройство блокировки, то можно самому распределить крутящий момент, и скорректировать соотношение угловых скоростей, в зависимости от дорожных обстоятельствах.

Установка блокирующего механизма дает массу преимуществ, но необходимо разобраться, что он из себя представляет, и принцип его работы.

Назначение и устройство дифференциала

Ниже разберем назначение и устройство агрегата. При движении прямо, колеса движутся ровно, прилагая одинаковые усилия, и не отставая друг от друга. На деле это выглядит как колеса вращаются с одинаковыми угловыми скоростями.

Но, когда машина собирается повернуть, оказывается, что радиус пути внешнего колеса и внутреннего отличается значительно и внешнему колесу нужно пройти больше расстояние. А значит, крутящий момент должен распределяться не в одинаковых пропорциях на каждую ось колеса. Благодаря усилиям планетарного механизма — внутренняя шестерня одной полуоси замедляет ход, из-за чего сателлиты начинают прокручиваться вокруг себя, увеличивая тем самым скорость вращения шестерни другой полуоси. Т.е. автомобиль может спокойно и без усилий совершить маневр.

Дифференциал — это и есть элемент трансмиссии. Чтобы полностью понять, принцип его работы, разберемся, как он устроен. Изучают в учебниках, обычно, по схемам конического дифференциала. Хотя, есть более сложные разновидности, но примерный набор составляющих все же един.

Итак, основа — планетарный редуктор. Главные его рабочие элементы — центральные полуосевые шестерни (солнечные) и промежуточные, называемые сателлитами. Все это скрыто в чашке или корпусе агрегата.

От двигателя крутящий момент поступает через коробку передач и главную передачу на полуоси, а точнее на жестко зафиксированные на них солнечные шестерни, через промежуточные (сателлиты). Т.е. чтобы машина начала движение, шестерни полуосей должны довести крутящий момент до ведущих колес.

Видео-урок принципа работы дифференциала

Куда именно установить блокирующийся дифференциал, зависит от привода автомобиля:
• в раздатку, в передний и задний мост для полноприводных;
• в коробку переключения передач для переднеприводных;
• в задний мост для заднеприводных.

Принцип работы блокировки дифференциала

Автомобили, в большинстве своем, перемещаются по дороге прямолинейно либо поворачивает. Но бывает едет по бездорожью или попадает одним колесом в болото или лед, тогда дифференциал сыграет не в пользу автомобиля. Он попросту отправит весь крутящий момент на колесо с меньшим сопротивлением. И сила тяги будет стихать, приводя крутящий момент к абсолютному нулю.

Вот для чего придумали блокировку дифференциала, — ради абсолютного контроля над «ходовой», чтобы проехать там, куда обычный внедорожник даже не посмотрит. Установив блокировку, появиться возможность контролировать и распределять крутящий момент, передаваемый к полуосям и приводным колесам.

Как же возможно, все таки, блокировать дифференциал. Ну для начала, стоит предупредить, если у вас ручная блокировка, то задействовать такой механизм можно исключительно в состоянии покоя автомобиля. Иначе поломанная полуось и «сорванный» дифференциал обеспечены. Принцип сводится к тому, что блокируя дифференциал, мы распределяем крутящий момент поровну между колесами автомобиля — и тем колесом, что стоит хорошо на поверхности и тем, что попало, например, в болото, скользкий участок или висит в воздухе. И то колесо, которое не двигалось, начинает крутится, машина выезжает с проблемной зоны.

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.

Самоблокирующийся дифференциал

Как понятно из названия, решает когда «прийти на помощь», сам. Он имеет разновидности конструкции, разберем его отдельно.

Дифференциал повышенного трения или еще можно услышать — LSD, но все это названия одного механизма. В зависимости от ситуации и необходимости, может работать, как обычный дифференциал, а может жестко себя блокировать, если появиться разность в:

  • угловых скоростей;
  • разность в крутящем моменте.

Вот по этому принципу и различают особенности его конструкции.

1. Дисковый механизм

Разновидностей имеет массу, но принцип работы один — обеспечить блокировку во время плохого сцепления, на льду или яме, одного из колес, по средствам фрикционных дисков. Таких дисков целый пакет, одни крепятся к полуоси, а другие к корпусу дифференциала. Во время обычной поездки диски разжаты и на движение колес не влияют.

1 — корпус; 2,4 — шестерни полуосей; 3,5 — наборы фрикционных дисков; 6 — ось блока сателлитов; 7 — раздвижные полукольца.

При потере сцепления — фрикционные диски полуосей, и дифференциала сжимаются и крутящий момент передается от дифференциала на полуось напрямую, без участия сателлитов. Т.е. крутящий момент в основном перейдет на ту полуось, которая вращается медленнее. А все, благодаря силе трения, происходящей между фрикционными дисками.

Если в машине предусмотрен гидравлический привод, то степень сжатия будет переменной, а если установлен пружинный механизм — регулярная. Применяется как в качестве межколесного дифференциала, в основном в спортивных авто, либо между осями у полноприводных внедорожников.

Видео-урок по принципу работы блокировки дифференциала

 

2. Вязкостная муфта (вискомуфта)

Используется крайне редко, из-за своих ощутимых недостатков:

  • несовместимость с некоторыми ABS;
  • частые случаи перегрева.

Т.к. вискомуфта имеет внушительные размеры, то и применяется лишь между осями. Правда, случаются прецеденты, установки ее место дифференциала при полном автоматическом приводе. Название она свое получила из-за особенности работы.

Набор перфорированных дисков, помещен в супер вязкую жидкость (силикон), и запечатан в герметичный контейнер. Так же как и в случае с дисковым дифференциалом, пакет дисков поделен на две части, одни на ведущем вале, другие на ведомом. Если ведущий вал набирает обороты, прикрепленные к нему диски, также ускоряются. При этом они взбивают силикон, который затвердевает и блокируется с дисками ведомого, происходит блокировка дифференциал. Когда скорость вращения стабилизируется — жидкость вернется к исходному состоянию.

3. Червячный (винтовой) механизм

Имеет свойство частично блокировать дифференциал в зависимости от величины крутящего момента. Внутри механизма, вместо привычных сателлитов, располагается червячная передача, замысловатой конструкции. Придумали её еще в 1958 году, а актуальна она и по сей день. Самые популярные Torsen T-1, Torsen T-2 и Quaife.

Особенность данного типа блокировки в том, что процесс переноса крутящего момента возможен лишь от ведущей шестерни (самого червяка) к ведомой (полуосевой), из-за больших сил трения. Как это работает? В разных конструкциях T-1 или T-2, особенности построения червячного механизма, отличаются только расположением сателлитов. В Т-1 поперечно корпусу, а в Т-2 — продольно. Конструкция Torsen обоих поколений настолько чувствительна, что колесо, попавшее на лёд, не успевает физически пробуксовать. Широкое применение они нашли как в межосевых так и в межколесных дифференциалах.

4. Электронная блокировка

По сути, данный вид не является дополнительным конструктивным элементом дифференциала и не блокирует его. Всю работу на себя берет тормозная система, под управлением антипробуксовочной системы и запускается по средствам датчика. Реагирует электронная блокировка на изменение в угловой скорости ведущей оси.

Принцип действия основывается на управлении дифференциалом по средствам программного обеспечения. Если колесо теряет сцепление, возникает в тормозной системе давление, и оно замедляется, увеличивая тем самым тяговую мощность. Крутящий момент, в этом случае, перераспределяется на другое колесо.

Плюсы и минусы самоблокирующегося дифференциала

Как и, любое устройство, самоблок имеет свои преимущества и недостатки.

Плюсы:

  • повышение проходимость и управляемости автомобиля;
  • автоматизация всего процесса;
  • улучшение динамики при разгоне;
  • устранение, хоть и частичное, пробуксовки одного из колес.

Минусы:

  • главный недостаток в том, что часто механизм включает блокировку тогда когда это не нужно, что может ухудшить управляемость авто.

Подводя итог, нужно подчеркнуть важность блокировки дифференциала. В сложных дорожных ситуациях она просто необходима для обеспечения высокого уровня безопасности и управляемости. И жизненно важна, для прохождения сложных трасс, горных местностей, размытого бездорожья. А способность самоблокирующегося дифференциала к полной автоматизации всех процессов еще и поднимает уровень комфорта автовладельца.

Дифференциал. Устройство и виды, назначение.

Дифференциал.

Дифференциа́л (от лат. differentia – разность, различие) — механизм в составе трансмиссий транспортных и (реже) технологических машин по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности

Дифференциа́л — в общем случае есть механизм по передаче мощности вращением, позволяющий без каких-либо пробуксовок и потерь КПД складывать два независимых по своим угловым скоростям входящих потока мощности в один исходящий, раскладывать один входящий поток мощности на два взаимозависимых по своим угловым скоростям исходящих, а также работать в первом и втором вариантах попеременно. Основное назначение дифференциала в технике — трансмиссии транспортных машин, в которых дифференциал разветвляет поток мощности от двигателя на два между колёсами, осями, гусеницами, воздушными и водными винтами. Прочее использование дифференциалов в технике вообще и в транспортной технике в частности является вторичным и нечастым. Механической основой дифференциала по умолчанию является планетарная передача, как единственная из всех передач вращательного движения, имеющая две степени свободы.

Назначение

Применение дифференциалов в трансмиссиях автомобилей обусловлено необходимостью обеспечить вращение ведущих колёс одной оси с разной частотой. В первую очередь это необходимо в поворотах, но также и при разном диаметре ведущих колёс, что возможно при вынужденной установке шин двух разных типоразмеров или при разности давления в шинах. В случае, если оба колеса имеют жёсткую кинематическую связь, любое рассогласование частот вращения по вышеупомянутым причинам приводит к возникновению так называемой паразитной циркуляции мощности. Это безусловно вредное явление вызывает проскальзывание колеса с меньшей силой сцепления относительно поверхности дороги, дестабилизирует движение автомобиля по дуге, нагружает трансмиссию и двигатель, повышает расход топлива и проявляется тем сильнее, чем меньше радиус поворота и выше силы сцепления, действующие на колёса. Дифференциал, установленный в разрез валов привода колёс одной оси, позволяет разорвать жёсткую кинематическую связь между колёсами и устранить паразитную циркуляцию мощности, не потеряв при этом возможностей по передаче мощности на каждое колесо с КПД близким к 100%. Подобный дифференциал называется «межколёсным», а данная область применения является основной для дифференциалов вообще, так как межколёсный дифференциал присутствует в приводе ведущих колёс всех легковых, грузовых и абсолютно подавляющей части внедорожных, спортивных и гоночных автомобилей.

Помимо привода ведущих колёс автомобиля дифференциалы также применяются:

  • В приводе двух и более постоянно ведущих осей от одного двигателя (так называемый «межосевой» дифференциал).
  • В приводе соосных воздушных и водных винтов противоположного вращения (в качестве дифференциала и редуктора одновременно).
  • В дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин (в связке из одного-двух-трёх дифференциалов с разными принципами совместной работы).
  • При сложении передаваемой вращением мощности от двух двигателей с произвольными частотами вращения на один общий вал.

При повороте автомобиля, все его колеса проходят разный по длине путь, и если между двумя ведущими колесами существует жесткая связь, они начнут проскальзывать. Скольжение колес при повороте приводит к повышенному расходу топлива, износу шин, нарушению устойчивости и т. п.

Дифференциал позволяет ведомым валам вращаться с разными угловыми скоростями и выполняет функции распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или ведущими мостами. Дифференциалы бывают межколесными и межосевыми (в случае установки между несколькими ведущими мостами).

Впервые дифференциал был применен в 1897г. на паровом автомобиле. В настоящее время все автомобили имеют межколесные дифференциалы на ведущих мостах. Наиболее распространенным является конический симметричный дифференциал, включающий в себя: корпус, сателлиты, ось сателлитов (или крестовину) и полуосевые шестерни. Обычно число сателлитов в дифференциалах легковых автомобилей — два, грузовых и внедорожных — четыре.

Симметричный дифференциал получил свое название за способность распределять подводимый момент поровну при любом соотношении угловых скоростей, соединенных с ним валов. Применение такого дифференциала в качестве межколесного, обеспечивает устойчивость при прямолинейном движении, а также при торможении двигателем на скользкой дороге.

Существенным недостатком обычного дифференциала является снижение проходимости автомобиля, если одно из его колес попадает в условия малого сцепления с опорной поверхностью. При этом на колесо, находящееся в нормальных сцепных условиях, нельзя подвести крутящий момент, превышающий тот, который может быть реализован на колесе, находящемся в условиях малого сцепления (это приводит к пробуксовке колеса). Для преодоления этого недостатка в некоторых конструкциях используются Дифференциалы полноприводных автомобилей различных конструкций.

Самоблокирующиеся дифференциалы могут выполняться следующим образом:

1) с электронной блокировкой;

2) с дисковым дифференциалом;

3) с вязкостной муфтой.

Управление системой осуществляется как механически водителем, так и с помощью специальных блоков управления, которые учитывают угловые скорости колес и разность крутящего момента на переднем и заднем приводе. Полностью автоматические системы позволяют экономить топливо, обеспечивают улучшение проходимости автомобиля, облегчая его управление на высокой скорости и лучше реализуют мощность мотора.

Сегодня подобные системы самоблокирующихся дифференциалов зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они отличаются прочностью, надежностью и долговечностью, не требуя в процессе эксплуатации какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Дифференциал Торсена

Червячный дифференциал Торсена — это конструкция, которая отличается чувствительностью к показателям крутящего момента. По сути, это планетарный редуктор, внутри которого располагаются многочисленным ведомые и ведущие червячные шестерни. Отличительной особенностью такой конструкции является свойство червяных шестерён вращать другие валы, при этом оставаясь полностью неподвижными.

Такие конструкции получились надежными, долговечными, функциональными и способными выдерживать существенные нагрузки в процессе эксплуатации автомобиля. Сегодня эти системы устанавливаются на полноприводные седаны и универсалы, лёгкие кроссоверы и тяжёлые внедорожники. Рассматривать дифференциал Торсена как полноценную блокировку дифференциала всё же не следует, однако такая система существенно улучшает управляемость, позволяя эффективно перебрасывать крутящий момент между осями и отдельными колёсами на автомобиле.

Elektronisches Differential — Электронный дифференциал

In der Automobiltechnik ist das elektronische Differentials eine Form des Differentials, das für jedes Antriebsrad das erforderliche Drehmoment liefert und unterschiedliche Raddrehzahlen ermöglicht. Es wird anstelle des Mechanischen Differentials in Mehrantriebssystemen verwendet. Bei Kurvenfahrten drehen sich Innen- und Außenrad unterschiedlich schnell, da die Innenräder einen kleineren Wenderadius beschreiben.Das elektronische Differential verwendet das Lenkrad Befehlssignal und das Motordrehzahlsignal, um die Leistung an jedes Rad zu steuern, so dass all Räder mit dem Drehmoment versorgt werden sie benötigen.

Funktionsbeschreibung

Der klassische Automobilantriebsstrang wird durch eine einzige zusammengesetzte Brennkraftmaschine bereitstellt Drehmoment zu einem oder mehreren Antriebsrad. Die gebräuchlichste Lösung besteht darin, eine mechanische Vorrichtung zu verwenden, um das Drehmoment auf die Räder zu verteilen.Dieses Mechanische Differential ermöglicht unterschiedliche Kurvengeschwindigkeiten bei Kurvenfahrten. Mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen sind neue Antriebsstrangkonfigurationen möglich. Mehrantriebssysteme werden aufgrund der großen Leistungsdichte von Elektromotoren einfach zu Implementieren. Diese Systeme, normalerweise mit einem Motor pro Antriebsrad, benötigen eine zusätzliche Steuerung der obersten Ebene, die gleiche Aufgabe wie ein mechanisches Differential erfüllt.

Das ED-Schema hat gegenüber einem mechanischen Differential mehrere Vorteile:

  • Einfachheit — zusätzliche Mechanische Teile wie ein Getriebe oder eine Kupplung werden vermieden.
  • Das unabhängige Drehmoment für jedes Rad ermöglicht zusätzliche Funktionen (z. B. Traktionskontrolle, Stabilitätskontrolle).
  • rekonfigurierbar — es kann neu programmiert werden, um neue Funktionen aufzunehmen oder entsprechend den Vorlieben des Fahrers abgestimmt zu werden;
  • регенеративное средство ermöglicht verteiltes Bremsen;
  • Das Drehmoment wird nicht durch das Rad mit der geringsten Traktion beginzt, wie dies bei einem mechanischen Differential der Fall ist.
  • schnellere Reaktionszeiten;
  • genaue Kenntnis des Zugmoments pro Rad.

Anwendungen

Mehrere Anwendungen dieser Technologie haben sich als erfolgreich erwiesen und die Fahrzeugleistung gesteigert. Das Anwendungsspektrum ist breit und umfasst den riesigen T 282B von Liebherr, der als der weltweit größte Lkw gilt. Diese Erde-Schleppen Lastwagen wird von einem elektrischen Antriebssystem durch zwei unabhängige Elektromotoren angetrieben zusammengesetzt.Diese Motoren mit einer maximalen Leistung von 2700 kW werden gesteuert, um ihre Drehzahl in Kurven anzupassen, wodurch die Traktion erhöht und der Reifenverschleiß verringert wird. Der Eliica ist außerdem mit einem elektronischen Differential ausgestattet. Dieses achträdrige Elektrofahrzeug kann bis zu 370 km / h fahren und gleichzeitig eine perfekte Drehmomentregelung für jedes Rad gewährleisten. Kleinere F

Электронный дифференциал | Scientific.Net

Стратегия управления и экспериментальный анализ электронного дифференциального рулевого управления для электромобиля с четырьмя независимыми приводными ступицами

Авторы: Хао Пан, Run Sheng Song

Аннотация: Мотор ступицы колеса, используемый в системе привода чисто электрического транспортного средства, стал предметом горячих исследований и разработок в будущем. Основываясь на электромобилях с независимым приводом на четыре колеса (4WID) с двигателями ступицы колес, в документе было проведено исследование стратегии электронного дифференциального управления рулевым управлением с использованием условий модели рулевого управления Аккермана, а экспериментальные результаты также были проанализированы для фактического рулевого управления. эффекты при дифференциальной стратегии управления.

1550

Исследование электронного управления дифференциалом для мини-электромобиля с двойным приводом на задние колеса

Авторы: Шун Янь Хоу, Чжи Юань Ли, Тао Ван, Лиан Лу Панг, Чжи Юань Фэн

Аннотация: Электронная система управления дифференциалом (EDS) была разработана на основе мини-электромобиля (EV) с двойным задним приводом с колесными двигателями. Ввиду несовершенства текущей стратегии со скоростью и моментом в качестве управляющих переменных, предлагается новая стратегия управления для EDS в двухколесном приводе EV с моментом крутящего момента ведущего колеса в качестве управляющей переменной и равновесием скорости скольжения двух ведущие колеса как цель управления, учитывая эффекты передачи нагрузки на ось. Эксперименты по управлению дифференциалом проводятся в режиме рулевого управления и в режиме прямого ускорения на основе прототипа автомобиля. Результаты показывают, что стратегия управления разумна, и контроллер может эффективно реализовать электронный дифференциал электромобиля, согласовывая момент двух ведущих колес.

346

HIL Моделирование самонастраивающейся дифференциальной технологии электрического автобуса

Авторы: Ли Цян Цзинь, Ганг Хе, Фэй Дэн

Аннотация: Изучив технологию адаптивного дифференциала мидбуса с приводом на колесо, проанализировали различия в терминах самоадаптивного дифференциала между традиционными автомобилями и автомобилями с приводом на колеса в сравнении, представили метод реализации технологии адаптивного дифференциала. Создавая аппаратную симуляцию модели электрического автобуса, симуляцию, включая пошаговое рулевое управление, синусоидальное рулевое управление и устойчивые условия поворота, мы проверяем, что привод мид-автобуса с приводом от колесного двигателя в различных условиях вождения имеет хорошие самонастраивающиеся дифференциальные характеристики.

933

Исследования в области управления дифференциалом противоскольжения для двухмоторного независимого управляемого транспортного средства

Авторы: Чэн Линь, Чжи Фэн Сюй

Аннотация: Между двумя ведущими двигателями двухмоторного независимого транспортного средства отсутствует механическая связь.Чтобы решить проблему дифференциала целевых транспортных средств, в этой статье была предложена стратегия самоадаптивного дифференциального управления, и на ее основе предложена стратегия противобуксовочного управления путем ограничения крутящего момента двигателя. Затем с помощью моделирования был испытан эффект дифференциала противоскольжения. Результаты моделирования доказали, что хороший дифференциальный эффект противоскольжения может быть реализован с использованием стратегии дифференциального управления противоскольжения, предложенной в этой статье.

615

Электронная блокировка дифференциала

  • Beranda
  • Populer sekarang
  • Histori
  • Film & Animasi
  • Mobil & Otomotif
  • Musik
  • Hewan & Peliharaan
    • Olga Game13
  • Komedi
  • Hiburan
  • Cara & Gaya
  • Sains & Teknologi
  • Beranda