Виды дифференциалов
Блокировки дифференциалов используют для повышения вездеходности более восьмидесяти лет и несмотря на все достижения прогресса, настоящий внедорожник без них до сих пор не обходится.
В материале используется техническая лексика, способная привести к нарушению работы мозга неподготовленного читателя.
Ещё в начале 1930-х не кто иной как Фердинанд Порше, вёл исследования по части блокировок, а чуть позже организованная им компания ZF (Zahnradfabrik – завод зубчатых колёс) 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.
Второй подход предполагает блокировку дифференциалов извне. При помощи механики, электрики или пневматики дифференциалы жёстко соединяют две свои половинки для вращения вместе. Управлять процессом может как водитель, так и автоматика.
Ещё одно принципиальное различие – если межколёсные дифференциалы обычно работают симметрично, то среди межосевых есть как симметричные, так и несимметричные, раздающие момент вперёд 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 колёса придаёт заднеприводный характер в вираже и тем самым повышает управляемость.
Среди разнообразных более-менее сложных конструкций существуют поистине уникальные системы, как, например, управляющие «разнотягом» задних колёс устройства AYC Mitsubishi и SH-AWD Honda, DPC BMW.
SH-AWD. Два комплекта планетарных редукторов и многодисковых муфт позволяют подруливать разнотягом колёсС ПОВЫШЕННЫМ ТРЕНИЕМ
На сегодняшний день наиболее распространён винтовой или червячный дифференциал, в котором распределением момента между половинками заведуют пары косозубых шестерён. 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. Кстати, главный плюс Torsen – его высочайшая надёжность.
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 всё 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 серьёзном 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 были установлены в заднем мосту Mitsubishi Pajero и Nissan Patrol. Дифференциал с виско-муфтой довольно часто применяли в качестве межосевого — например, на Subaru Impreza, Legacy, Forester с механической коробкой, а впервые его серийно установили на AMC Eagle. Ещё одна ветвь порождённая 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 прикреплён к одной стороне дифференциала, а приводился от другой. Работать он начинал, когда создавалась разница вращения правого и левого колёс, а выработанное давление, в зависимости от степени пробуксовки, больше или меньше сжимало диски. Конструкция хоть и не стопроцентно надёжная, зато гораздо более вездеходная, чем все предыдущие варианты. Из минусов – 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.
Армейская крайность самоблоков – кулачковые или сухариковые дифференциалы повышенного трения. Этот вид 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 надёжная конструкция, хорошо работающая в приводах медленных тяжёлых машин с большими колёсами. Она имеет 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 всё более-менее просто и понятно: к мосту присоединён какой-либо привод, внутри – скользящая муфта наподобие тех, что включают передачи в коробке, – и тяга жёстко распределена между колёсами в соотношении 50 на 50. Причём 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 надёжны 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 гребёт колёсами, но теряет в управляемости. А на твёрдом покрытии движение в заблокированном режиме вообще чревато поломками и всё той же неважной управляемостью – машина стремится выпрямить траекторию, неохотно заходит в поворот. Следовательно, нужно непрерывно включать-выключать блокировки, а ещё лучше – дозировать тягу на каждое колесо в зависимости от его сцепления с дорогой. Поэтому теперь мы поговорим не о жёстко блокируемых системах, а о дальнейшем развитии самоблокирующихся устройств из предыдущей главы.
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 ещё больше полномочий – теперь они могут даже корректировать курс на ходу.
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 нём. Вкупе с перераспределением момента в пользу задних колёс это даёт 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 растёт, а стоимость падает, они всё 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 в поголовном господстве противобуксовочных систем для массового автомобиля и полноценных «железных» блокировок для настоящего, бескомпромиссного офф-роуда.
Текст Евгений Хапов
|
|||||||
Магазин «Blokirovka. Адреса: Владивосток, Днепровская, 25Д (+7-984-2-200-100)
Москва, Ореховый б-р 24А стр.2 (+7-916-2-200-100) E‑mail: [email protected] |
|||||||
|
|
||||||
ru»
В результате, колесо находящееся на асфальте перестанет вращаться и остановится, а колесо находящееся на льду будет буксовать. Почему и как это происходит?
Как же заставить дифференциалы перераспределять крутящий момент в пользу колёс с хорошим сцеплением? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже
Подключение блокировки реализовано при помощи привода, управляемого водителем из салона автомобиля. В основном используются следующие типы приводов: пневматический, электрический, гидравлический или механический. Данный тип блокировки применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. В виду того, что полностью блокированный дифференциал НЕ распределяет полученный крутящий момент поровну между осями, в случае резкой потери сцепления одного из колес, передаваемый крутящий момент на полуось колеса с хорошим сцеплением резко возрастет. Поэтому пользоваться такими блокировками надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно для того, чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Включать подобного рода блокировки можно только на остановленном автомобиле.
Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой – к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки, а следовательно и степень блокировки дифференциала. За счет полученного момента трения между чашкой дифференциала и полуосью, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу оси с наилучшим дорожным сцеплением (отстающую полуось). По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и к отключению блокировки.
Данная схема применяется в основном для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор, хотя некоторые производители устанавливают её и в мостовой редуктор — например Митсубиши (Схема на картинке). Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя. Данный тип блокировки межосевого дифференциала можно встретить как в качестве основного и единственного средства блокировки на «паркетных» внедорожниках: Toyota Rav4, Lexus RX300 и.т.п., так и в качестве дополнительной блокировки (в дополнение к100%-ой принудительной блокировке) на полноразмерных внедорожниках Toyota Land Cruiser 80.
снабдила классический дифференциал устройством блокировки, состоящим из масленого насоса с поршнем и комплекта фрикционных пластин (фрикционного блока), установленного между чашкой дифференциала и шестерней одной из полуосей. Принцип действия данной блокировки практически ни чем не отличается от рассмотренной выше блокировки при помощи вискомуфты. Масляный насос монтируется соосно полуоси таким образом, что его корпус крепится к чашке дифференциала, а нагнетающий ротор – к полуоси. При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки дифференциала, насос начинает нагнетать масло на поршень и сдавливать фрикционный блок, блокируя тем самым шестерню полуоси с чашкой дифференциала. За счет полученного момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент на отстающую полуось (полуось с наилучшим сцеплением). Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Детальную компоновку устройства можно увидеть, кликнув на картинку.
Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.
В связи с этим, коэффициент блокировки данных дифференциалов обычно выбирают небольшим (иначе, автомобиль будет иметь неадекватную управляемость на дороге). Тем не менее, для автоспорта выпускаются модели таких дифференциалов с довольно высоким конструктивно заложенным трением пластин и соответственно высоким коэффициентом блокировки. Помимо вышеперечисленных недостатков, можно выделить еще один – срок службы фрикционных блоков в таких дифференциалах небольшой и со временем, фрикционные блоки изнашиваются, снижая тем самым коэффициент блокировки дифференциала. Для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков. Данные дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Toyota Land Cruiser, Nissan Terrano, Kia Sportage и.т.п.
За счет момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу отстающей полуоси. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне распределения крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.
Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший коэффициент блокировки, однако они более чувствительны к падению момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой.
В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки обеспечивает 20-30% перераспределение передаваемых на полуоси моментов. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.
При сильной пробуксовке, система так же может ограничивать подачу топлива в цилиндры. Работа такой системы очень эффективна, особенно на заднеприводных автомобилях. Как правило, такую систему можно принудительно деактивировать кнопкой на приборной панели. Со временем, электронная система контроля тормозных усилий совершенствовалась и к ней добавлялись всё новые функции, работающие наряду с ABS и TRAC. (например управление разностью разблокировки рулевых колёс для более успешного прохождения поворотов). У всех производителей эти функции назывались по разному, однако смысл при этом оставался одинаковым. И вот, данные системы стали устанавливаться на полноприводные автомобили и внедорожники, причем в некоторых случаях они являются единственным средством контроля тяги и перераспределения крутящего момента между осями и колёсами (Mercedes ML, BMW X5). В случае, если внедорожник оснащен более серьёзными средствами распределения крутящего момента (самоблокирующимися дифференциалами и жесткими блокировками), то электронная система контроля тормозных усилий очень удачно дополняет эти средства.
Хороший пример тому — великолепная управляемость и проходимость последнего поколения Тойотовских внедорожников 4Runner (Hilux Surf), Prado, Lexus GX470. Являясь представителями одной платформы, они обладают межосевым дифференциалом Torsen T-3 с возможностью жесткой блокировки, а так же электронной системой контроля тормозных усилий и тяги со множеством функций, помогающих водителю управлять автомобилем.Объяснение каждого типа автомобильного дифференциала – Характеристика – Автомобиль и водитель
Роберт Кериан
Из номера за октябрь 2015 г.
на другой скорости.
Недостатки
Когда одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также испытывает снижение крутящего момента. В худшем случае ваш автомобиль застрянет с одним свободно вращающимся колесом, в то время как шина с лучшим сцеплением не может обеспечить достаточный крутящий момент, чтобы сдвинуть автомобиль с места. Современные системы контроля тяги компенсируют это, применяя тормоза (и, следовательно, реактивный момент) к проскальзывающему колесу. Тем не менее, более сложный дифференциал, как правило, действует быстрее и эффективнее, чем этот тип.
Найдено в
Все, что не претендует на производительность или внедорожные способности — семейные седаны, кроссоверы, минивэны, автомобили эконом-класса и т. д. колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью. В песке, грязи и снегу заблокированный дифференциал обеспечивает передачу крутящего момента на колесо с более высоким сцеплением.
Недостатки
В незаблокированном состоянии ведет себя как открытый дифференциал. Блокировка дифференциала на поверхности с высоким сцеплением, такой как сухой тротуар, затрудняет поворот автомобиля и может повредить трансмиссию.
Найдено в
Jeep Wrangler, Mercedes-Benz G-class, Ram 2500 Power Wagon; необязательно для большинства полноразмерных грузовиков.
Дифференциал повышенного трения
Что он делает
Дифференциал повышенного трения сочетает в себе концепции открытого и заблокированного дифференциалов, большую часть времени работает как открытый дифференциал, а затем автоматически начинает блокироваться при пробуксовке. Блокировка может быть достигнута с помощью вязкой жидкости, пакета сцепления или сложной зубчатой передачи.
Недостатки
Чисто механические самоблокирующиеся дифференциалы реактивны.
То есть они не начинают блокироваться до тех пор, пока не произойдет пробуксовка колес.
Найдено В
Nissan 370Z с пакетом Sport (вязкостная), Mazda MX-5 Miata (сцепление), Scion FR-S/Subaru BRZ (косозубые).
- Какая разница? Мы тестируем дифференциал с вектором крутящего момента
- Официальные цены Ford Focus RS 2016 года, опубликованы оценки производительности
- Инструментальный тест: Lexus RC350 F Sport 2015 года
Дифференциал повышенного трения с электронным управлением
Что он делает
Блок сцепления с электронным управлением обеспечивает реостатный контроль между открытым и полностью заблокированным поведением с регулировкой, выполняемой сотни раз в секунду . Например, если компьютер определяет, что во время прохождения поворотов слишком сильная избыточная поворачиваемость, он может увеличить блокировку, чтобы стабилизировать автомобиль.
Недостатки
Как и в случае обычного самоблокирующегося дифференциала, крутящий момент направлен на более медленное колесо.
Найдено В
BMW M3 и M4, Cadillac ATS-V и CTS-V, Chevrolet Corvette с пакетом Z51, Ferrari 488GTB.
Дифференциал с вектором крутящего момента
Что он делает
Используя дополнительные зубчатые передачи для повышающей передачи полуосей, дифференциалы с вектором крутящего момента точно регулируют крутящий момент, передаваемый на каждое ведущее колесо. Это создает момент рыскания, который может замедлить или ускорить вращение автомобиля в повороте. Все еще в замешательстве? Прочтите эту чертову историю.
Недостатки
Дифференциалы с вектором крутящего момента тяжелы, сложны и дороги и приводят к незначительному снижению расхода топлива.
Найдено в
Audi S4, S5 и S6; БМВ Х5 М и Х6 М; Lexus RC F.
Эрик Тингволл
Директор по печати
Эрик Тингволл имеет дипломы инженера-механика и журналиста. Он мечтал работать в Car and Driver . Осуществляя свою мечту, он разрезал автомобильные детали пополам, въезжал в стационарный манекен на скорости 50 миль в час, проезжал по гоночной трассе Virginia International Raceway на самых крутых спортивных автомобилях и объяснял физику дурацкого, машущего, надувного человека из трубы. .
Объяснение различий | CarExpert
При повороте автомобиля внутренние колеса проходят меньшее расстояние, чем внешние. Фундаментальная проблема, которую призван решить дифференциал, заключается в том, чтобы позволить внешним колесам вращаться быстрее, чем те, что находятся внутри, и предотвратить их волочение, чтобы не отставать.
Дифференциал состоит из ряда шестерен, соединяющих карданный вал автомобиля (вал, передающий мощность от двигателя) к разъемной оси.
Помимо изменения скорости вращения колес, дифференциал также распределяет крутящий момент между ними.
В автомобильном контексте стандартный тип дифференциала известен как открытый дифференциал. Однако доступны и другие типы, включая блокируемые дифференциалы, дифференциалы повышенного трения (LSD) и дифференциалы с вектором крутящего момента, которые будут рассмотрены в отдельной статье.
Открытый дифференциал
Открытый дифференциал — это самый простой тип дифференциала, который сегодня можно найти на неэффективных автомобилях. Он состоит из трех ключевых компонентов, а именно внутренней шестерни 9.0010 , зубчатый венец и шестерня .
Внутренняя передача состоит из шестерен, позволяющих колесам автомобиля вращаться с разной скоростью. Вместо сплошной балки, соединяющей колеса, оси разделены на две половины, каждая из которых закрыта шестерней. Затем их соединяет другая шестерня, параллельная оси.
Зубчатый венец заключает в себе узел внутреннего зубчатого колеса и соединяет его с приводным валом через другую шестерню, известную как 9.0009 Шестерня .
Ищете автомобиль для буксировки или для тяжелого бездорожья? Вы можете рассмотреть его передаточное число осей .
Это отношение количества оборотов, которое должна сделать ведущая шестерня к каждому обороту зубчатого венца. Например, передаточное число , равное 3:1 , будет означать, что ведущая шестерня поворачивается 3 раза за 1 оборот зубчатого венца.
Транспортные средства, такие как Jeep Wrangler и некоторые легковые автомобили и пикапы (особенно американские варианты, такие как Chevrolet Silverado и Ram 1500), могут предлагать выбор передаточных чисел осей. Чем выше передаточное отношение оси, тем больше увеличение крутящего момента.
Как правило, это означает, что автомобили с более высоким передаточным числом осей (при условии, что все остальное одинаково) имеют больший крутящий момент на более низких скоростях и, следовательно, больше подходят для буксировки за счет худшей экономии топлива и более низкой максимальной скорости.
Наряду с возможностью обеспечения вращения колес с разной скоростью ключевые преимущества открытого дифференциала по сравнению с описанными ниже типами заключаются в его меньшем весе, простоте и стоимости изготовления.
Основным недостатком открытого дифференциала является то, что в любой момент времени он может распределять крутящий момент между колесами только 50/50. Это означает, что крутящий момент по-прежнему передается на колесо без сцепления с дорогой, заставляя его вращаться без движения автомобиля.
Блокировка дифференциала
Блокируемые дифференциалы способны «блокировать» внутреннюю передачу и другие компоненты дифференциального механизма, так что колеса вращаются с одинаковой скоростью на оси.
Блокируемые дифференциалы часто используются во внедорожных транспортных средствах, основное преимущество которых по сравнению с открытым аналогом состоит в том, что до 100 % доступного крутящего момента может быть направлено на колесо с тягой.
Для получения дополнительной информации о блокировке дифференциалов см. предыдущую статью Пола Марика здесь .
Дифференциал повышенного трения (LSD)
Дифференциал повышенного трения призван предложить лучшее из обоих миров, обеспечивая разную скорость вращения колес по оси, а также большую долю крутящего момента, передаваемую на колесо с большей тягой.
Три основных типа LSD: механические LSD (со сцеплением), вязкие LSD и .спиральные/торсеновские (с измерением крутящего момента) LSD .
Механический LSD использует сцепление с несколькими дисками (также известное как многодисковое сцепление ) в сочетании с нажимными кольцами и ведущей шестерней. Если автомобиль ускоряется, ведущая шестерня оказывает усилие на нажимные кольца, которые заставляют их блокировать диски сцепления за счет трения, тем самым обеспечивая большее сцепление колес.
В двухстороннем механическом LSD давление также оказывается при торможении автомобиля, чтобы обеспечить большую стабильность торможения.
Электронный LSD (eLSD) — это тип механического LSD, в котором компьютеры (а не механическая сила от ведущей шестерни) могут управлять взаимодействием между сцеплением и нажимными кольцами для более быстрой реакции на движение автомобиля.
Как следует из названия, в вязкостных LSD используется вязкостная муфта, в которой многодисковая муфта омывается густым маслом (вязкой жидкостью).
Жидкость служит той же цели, что и прижимные кольца в механическом LSD. В случае, если колесо вращается быстрее своего аналога (например, на скользкой поверхности), жидкость действует как источник трения, уравнивая скорость вращения обоих колес и повторяя эффект заблокированного дифференциала.
Несмотря на то, что вязкий LSD работает более плавно и требует меньше обслуживания, чем его механический аналог, он не может полностью заблокироваться, чтобы направить 100% крутящего момента на колесо с тягой, поскольку для жидкость для работы.
Torsen/винтовой LSD — это еще один тип LSD, в котором вместо использования трения через нажимные кольца (которые в конечном итоге потребуют замены) используется набор червячных передач для обеспечения необходимого сопротивления для блокировки внутреннего зацепления и, таким образом, распределения крутящего момента между колеса.