Фрикционный самоблокирующийся дифференциал

Фрикционный самоблокирующийся дифференциал — вид дифференциала повышенного трения, обеспечивающего блокировку ведущей оси при соблюдении определенных условий, а именно, разницы в скорости вращения полуосей или приводов.

Трансмиссия

Самоблокирующийся дифференциал на основе фрикционов — разновидность дифференциала повышенного трения или LSD (Limited Slip Differential). Как и любой самоблокирующийся дифференциал конструктивно представляет собой компромисс между свободным дифференциалом и дифференциалом с полной жесткой блокировкой, так как, в зависимости от условий движения, может «превращаться» то в один тип, то в другой.

Конструкция фрикционного самоблокирующегося дифференциала

Действие фрикционного самоблокирующегося дифференциала основано на изменении угловых скоростей во время прохождения поворота. При прямолинейном движении полуоси вращаются синхронно с центральной частью дифференциала, но в повороте, при появлении разницы в угловых скоростях, на «отстающую» полуось крутящий момент подается в большем объеме за счет трения между шестерней и корпусом дифференциала. Для создания трения между корпусом дифференциала и полуосевой шестерней ставится так называемый фрикцион, то есть пакет, собранный из дисков, изготовленных из того же материала, что и части механизма сцепления. Дифференциал на основе фрикционов требует периодического обслуживания. Входящие в непосредственный контакт части фрикциона изнашиваются, сила трения снижается, что ведет к потере эффективности блокировки. Ввиду относительной недолговечности конструкции дифференциалы на основе фрикционных пакетов редко применяются в трансмиссии серийных машин.

Дисковый дифференциал фрикционного типа

Основной вид фрикционного самоблокирующегося дифференциала. Это симметричный  дифференциал, с одним или двумя пакетами фрикционных дисков. Пакеты делятся на две части — половина дисков жестко связана с корпусом дифференциала, другая часть – с полуосью. При появлении разницы в угловых скоростях одна из групп пакетов входит в зацепление.

Как работает фрикционный самоблокирующийся дифференциал

Принцип действия дифференциала повышенного трения дискового типа основан на силе трения, возникающей вследствие разности между скоростью вращения одной и другой полуоси. При увеличении скорости вращения одной их них, часть дисков в пакете начинает вращаться быстрее, при этом между дисками, закрепленными на полуоси и на корпусе, возникает сила трения, препятствующая увеличению частоты вращения. За счет этого крутящий момент увеличивается на том колесе, которое в этот момент свободно, чем и достигается частичная блокировка дифференциала.           

Понятие предварительного натяга

Предварительный натяг – это степень сжатия пакетов фрикционов между собой. Чем больше преднатяг, тем раньше фрикционы входят в зацепление. При большом преднатяге блокировка срабатывает сразу и резко, как только появляется разница в скорости вращения полуосей. Большой преднатяг широко используется в блокировках машин, предназначенных для езды по бездорожью или, допустим, в заднем мосту автомобилей, предназначенных для занятия автоспортом, в частности, дрифтингом. Для езды в ежедневном рабочем  режиме блокировка с большим преднатягом малопригодна, так как может привести к постоянному образованию заносов. Распознать работу блокировки с большим преднатягом можно при проезде поворота на дороге с твердым покрытием по характерным щелчкам или потрескиванию.

При прохождении поворота на блокировке с большим преднатягом диски сначала не проворачиваются, забегание одного колеса слегка увеличивается, и на привод воздействует сила, стремящаяся его скрутить. Затем при разгоне крутящий момент превышает силу страгивания фрикционных дисков, и они проворачиваются на небольшой угол, так как привод противодействует скручиванию. Это повторяется вновь и вновь, пока машина проходит поворот. Сдвигающиеся диски и порождают треск.

Методы установки фрикционного самоблокирующегося дифференциала

Фрикционные самоблокирующиеся дифференциалы, которые произоводит для различных автомобилей ряд известных производителей тюнинга, представляют собой блок (центральную часть дифференциала), который устанавливается в редуктор или коробку передач вместо штатного свободного дифференциала без дополнительных переделок. Для установки от заводского дифференциала откручивается ведомая шестерня, а затем прикручивается к установленному самоблокирующемуся дифференциалу.

Тюнинг. Самоблокирующийся дифференциал

«Предлагаем установку самоблокирующегося дифференциала» — читаем в объявлениях. Что это за чудо-устройство такое и стоит ли тратиться на него? Термин «блокировка» у многих читателей наверняка вызовет ассоциации с «Нивой», с межосевым дифференциалом, который включается рычагом из кабины. Наиболее любопытные, особенно те, кто неравнодушен к автоспорту, вспомнят, наверное, о дифференциалах повышенного трения или вискомуфтах. Об одном из таких устройств и пойдет здесь речь.

На редакционный «Москвич-2141» мы установили дифференциал повышенного трения типа «Квайф», опробовали автомобиль на ходу, произвели ряд замеров. Но о результатах — чуть позже, а пока что разберемся, как работает этот механизм.

Принцип действия обычного, так называемого «свободного» дифференциала заключается в том, что он позволяет ведущим колесам катиться с разной угловой скоростью по дороге с неровностями, поворотами. На таких участках, собственно, и вступает в работу дифференциал. Но есть у него одна не очень приятная особенность — не может он влиять на распределение крутящего момента (напомним, речь об обычном дифференциале).

Наверняка каждый автомобилист оказывался в такой ситуации: одно из ведущих колес попало на наледь, тогда как другое осталось на асфальте. Тронуться с места в подобной ситуации непросто: колесо, которое на льду, будет беспомощно буксовать. Другое неподвижно — на нем нет «тяги». Дифференциал сделал свое, в данном случае черное дело.

Как «загрузить моментом» стоящее колесо? Заблокировать дифференциал. А еще лучше, чтобы блокировка при необходимости срабатывала сама. Самоблокирующийся дифференциал, как видно из его названия, это именно и делает — сам вступает в работу когда нужно.

Как же он устроен? В качестве примера возьмем «Квайф», который установлен на нашей машине, хотя, конечно, есть конструкции, основанные на другом принципе. Но это тема отдельного разговора, и мы к ней обязательно вернемся.

Итак, посмотрим на фотографии. Перед нами вроде бы обычный дифференциал, только шестерни-сателлиты в нем с винтовым зубом. Когда одно из ведущих колес начинает проскальзывать относительно другого, дифференциал вступает в действие, так как в винтовом зацеплении появляются осевая и радиальная силы, которые стремятся «сдвинуть» с места сателлиты и полуосевые шестерни. Однако деваться им в тесном корпусе некуда, и они станут тереться своими торцами и вершинами зубьев о детали корпуса дифференциала, заставляя его проворачиваться, а значит, «тащить» за собой второе колесо. Чего, собственно говоря, и требовалось добиться. Отсюда названия механизмов такого типа (работающих за счет внутреннего трения) — дифференциалы повышенного трения.

Возвращаясь к случаю с разными покрытиями под колесами, проиллюстрируем его работу так: если одно колесо забуксовало на льду, другое не остановится, а будет вращаться, пусть и с меньшей скоростью. Но этого достаточно, чтобы тронуться с места. Отношение моментов на отстающем и опережающем колесах определяет важную характеристику дифференциала — коэффициент блокировки. В дифференциалах типа «Квайф» он в большей мере зависит от угла спирального зуба на шестернях. Изменяя угол (то есть меняя шестерни), можно менять осевую силу в зацеплении, а значит, создавать дифференциалы с разными коэффициентами блокировки.

Теперь поговорим о наших впечатлениях от езды на автомобиле с чудо-устройством. Скажем сразу — у нас стоял дифференциал с низким коэффициентом блокировки. Зачем мы заостряем на этом внимание — поймете позднее.

Под колесами «Москвича» — асфальт. Если бы не знал, что здесь стоит хитрый дифференциал, наверно, ничего бы не почувствовал. Автомобиль как автомобиль. Покрытие достаточно ровное, коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой приблизительно одинаков, а значит, разность в угловых скоростях колес невелика и дифференциал практически не работает. Выезжаем на заснеженное шоссе — тоже никаких особых впечатлений. Впрочем, нет. Невысокие снежные переметы машина преодолевает все же увереннее. Пересаживаемся на стандартный автомобиль — разница становится более заметной. Недаром говорят, что все познается в сравнении.

Теперь съезжаем на лед замерзшего водоема. Сразу замечаем, что на льду и укатанном снегу автомобиль с «блокировкой» разгоняется куда увереннее своего стандартного собрата. Начинаем наматывать круги, увеличивая темп. В поворотах «Москвич» с дифференциалом «Квайф» управляется заметно лучше стандартного, четче отзывается на работу педалью газа. При разгоне, когда под колесами оказывается голый лед вперемешку с укатанным снегом, машину слегка ведет в сторону, но к этому быстро привыкаешь. Для себя, однако, отметили, что надо бы попробовать «блокировку» на «миксте» (дорожном покрытии с разным коэффициентом сцепления).

Быстрее, еще быстрее — автомобиль скользит по дуге, колеса слегка повернуты в сторону поворота. Сейчас они попадут на участок, где лед присыпан снегом, «зацепятся», «Москвич» перестанет «плыть», стабилизируется и.

.. Ого, процесс стабилизации здесь происходит куда более резко, машина неожиданно «ныряет» внутрь поворота и поначалу не успеваешь вернуть ее на «запланированную» траекторию.

Прежде чем выбраться на асфальтовую твердь, вдоволь полазили по рыхлому снегу. И, надо заметить, «блокировка» здесь себя показала с лучшей стороны, особенно в сочетании со «злобными» зимними шинами. «Вездеходные» качества «Москвича» несколько улучшились.

А теперь на «микст». Посмотрим, как поведет себя автомобиль с дифференциалом повышенного трения, когда под колесами покрытие с разным коэффициентом сцепления. Под левыми колесами — асфальт, под правыми — укатанный снег. Движемся по такой дороге с постоянной скоростью — дифференциал себя никак не проявляет. Плавно прибавляешь газ — автомобиль начинает «тянуть» в сторону снега. На резкую работу акселератором машина отзывается чувствительными уводами.

Усложняем задачу: резкий старт на «миксте». Сцепление отпущено, руль рвется из рук, и несколько десятков метров идет борьба с машиной. Чтобы двигаться прямо, его приходится держать повернутым чуть ли не на пол-оборота. Интенсивность разгона падает, и все встает на свои места — машина как машина — «добрая и ласковая». Да, если придется стартовать с обледенелой обочины, можно вместо дороги неожиданно для себя оказаться в кювете.

Вернемся, как и обещали, к коэффициенту блокировки. Нам довелось поездить и с более «жестким» дифференциалом. Все достоинства «блокировки» там выражены более ярко: машина еще уверенней разгоняется на скользкой дороге, остро реагирует на работу рулем и тягой, показывает чудеса проходимости… Но, увы, так же активно начинают «выпирать» и отрицательные моменты: на руль передаются резкие рывки, при разгоне на неравномерном по коэффициенту сцепления покрытии увод автомобиля становится просто угрожающим.

Такой вот он двуликий, этот дифференциал повышенного трения.

И все-таки дифференциал с большим коэффициентом блокировки показался нам вполне приемлемым. Поясним. Он, как сказано выше, постоянно напоминает о своем присутствии, держит водителя в напряжении. Это, конечно, не слишком приятно. Но вариант, когда водитель машины с «мягким» дифференциалом, который на хорошей дороге себя никак не проявляет, забудет о его существовании и резко даст газ на первой замерзшей осенней луже, как-то не радует.

И все же — нужен ли водителю самоблокирующийся дифференциал? Если приходится много ездить по плохим дорогам, по льду, преодолевать грязь и снежные заносы, о его установке стоит подумать, не забывая, однако, что механизм этот потребует от водителя некоторых специальных навыков. Если же автомобиль большую часть времени проводит в городе, редко съезжает с шоссе, мало эксплуатируется зимой, то лучше потратиться на хорошие шины — толку будет больше, а проблем меньше.

И еще об одном: сколько это может стоить? Разброс цен у тех, кто предлагает такую переделку, весьма велик. Ориентировочно для переднеприводных вазовских машин — $250, включая стоимость дифференциала и его установку.

Межколесный дифференциал: 1, 8 — крышки; 2, 6 — сателлиты; 3, 7 — полуосевые шестерни; 4 — распорная втулка; 5 — пружинная шайба.

Дифференциал подвижного трения в сборе и детали, из которых он состоит.

Автомобиль, оборудованный «Квайфом», разгоняется с места до 50 км/ч на асфальте и на «миксте» (асфальт — укатанный снег).

Во втором случае время на 30% хуже, чем в первом.

Разница в результатах у того же автомобиля без дифференциала повышенного трения в тех же условиях — уже 50%. Работа «Квайфа» налицо.

Импровизированный «тяни-толкай». Автомобиль без блокировки дифференциала сорвал колеса «в букс» при попытке стронуть с места на льду своего «коллегу» при усилии на сцепке 80-90 кгс, а с блокировкой — при 130 кгс.

Автомобиль с дифференциалом повышенного трения разгоняется на разном покрытии. График 1 — разгон на гладком льду. Покрытие с низким, но равномерным коэффициентом сцепления, дифференциал большого влияния на разгон не оказывает.

График 2 — разгон на «миксте». Под колесами с одной стороны лед, с другой — укатанный снег. На пути 400 метров время разгона автомобиля с блокировкой лучше более чем на 10 секунд. Одно из ведущих колес должно буксовать на льду, откуда же прибавка в динамике? Здесь-то и сказывается работа дифференциала — он заставляет работать колесо, идущее по снегу.

Игорь ТВЕРДУНОВ.

Фото Владимира Князева

По материалам сайта www. zr.ru

Более 2000 руководств по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей различных марок

Выбираемый или автоматический — Дифференциальная разборка

Какое вспомогательное средство для вытягивания подходит именно вам?

Видео по теме

Установка блокируемого дифференциала на полноприводный автомобиль — одна из лучших модернизаций, которые вы можете сделать. Понимая, что блокировка — это то, что позволяет вашим колесам вращаться с одинаковой скоростью (не более одного колеса), установка одного (или двух) в вашу установку может значительно повысить ее внедорожные характеристики. Выбор правильного типа шкафчика для вашей буровой установки не менее важен. Ради этого аргумента мы разделили дебаты о шкафчиках на два лагеря: выбираемые и автоматические.

Автоматический запирающийся шкафчик автоматически срабатывает (запирается) при подаче питания (дросселя), в то время как выбираемый запирающийся шкафчик требует дополнительных усилий для включения (как правило, тягой троса или нажатием кнопки). Хотя конечная цель у обоих одна и та же, то, как они влияют на управляемость и производительность вашего 4×4 на дороге и бездорожье, может сильно различаться. Старший редактор Брубейкер делает ставку на то, что выбираемый шкафчик является логичным решением для нуждающейся современной установки. Технический редактор Мансур настаивает на том, что автоматический шкафчик без излишеств — это то, что нужно. Так на чьей стороне вы будете заниматься?

Выбираемый электронный дифференциал Tru-Lok от Mopar, установленный в корпусе Next Generation Dana 44.

Выбираемый шкафчик: у вас все под контролем
Иногда я хочу заблокировать ось, а иногда нет. Например, при вспахивании снега в тесных помещениях или при отклонении от развала разблокированная ось снижает вероятность бокового движения, которое может привести к тому, что моя установка может соскользнуть в здание, другое транспортное средство или вниз по склону. То же самое касается скользких поверхностей, таких как лед и грязь. Когда ось разблокирована, шины имеют тенденцию оставаться более посаженными в поперечном направлении при развале и в ситуациях толкания/тяги.

Но бывают случаи, когда мне нужен шкафчик. Например, когда я ошибаюсь и застреваю на своем плуге, он перекручивается, и одно колесо моего 4×4 находится в воздухе, или когда мне нужно максимальное сцепление, чтобы преодолеть препятствие. В таких ситуациях передача мощности на оба колеса на оси является ключом к дальнейшему продвижению вперед.

Выбираемый шкафчик дает вам еще больше контроля над реакцией и поведением вашего внедорожника.

Именно по этим причинам я являюсь поклонником выбираемых шкафчиков. На протяжении многих лет у меня было несколько автоматических блокировщиков в моих установках, и они отлично работают в большинстве ситуаций, но я предпочитаю решать, когда мощность передается на оба колеса на оси, а когда нет. Кроме того, после более чем двух десятилетий езды я обнаружил, что в большинстве ситуаций моей машине просто не нужны штатные рундуки, а открытые дифференциалы прекрасно подходят для большинства поездок, работы и ненастной погоды.

Я признаю, что автоматические шкафчики, как правило, дешевле, чем выбираемые шкафчики, и их гораздо проще установить, потому что они автономны. Выбираемые шкафчики немного сложнее в установке, в зависимости от того, какой тип вы выберете. ARB Air Locker требует установки источника воздуха, такого как компрессор (компрессор вам все равно нужен на вашей установке, верно?), а также других элементов, таких как воздушные линии, проводка и кнопка привода. Шкафчик с электрическим приводом, такой как Eaton E-Locker, требует подключения к источнику питания, установки проводки и кнопки привода. С другой стороны, Ox Locker позволяет задействовать замок вручную с помощью троса. Для большинства доступных на выбор шкафчиков также требуется просверлить отверстие в центральной части оси или крышке дифференциала для прокладки проводки, воздушной магистрали или кабеля к механизму шкафчика.

Еще одним преимуществом выбираемого рундука является то, что, поскольку его можно отключить, его можно установить на переднюю ось, где обычно не нужен постоянный рундук из-за неблагоприятного обращения. В разблокированном состоянии он будет прозрачным, что не повлияет на рулевое управление или управляемость, но в заблокированном состоянии вы получите мощность на оба колеса. Еще одним преимуществом выбираемого шкафчика является то, что он не будет блокироваться и разблокироваться автоматически, что изнашивает такие детали, как сцепления и шестерни.

Итого: Блокировка с возможностью выбора позволяет точно указать, когда мощность распределяется на оба колеса на оси. Выбираемый шкафчик дает вам еще больше контроля над тем, как ваш полноприводный автомобиль реагирует и ведет себя.
–Ken Brubaker

Полноразмерный автоматический шкафчик Detroit Locker, установленный в корпусе RockJock 60.

Автоматический шкафчик: не думай, просто делай
Я бережливый энтузиаст, или, как говорит моя жена, дешевка. Когда я впервые занялся рулингом, я не мог позволить себе самый большой и лучший, поэтому большинство моих апгрейдов были основаны на цене и производительности. Видя, что выбираемые шкафчики стоят дороже, чем автоматические шкафчики, я выбрал авто. На протяжении многих лет мне посчастливилось использовать как автоматический, так и выборочный режимы. Хотя я признаю, что выбираемые запирающиеся шкафчики приятно иметь на улице, я все же с большей вероятностью буду отстаивать автоматические запирающиеся шкафчики, особенно типы замены полных носителей, такие как Detroit Locker.

Автоматические блокираторы — это серьезное вспомогательное средство для тяги, разработанное с учетом прочности и простоты.

С учетом сказанного я первым признаю, что я ужасен в компромиссах. Я обнаружил, что мне намного лучше, если у меня есть специализированная установка для трейлов, а не установка двойного назначения, которая также должна работать в качестве моего ежедневного водителя. Это означает, что я более терпимо отношусь к причудам и шумам, которые иногда издают автоматические шкафчики на улице. Подобно новой настройке рулевого управления или агрессивному набору грязи, ваша установка будет вести себя по-другому с автоматическими блокировками. Хорошей новостью является то, что в большинстве случаев надежность и простота автоблокировки оправдывают небольшие оплошности в дороге.

Наихудшие характеристики управляемости обычно наиболее характерны для автомобилей с короткой колесной базой, таких как Suzuki Samurai и Jeep Wrangler. Усугубить ситуацию могут машины с короткой базой, оснащенные механической коробкой передач. Полноприводные автомобили с длинной колесной базой и автомобили с автоматической коробкой передач найдут автоматические запирающиеся шкафчики гораздо менее агрессивными. В отличие от выбираемых шкафчиков, где вам нужно беспокоиться о выходе из строя воздушных компрессоров, водопроводных линий и дополнительных компонентов, автоматический шкафчик является автономным устройством. Нет переключателя для активации, нет ручки для поворота. Автоматический шкафчик — это как ваш собственный тяговый наемник. Ему нужно всего лишь небольшое вмешательство вашей тонкой педали, и он будет работать именно так, как вы хотите.

Еще одним преимуществом автоматических шкафчиков является наличие версий начального уровня, которые очень просты в установке и недороги. Их часто называют ящиками для завтрака или вставными шкафчиками, поскольку они помещаются внутри вашего открытого корпуса дифференциала и заменяют стандартные крестовины. Эти типы замков позволяют практически любому механику по тенистым деревьям с базовым набором инструментов и пониманием оси иметь возможность установить замок. О, и примерно по той же цене, что и один выбираемый шкафчик, вы можете иметь два автоматических шкафчика. Как это для экономии?

Рулевое управление — это еще одна область, где у людей есть неправильное представление о том, что автоматическая блокировка — это плохо. Да, когда он не задействован, выбираемым рундуком легче управлять, и он меньше нагружает детали трансмиссии. Проблема в том, что когда вы задействуете выбираемый шкафчик, он становится, по сути, катушкой. Эта катушка не допускает прогиба между шинами. Хотя это делает шкафчик очень прочным, это также может затруднить управление им. С другой стороны, автоматическая блокировка на самом деле позволяет давать и/или немного различать вращение шин. Это значительно упрощает управление по сравнению с выбираемым рундуком.

Резюме: Автоматические блокираторы — это серьезные вспомогательные средства для тяги, разработанные с учетом прочности и простоты. Если ваш полноприводной автомобиль предназначен для трейлраннинга, то автоматический шкафчик будет наиболее уместным. Конечно, есть причуды управляемости на дороге, но нет ничего, с чем можно было бы смириться. Когда дело доходит до заработка, трудно превзойти автоматический шкафчик.
– Али Мансур

Trending Pages

• Полицейские машины Tesla!? Как, зачем и кто их строит

• Выставка передвижных автомобилей вторгается в традиционную школу NASCAR Track: Огромная галерея с третьего дня Power Tour

• Roadkill Nights возвращается в Woodward! Все, что вам нужно знать

• В доступе отказано: NHTSA инструктирует автопроизводителей игнорировать закон штата Массачусетс о доступе к данным

• До максимума: круизы HOT ROD Power Tour, заполните zMax Dragway до предела!

Рекомендуемые материалы MotorTrend

Lexus GX 2024 г. Первый взгляд: Big Luxe Box возвращается!

Билли Ребок| 9 июня 2023 г.

2023 GMC Sierra 1500 AT4X Первый тест: стоит ли выпускать AEV?

Моника Гондерман| 00Z»> 9 июня 2023 г.

2024 г. Объявлены цены на Jeep Wrangler: рекомендованная производителем розничная цена для всех комплектаций

Эндрю Бекфорд | 9 июня 2023 г.

Галерея Lexus GX 2024 года: эксклюзивные фотографии нового роскошного внедорожника

Justin Westbrook | 9 июня 2023 г.

Ford Ranger Raptor только что установил внедорожный рекорд

Моника Гондерман| 14 июня 2023 г.

Грядущий Rampage Rampage Маленький пикап Шпионаж Полностью раскрыт

Моника Гондерман| 14 июня 2023 г.

Популярные страницы

• Полицейские машины Tesla!? Как, почему и кто их строит

• Выставка передвижных автомобилей вторгается на олдскульную трассу NASCAR: обширная галерея с третьего дня Power Tour

• Roadkill Nights возвращается в Woodward! Все, что вам нужно знать

• В доступе отказано: NHTSA инструктирует автопроизводителей игнорировать закон штата Массачусетс о доступе к данным

Самоблокирующийся гипоидный дифференциал — NADA Scientific

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript.