Блокировка дифференциала в автомобиле что это такое (6 видео)

Блокировка дифференциала — дополнительное конструктивное решение, компенсирующее его основные недостатки. На сухой ровной дороге дифференциал обеспечивает безопасную управляемость и комфорт, но при движении по пересеченной местности или скользкой дороге он может полностью снизить подвижность автомобиля. Чтобы этого не произошло, функциональность узла должна быть временно ограничена или полностью отключена. Однако способы блокировки дифференциала настолько разнообразны, что основные необходимо рассматривать отдельно.

Содержание

Основной минус дифференциала
Разновидности блокировок
Типы устройств блокировки
Кулачковое устройство блокировки
Самоблокирующейся дифференциал
Дисковый
Червячный
Вискомуфта
Электронная блокировка
Выводы
📹 Видео

Видео:Блокировка межосевого дифференциала наглядно или принцип работы межосевого дифференциала Нивы.Скачать

Основной минус дифференциала

Дифференциал используется для распределения крутящего момента от главной передачи на ведущие валы ведущих колес. Крутящий момент постоянен, но отношение его величины к ведущим колесам в определенных ситуациях должно быть разным.

Эта функция важна при повороте автомобиля: внешнее колесо проходит больший радиус и, следовательно, преодолевает большее расстояние, чем внутреннее колесо, за то же время. Чтобы успеть, необходимо увеличивать угловую скорость внешнего колеса при повороте.

Когда вы меняете направление движения, центр тяжести автомобиля смещается в сторону поворота. В результате сила сопротивления качению увеличивается, и внутреннее колесо нагружается больше, чем внешнее колесо. Это снижает скорость, а также создает нагрузку на приводной вал.
На этом этапе сателлиты в корпусе дифференциала начинают вращаться из-за уменьшения угловой скорости наиболее нагруженного ведущего вала внутренней шестерни. Они придают второму ведущему валу больший крутящий момент. Наружное колесо увеличивает угловую скорость пропорционально тому, насколько внутреннее колесо опускает ее. Благодаря точному соотношению угловых скоростей машина поворачивает плавно, без прыжков и скольжения.
Тот же принцип распределения крутящего момента применяется, если одно из колес проскальзывает по грязи, льду или неровностям. Увеличивает крутящий момент за счет снижения тяги колес при сохранении хорошего сцепления. При изменении распределения от 0% до 100% может возникнуть критическая ситуация: машина останавливается.
Для того чтобы автомобиль двинулся, необходимо перераспределить крутящий момент, чтобы передать его большее значение на нагруженное колесо. Это невозможно при работающем дифференциале. Следовательно, он частично или полностью заблокирован.

Видео:Блокировка дифференциала и ее возможные последствия.Обзор.Скачать

Разновидности блокировок

заблокировать работу механизма можно, напрямую соединив его корпус с нагруженным полуосей или ограничив вращение сателлитов.
Различают следующие виды замков:

Полный: передаваемый крутящий момент достигает 100%. Детали дифференциала жестко связаны между собой и, как следствие, не могут выполнять свои функции.
Частичный: крутящий момент принудительно распределяется по дифференциалу в определенном соотношении и ограничивает работу его элементов.

В зависимости от степени вовлеченности водителя блокировка дифференциала может производиться вручную или автоматически:

Принудительная блокировка выполняется водителем по мере необходимости (блокировка вручную). Для этого используется кулачковый дифференциал.
Самоблокирующийся дифференциал автоматически устанавливает рабочие пределы (автоматическая блокировка). Требование к блокировке и ее степень определяются разницей крутящего момента на приводных валах ведущих колес или их угловыми скоростями. В некоторых типах этих систем используется датчик блокировки дифференциала.

Видео:Блокировки дифференциалаСкачать

Типы устройств блокировки

Монтажное фиксирующее устройство зависит от типа и используемого механизма. Различные функции ограничены и определяют, можно ли их использовать в центральных или поперечных дифференциалах.

Кулачковое устройство блокировки

Принудительная блокировка осуществляется вручную с помощью кулачковой муфты. Муфта полностью блокирует механизм и жестко соединяет его корпус с нагруженным приводным валом.
Кулачковый дифференциал управляется приводами следующих типов:

механический;
гидравлический;
шина;
электрический.

Они активируются рычажным механизмом или специальной кнопкой на панели приборов (для электропривода).

Благодаря своей универсальности кулачковый дифференциал используется в механизмах колесной базы и прерывателя.

Самоблокирующейся дифференциал

В самоблокирующемся (автоматическом) дифференциальном устройстве используется принцип увеличения сил трения при изменении условий нагрузки на валы осей ведущих колес. Отсюда и другое название: «дифференциал повышенного трения» или LSD (дифференциал повышенного трения).

Дифференциал повышенного трения имеет четыре основных варианта в зависимости от способа увеличения трения:

диск;
червь;
вязкостная муфта;
электронный замок.

Дисковый

Самоблокирующийся дифференциал, в котором используется дисковая муфта, использует принцип автоматической блокировки, поскольку угловые скорости приводных валов меняются: чем больше их разница, тем больше степень перераспределения крутящего момента.

При использовании этого типа LSD между дисками возникает трение. Один фрикционный пакет имеет жесткую связь с чашкой дифференциала, другие — с карданными валами.

Пакеты трения вращаются с одинаковой скоростью, когда ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью. При изменении угловой скорости диски ускоряющего ведущего вала передают часть крутящего момента на другой вал ведущего вала (частичный блок), увеличивая силу трения с фрикционным пакетом корпуса (чашки).

Степень сжатия в дисковом дифференциале может быть постоянной (с помощью пружин) или переменной (с гидравлическим управлением).

Червячный

Сателлиты червячной передачи и приводные валы часто используются для создания LSD, который застревает из-за разницы в крутящем моменте.

Эта система LSD с червячным винтом известна как Torque Sensing или сокращенно Torsen. Принцип работы червячной передачи предельно прост: увеличение крутящего момента на одной половине вала приводит к частичной блокировке и передаче его на другую половину вала. В этом случае не требуются никакие дополнительные системы или агрегаты, червячный узел изначально является самоблокирующимся из-за свойств привода, когда другие шестерни не могут приводить в движение червячную передачу.
Червячный привод используется в колесных и межосевых дифференциалах различных типов машин.

Вискомуфта

Вязкостное сцепление состоит из ряда близко расположенных перфорированных дисков, которые размещены в герметичном корпусе, наполненном силиконовой жидкостью и соединенном с поддоном и коленчатым валом.

На тех же угловых скоростях аппарат работает нормально. Его блокировка происходит при увеличении скорости вала: диски на нем увеличивают скорость и, смешивая силикон, заставляют его затвердеть. Чашечные диски принимают и передают крутящий момент на другой вал, увеличивая его тянущее усилие.

LSD, функцию блокировки которого выполняет вязкостная муфта, имеет большие габариты и применяется в межосевых дифференциалах. Вязкостная муфта также может использоваться как дифференциал в полноприводном автомобиле и полностью выполняет свои функции.

Однако у него есть серьезный недостаток — возможен перегрев и периодическая несовместимость с системой ABS. Это привело к тому, что вискомуфты в современных автомобилях используются редко.

Электронная блокировка

Дифференциал повышенного трения, в котором используется электронная система блокировки, реагирует на изменение угловой скорости ведущих колес.

Дифференциал управляется программно. По мере увеличения скорости вращения колеса давление в тормозной системе увеличивается, а ее скорость уменьшается. Это увеличивает тяговое усилие и передает крутящий момент на другое колесо.

Поэтому дифференциал не оснащается дополнительными элементами и не блокируется, то есть по сути это не LSD. Перераспределение крутящего момента и выравнивание угловых скоростей происходит под действием тормозной системы, управляемой системой противоскольжения.

Видео:Блокировка дифференциала Hardblock с электрическим приводомСкачать

Выводы

Блокировка дифференциала — важная функция для безопасности движения и улучшения управляемости автомобиля в критических ситуациях. Возможность автоматической блокировки колеса или оси, которая проскальзывает и освобождает водителя от дальнейших действий при смене дорожного покрытия.