Блокировка дифференциалов

Особенностью работы свободного дифференциала является то, что при пробуксовке одного колеса (ведущей оси) на другое передается крутящий момент, недостаточный для движения. Блокировка дифференциала предназначена для увеличения крутящего момента на колесе (оси) с лучшим сцеплением.

Для того, чтобы заблокировать дифференциал необходимо выполнить одно из двух действий:

  1. соединить корпус дифференциала с одной их полуосей;
  2. ограничить вращение сателлитов.

В зависимости от степени блокирования блокировка дифференциала бывает полной или частичной. Полная блокировка дифференциала предполагает жесткое соединение частей дифференциала, при котором крутящий момент может полностью передаваться на колесо с лучшим сцеплением.

Частичная блокировка дифференциала характеризуется ограниченной величиной передаваемого усилия между частями дифференциала и соответствующего ей увеличения крутящего момента на колесе с лучшим сцеплением.

Величина повышения крутящего момента на свободном колесе оценивается коэффициентом блокировки. Другими словами, коэффициент блокировки выражает отношение крутящего момента на отстающем (свободном) колесе к моменту на забегающем (буксующем) колесе. Для симметричного свободного дифференциала коэффициент блокировки 1, т.к. крутящие моменты на каждом из колес всегда равны. В заблокированном дифференциале коэффициент блокировки может находится в пределе 3-5. Дальнейшее увеличение коэффициента блокировки нежелательно, т.к. может привести к поломке элементов трансмиссии.

Блокировка дифференциала применяется как на межколесных дифференциалах, так и на межосевых дифференциалах. Блокировка переднего межколесного дифференциала полноприводного автомобиля обычно не производится, чтобы не снижать управляемость.

Блокировка дифференциала может осуществляться принудительно и автоматически. Принудительная блокировка дифференциала производится по команде водителя, поэтому другое ее название ручная блокировка. Автоматическая блокировка дифференциала выполняется с помощью специальных технических устройств – самоблокирующихся дифференциалов.

Принудительная блокировка дифференциала

Принудительная блокировка дифференциала производится, как правило, с помощью кулачковой муфты, обеспечивающей жесткое соединение корпуса дифференциала и одной из полуосей.

Замыкание (размыкание) кулачковой муфты производится с помощью механического, электрического, гидравлического или пневматического привода.

Механический привод объединяет рычаг и тросы или систему рычагов. Блокировка дифференциала производится водителем путем перемещения рычага в определенное положение на неподвижном автомобиле.

Гидравлический привод блокировки дифференциала включает главный и рабочий цилиндры. Исполнительным элементом пневматического привода является пневмоцилиндр (пневмокамера). В электрическом приводе для замыкания муфты используется электродвигатель. Включение блокировки дифференциала (инициация привода) производится путем нажатия соответствующей кнопки на панели приборов.

Жесткая принудительная блокировка применяется для преодоления автомобилем труднопроходимых участков, а при их прохождении обязательно выключается. Применяется в межколесных и межосевых дифференциалах полноприводных автомобилей.

Самоблокирующийся дифференциал

Самоблокирующийся дифференциал (другое название – дифференциал повышенного трения, Limited Slip Differential, LSD) по своей сути является компромиссом между свободным дифференциалом и полной блокировкой дифференциала, т.к. позволяет реализовать при необходимости возможности и того и другого.

Различают два вида самоблокирующихся дифференциалов: блокирующиеся от разности угловых скоростей колес и блокирующиеся от разности крутящих моментов.

К первым относятся дисковый дифференциал, дифференциал с вязкостной муфтой, а также т.н. электронная блокировка дифференциала. Блокируется в зависимости от разности крутящих моментов червячный дифференциал.

Простейший дисковый дифференциал представляет собой симметричный дифференциал, в который добавлены один или два пакета фрикционных дисков. Часть фрикционных дисков жестко связана с корпусом дифференциала, другая часть – с полуосью.

Принцип действия дифференциала повышенного трения дискового типа основан на силе трения, возникающей вследствие разности скоростей вращения полуосей.

При прямолинейном движении корпус дифференциала и полуоси вращаются с одинаковой скоростью, фрикционный пакет вращается как единое целое. При увеличении частоты вращения одной их полуосей, соответствующая ей часть дисков в пакете начинает вращаться быстрее. При этом между дисками возникает сила трения, препятствующая увеличению частоты вращения. Крутящий момент на свободном колесе увеличивается, чем достигается частичная блокировка дифференциала.

Степень сжатия фрикционных дисков может быть фиксированной (реализуется с помощью пружин постоянной жесткости) или переменной (осуществляется с помощью гидравлического привода, в т.ч. с электронным управлением).

Дисковый дифференциал LSD применяется в качестве межколесного дифференциала спортивных автомобилей, а также межосевого дифференциала автомобилей повышенной проходимости.

Вязкостная муфта (другое наименование – вискомуфта) представляет собой набор близко расположенных друг к другу перфорированных дисков, часть из которых жестко соединяется с корпусом дифференциала, другая часть – с приводным валом. Диски помещены в герметичный корпус, заполненный силиконовой жидкостью высокой вязкости.

При вращении корпуса дифференциала и приводного вала с одной скоростью блок перфорированных дисков вращается как одно целое. При увеличении скорости вращения приводного вала, соответствующая ему часть дисков начинает вращаться быстрее и перемешивает силиконовую жидкость. Жидкость твердеет, дифференциал блокируется. На другом приводном валу происходит увеличение крутящего момента. При восстановлении равенства скоростей жидкость теряет свои свойства и муфта разблокируется.

В связи с большим геометрическим размером вискомуфта применяется, как правило, для блокировки межосевого дифференциала. Вязкостная муфта также может использоваться и самостоятельно (вместо межосевого дифференциала) в системе полного привода, подключаемого автоматически.

В силу своей конструкции вискомуфта обладает инерционностью, склонна к нагреву и при торможении конфликтует с антиблокировочной системой тормозов, поэтому в настоящее время на автомобили практически не устанавливается.

Электронная блокировка дифференциала (или просто электронный дифференциал) является функцией антипробуксовочной системы. Реализуется путем автоматического подтормаживания буксующего колеса, сопровождаемого увеличением на нем силы тяги. Соответственно на колесе с лучшим сцеплением увеличивается крутящий момент.

Червячный самоблокирующийся дифференциал обеспечивает автоматическую блокировку в зависимости от разности крутящих моментов на корпусе и полуоси (приводном вале). При проскальзывании колеса, сопровождаемом падением крутящего момента, червячный дифференциал блокируется и перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. Блокировка при этом частичная, а ее степень зависит от величины падения крутящего момента.

Известными конструкциями червячных дифференциалов являются дифференциал Torsen (от сокращенного Torque Sensing — чувствительный к крутящему моменту) и дифференциал Quaife. Конструкции данных дифференциалов представляют собой планетарный редуктор, состоящий из червячных шестерен: ведомых (полуосевых) и ведущих (сателлитов). Сателлиты могут располагаться параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2) или перпендикулярно полуосям (Torsen Т-1).

Особенностью червячной шестерни является то, что она может приводить во вращение другие шестерни, а сама не может вращаться от других шестерен. При этом говорят, червячная шестерня расклинивается. Данное свойство используется для частичной блокировки червячного дифференциала.

Червячные самоблокирующиеся дифференциалы широко применяются как в качестве межколесных, так и межосевых дифференциалов.

Споры в форумах и курилках не утихают: надо ли блокировать межосевой дифференциал на скользких зимних дорогах? фанаты полноприводников давным-давно разбились на два лагеря и отстаивают свою правоту до хрипоты. Одни с пеной у рта доказывают, что блокировка межосевого дифференциала помогает держать обледенелый асфальт, другие готовы зуб отдать, что лишь мешает.
Чтобы поставить точку в споре, мы погрузили в «Ниву» два десятка конусов, измерительный комплекс «Датрон» и отправились на заснеженную площадку полигона НТЦ ВАЗа.
Все заезды проводим на однородном покрытии, при температуре воздуха минус 9-10 градусов. Шины — старенький зимний нешипованный «Мишлен» размерностью 175/80R16.
Начнем с разгона на однородном скользком покрытии. Задача — тронуться и как можно быстрее набрать скорость. Дистанция — 50 м. Трогание и разгон на первой-второй наиболее показательны — с переходом на высшие передачи колеса пробуксовывают гораздо меньше. Повторяем несколько разгонов с блокировкой и без.
Чуда, разумеется, не произошло: время практически одинаково. В такой ситуации блокировка не помогает. Коли так, зачем ее включать? Другое дело, если асфальт чередуется с пятнами снега и льда — тогда блокировкой лучше воспользоваться.
Движение в повороте. На снегу мы раскатали до блеска круг. Диаметр сделали таким, чтобы руль был повернут на один оборот от среднего положения. Таким образом, передние колеса оказались вывернуты на довольно большой угол, но при корректировке траектории оставалась возможность довернуть баранку. Теперь выставляем круговой коридор из конусов: внутренние расположили по диаметру 18,5 м внешние на 24,5 — так, чтобы ширина проезда составляла 3 м.
Для начала я езжу вкатыванием, на грани скольжения, опять-таки переключая рычаг раздатки. Газ придерживаю в обоих случаях: без блокировки автомобиль норовит заскользить наружу колесами передней оси. С заблокированным дифференциалом уберегаю от заноса заднюю ось.
А приборы твердят, что время прохождения круга в незаблокированном состоянии не намного, но меньше, чем с блокировкой. Средняя скорость — 14,8 км/ч против 14,2. Разница вроде небольшая, почти 4%. И все же становится ясно, что автомобиль с блокированным дифференциалом сорвется в скольжение при меньшей скорости, чем без блокировки. А скольжение для большинства водителей равносильно потере управляемости.
Теперь повторяю упражнение, но уже с увеличением скорости, переходя в скольжение. Условия прежние — удержать машину в трехметровом коридоре, то есть не пускать в глубокий занос.
Без блокировки руль приходится повернуть на больший угол, чем потребовалось бы на сухом асфальте, то есть почти до упора. Чуть поигрывая газом, вызывая пробуксовку и снос передка, заставляю идти «Ниву» не по минимальному радиусу, а по большему, по требуемой траектории. При определенных навыках это довольно просто: добавил газ — увеличил радиус траектории, сбросил — уменьшил.
С блокировкой — наоборот, руль нужно слегка «распрямить», так как занос задней оси сам доворачивает автомобиль. Но этот занос надо удерживать в начальной фазе, не давая ему развиваться. Иначе полноприводник того и гляди сметет «хвостом» фишки внешнего радиуса. По субъективным ощущениям, в этом режиме скорость самая высокая, а что показывают приборы?
Наиболее быстрым все равно остается незаблокированный вариант, хотя в обоих режимах трансмиссии скорости практически одинаковы.
Вывод таков — даже в начальных фазах скольжения блокировка не помогает, хотя разница в предельных скоростях с блокировкой и без нее становится заметно меньше, чем при движении вкатыванием.
Короткая «змейка». Конусы ставим с шагом 7,5 м, заезд «туда и обратно» с разворотом при минимальном радиусе. Общая длина дистанции — 120 м. Ехать приходится, естественно, без скольжений — иначе в створ не попасть. Без блокировки машина, как и прежде, норовит уехать прямо и при входе в поворот, и на дуге. А вот с блокировкой ситуация несколько изменилась — при входе в поворот машина «принимает» маневр неохотно, норовит ехать прямо, а при движении по дуге стремится соскользнуть в занос.
Итог — без блокировки заезд, не переходящий в скольжение, оказывается быстрее примерно на 4%.
А теперь «змейка» подлиннее. Расстояние между конусами увеличиваем до 15 м, разворот исключаем. «Трасса» получилась более плавная и скоростная. Мягкие повороты позволили поворачивать руль на меньший угол. Самый быстрый результат здесь, как и на короткой «змейке», достигается на грани скольжений. Скорость заметно возросла, а вот разница между «с блоком» и «без» снизилась почти в два раза — только 2%. Естественная закономерность — чем плавнее повороты, тем меньше влияние блокировки.
Танцы на льду на «Ниве» лучше всего исполнять с включенной блокировкой. В таком режиме она скользит более прогнозируемо. Вписывается передними колесами в поворот только при сбросе газа, хотя и менее охотно, чем при выключенной блокировке. Зато «подкрутить» заднюю ось в заносе удается только при заблокированном дифференциале. Вообще-то, самым быстрым будет завинтить машину перед входом в поворот, поставив ее боком — и уже так прописывать радиус. С выключенной блокировкой вызвать «подправляющий» занос, увы, практически невозможно. Впрочем, дороги общего пользования не полигон и с такими манерами соваться на них негоже.
При торможении юзом положение рычага блокировки безразлично — все равно все четыре колеса скользят. Если же тормозить «на грани», то на смешанном покрытии заблокированный дифференциал оказывает и вовсе медвежью услугу. Как только одно из колес попадает на более скользкий участок дороги, оно мгновенно срывается в юз. Другое, связанное с ним через межколесный дифференциал, пытается вращаться в два раза быстрее — блокировка-то включена и «лишний» момент не может уйти на другой мост. Из-за разнородного покрытия машину начинает разворачивать.
Резюме. Заблокированный дифференциал снижает скорость прохождения скользких поворотов вкатыванием. Скорость, при которой автомобиль начинает оскальзываться на дороге при включенной блокировке ниже. Вредность блокировки зависит от крутизны поворотов и коэффициента сцепления колес с дорогой. Чем круче повороты и более скользкое покрытие — тем раньше полноприводник с заблокированным дифференциалом потеряет управление. На практике это означает, что на льду ваш автомобиль вдруг откажется поворачивать — поедет прямо. Либо уже на дуге поворота при легком добавлении газа его развернет поперек дороги, а то и вовсе задом наперед.
Помочь в троганье и повысить эффективность разгона блокировка, увы, не в состоянии. Если, конечно, на дороге однородное покрытие, а не мозаика из островков льда, снега и чистого асфальта. К тому же блокировка при торможении может помочь потерять контроль над автомобилем.
А тем, кто любит погонять по льду замерзшего озера, дифференциал лучше заблокировать. Тогда машина ведет себя в скольжениях более понятно и однозначно.
Общий вывод: блокировка межосевого дифференциала повышает проходимость автомобиля и ухудшает управляемость на скользких дорогах.

Ранее мы уже публиковали материал, посвященный автомобильному дифференциалу. Советуем ознакомиться – найти его можно здесь. В материале вскользь упоминалось то, зачем нужна блокировка дифференциала. Если вкратце: при отсутствии системы блокировки в определенных случаях колесо с нормальным сцеплением будет иметь слишком малый крутящий момент, в отличие от вывешенного. В обычных условиях это не проблема, но стоит автомобилю увязнуть в грязи или глубоком снегу… Словом, с блокировкой дифференциала стоит разобраться – это действительно интересная вещь, о которой грамотному автолюбителю стоит знать.

Коротко о главном

Для начала освежим память. Дифференциал – это специальный механизм, ответственный за распределение крутящего момента по колесам. Он делает так, что одно колесо начинает вращаться быстрее, чем второе. Это особенно важно при поворотах, когда одно колесо встречает достаточно большое сопротивление, а второе, напротив, встречает сопротивление малое. При отсутствии дифференциала первое колесо попросту начало бы вращаться медленнее, чем второе. А все дело в том, что дифференциал стремится передать крутящий момент туда, где сопротивление наименьшее. Это наиболее простое объяснение. В действительности механика процесса имеет более сложное объяснение, но усложнение лишь повредит восприятия, так что остановимся на этом.

Суть блокировки дифференциала сводится к тому, чтобы передать крутящий момент именно туда, где он нужен. В тех случаях, когда автомобиль завязает в грязи, момент передается сразу двум колесам, а не только тому, которое проскальзывает. Решить задачу блокировки дифференциала можно разными способами. Предлагаем в них разобраться и выяснить, какая же блокировка будет наилучшей.

Принцип блокировки

Блокировку классического дифференциала реализовать довольно просто. Для этого нужен выделенный специально под такую задачу пневматический, гидравлический или же электрический привод и сопутствующие механизмы (о них чуть позже). Управление может быть автоматическим или же ручным. Блокировка применима как к межосвевым, так и мостовым дифференциалам. Она может быть осуществлена посредством:

  • Соединения чаши (корпуса) дифференциала с полуосью;
  • Блокировки вращения сателлитов.

Как несложно догадаться, блокировка таит в себе опасность повреждения механизма. Вот например: автомобиль движется с некоторой скоростью и водитель вручную блокирует дифференциал. Так как для осуществления блокировки нужно создать жесткое соединение или же ограничить вращение некоторых элементов дифференциала, существует риск «срыва» механизма или же поломки полуоси. По этой причине блокировку безопасно осуществлять или при полной остановке автомобиля, или при движении на невысоких скоростях. Однако и здесь бывают исключения, обусловленные самим устройством механизма блокировки дифференциала. О них далее.

Блокировки с помощью вискомуфты

Вязкостные муфты находят множество применений в автомобилестроении. Они доказали свою эффективность и в реализации блокировки дифференциала. Технически все довольно просто: вискомуфту монтируют так, что одним приводом она закреплена к полуоси, а другим – к чашке (корпусу) дифференциала. В случае движения по ровной дороге угловые скорости полуоси и корпуса будут одинаковыми, так что вискомуфта не будет обеспечивать блокировку – она остается разомкнутой. Здесь есть несколько важных моментов:

  • Блокировка осуществляется за счет повышения трения внутри вискомуфты;
  • Чем больше разницах в скоростях, с которыми вращаются полуоси и чашка, тем выше будет степень блокировки;
  • Замыкание и размыкание вискомуфты происходят достаточно плавно (однако замыкание происходит быстрее).

Вариант блокировки с помощью вискомуфты отлично подходит для автомобилей, которые эксплуатируются в довольно жестких, но все же не экстремальных условиях. Например, вискомуфта обеспечивает своевременную блокировку дифференциала по ходу езды по некачественным дорожным покрытиям, но вот в условиях настоящего бездорожья она показывает себя не так хорошо. Причина проста: устройство запаздывает при включении и перегревается вследствие постоянного чередования условий «нормальное сцепление мостов – плохое сцепление – временное отсутствие сцепления». Но, как и было сказано, в остальном такой вариант блокировки применяется довольно широко. Вискомуфтами дифференциалов оснащены такие популярные кроссоверы, как Lexus RX300 и Toyota RAV4.

Самоблокирующиеся дифференциалы

Подобные дифференциалы имеют широкое распространение: Kia Sportage, Toyota 4Runner и многие другие модели. Многие автомобили еще советских временем имели механизм самоблокировки дифференциалов, хотя отечественный автопром по неясной причине отказывался от применения подобных механизмов в некотором своем транспорте. А устроены они почти так же, как обычные открытые дифференциалы, за той лишь разницей, что между чашкой и полуосями в них располагаются блоки фрикционных пластин.

Классический вариант самоблокирующегося дифференциала работает так: когда между полуосью и чашкой возникает разница в угловых скоростях, а сам дифференциал «пытается» перераспределить момент между ними, его работе начинают препятствовать фрикционные пластины. Дифференциалы с фрикционными блоками называют дисковыми. Нередко блоки подпружинивают, что увеличивает их надежность и позволяет использовать подобную блокировку в большем диапазоне отношений моментов. Однако последнее все равно остается слабым местом самоблокирующихся дифференциалов – диапазон моментов крайне невелик.

С учетом недостатков самоблокирующихся дифференциалов, многие инжиниринговые компании направили серьезные экспертные и проектные мощности для поиска решений. Особенно преуспела компания ASHA Corp. Она улучшила механизм самоблокировки, снабдив его специальным насосом с поршнем. Доработанный дифференциал стали называть героторным, а саму насосную конструкцию окрестили как Hydra-Lock. При этом работает обновленный механизм как классический самоблокирующийся дифференциал, но с той оговоркой, что при нагнетании давления насосом поршень начинает давить на фрикционный блок. Это довольно простая и надежная конструкция, повышающая эффективность блокировки. Она используется во внедорожниках от Chrysler и на некоторых моделях Jeep.

Система «Torque sensitive differential”

Система таких компаний, как R.T. Quaife Engineering и Zexel Torsen стоит выделить в отдельный раздел. Самоблокирующиеся дифференциалы имеют множество исполнений, однако механизмы упомянутых компаний особенно интересны. По факту, они работает с гипоидными парами, которые имеют свойство «расклиниваться». Это позволяет не только быстро вводить в работу механизм блокировки, но и производить разблокировку дифференциала именно тогда, когда нужно.

Дабы читателю было понятно, о чем идет речь, расскажем немного о гипоидных парах, которые еще называют гиперболоидными парами. Это особый вид винтовой зубчатой передачи, в которых сцеплены конические колеса с криволинейными или коническими зубьями. Самый важный момент: эти колеса расположены друг относительно друга под некоторым углом. Зачастую он равен 90°. Конструкций механизмов блокировки с использованием гипоидных пар как минимум три:

  1. Гипоидные пары типа «ведущая шестерня – сателлиты» (T-1). Каждая полуось в такой конструкции имеет свои сателлиты, связанные с сателлитами другой полуоси прямозубым зацеплением. В нормальном состоянии пара заклинена, но как только дифференциал отдает момент одной из полуосей, пару расклинивает и это приводит к частичной блокировке;
  2. Гипоидные пары, в которых оси сателлитов расположены параллельно полуосям (T-2). При этом сателлиты располагаются в чем-то вроде карманов чашек дифференциала. Спаренные сателлиты образуют между собой еще одну пару, которая при определенных условиях расклинивается и начинает работать на блокировку дифференциала;
  3. Планетарный механизм блокировки. Принципиально отличается от двух вышеуказанных конструкций и в чем-то им уступает (T-3). Его основные особенности: смещенные диапазоны работы частичной блокировки и номинального распределения моментов между осями, компактность, высокая надежность.

Все три конструкции имеют достаточно широкое распространение, хотя многие концерны отдают предпочтение именно третьему варианту. Так, например, подобным механизмом блокировки дифференциала оснащают спортивные автомобили. Дело в и диапазоне работы и распределении момента, и геометрии механизма, и в его малом весе. Но на в обычных легковых автомобилях и тем более внедорожниках такие механизмы тоже находят применение. Особенно часто их можно видеть на автомобилях от концерна Toyota: Land Cruiser, 4Runner, Supra, RAV4 (4 поколения), Celica.

Механизм с кулачковой муфтой

Вышеописанные механизмы устройства блокировки могут показаться довольно сложными. Однако практически все они начинал свой путь именно с этого классического механизма, а вернее, тандема «кулачковая муфта – привод». Со временем этот тандем сильно преобразился, причем появились как новые типы приводов, так и были серьезно доработаны кулачковые муфты.

Если вкратце, то кулачковая муфта представляет собой пару полумуфт, которые располагают на концах соосных валов. В своем обычном положении полумуфты разомкнуты. На торцах полумуфт по кругу расположены т.н. кулачки прямоугольного или трапецевидного профиля. При необходимости блокировки вала полумуфты жестко сцепляются – пододвигаются и заполняют пространства между кулачками противостоящей полумуфты – обеспечивая передачу крутящего момента от одного вала к другому. Как несложно догадаться, момент зацепления полумуфт сопровождается ударом. По этой причине их снабжают специальными демпфирующими вставками. Сам механизм может приводиться в действие одним из следующих приводов:

  • Электрический;
  • Механический (встречается все реже);
  • Пневматический;
  • Гидравлический.

Многие автомобили имеют механический привод кулачкового дифференциала, однако сегодня все более распространенным становится электрический привод. Дело не только в его высокой надежности, но и в удобстве. Механизм блокировки может быть приведен в действие нажатием всего одной кнопки на приборной панели автомобиля. Если управления полностью ручное и исключает электрику, то почти наверняка оно требует манипуляций с рычажным механизмом. Последний и приводит в действие гидравлику или пневматику, которая далее блокирует дифференциал за счет замыкания кулачковой муфты.

Подробнее об электронной блокировке

Сразу отметим, что электронная блокировка дифференциала по сути не является блокировкой – это лишь ее имитация. Данная система работает в тандеме с ABS автомобиля и называется Traction Control или EDS. Первым автомобилем с электронной блокировкой дифференциала стал Lexus LS400, выпущенный в 1989 году. С тех пор система не особо изменилась. Она предусматривает наличие таких элементов:

  • Датчики вращения колес;
  • Электронный блок управления.

Здесь стоит отметить следующее: в отличие от вышеуказанных механизмов блокировки, электронная система может давать команду на создания давления в автомобильной тормозной системе. Она имеет насосы обратной подачи, а также пару клапанов в гидравлическим блоке ABS. Работу системы можно поделить на 3 фазы:

  1. Фаза увеличения давления:
  2. Фаза временного удержания давления;
  3. Фаза быстрого сброса давления.

Как читатель наверняка догадался, время начала и конца фаз будут зависеть от наличия и степени пробуксовки колес. Однако не стоит думать, что электронная блокировка исключает использование привычных систем блокировки дифференциала. Напротив, вседорожный транспорт остро нуждается в дополнительных системах контроля крутящего момента, который получают колеса. Невероятная проходимость автомобилей последних поколений 4Runner и Prado от японского концерна Toyota обусловлена добавлением к имеющейся системе блокировки дифференциала T-3 электронного «помощника».

Выбор системы блокировки дифференциала

Автолюбитель вполне может доработать свой автомобиль, заменив конструкцию, отвечающую за блокировку дифференциала, или добавив ее в случае отсутствия. Мы не будем давать рекомендаций по подбору соответствующих агрегатов, так как это требует индивидуального подхода. Скажем лишь, в что в процедуре замены устройств блокировки есть смысл лишь тогда, когда ваш автомобиль в своей штатной комплектации не имеет такого оснащения и в будущем вы хотели бы эксплуатировать его в жестких условиях (плохие дороги, бездорожье, глубокий снег, болота и т.п.). На выбор есть несколько вариантов блокировки:

  • Жесткая. Плюсы: проста в использовании и дешева в покупке и монтаже. Минус: становится причин повышенного износа трансмиссии;
  • Принудительная. Плюсы: возможность самостоятельно включать и выключать блокировку, отсутствие негативного влияние на управляемость транспорта. Минусы: высокая стоимость и сложность в установке;
  • Самоблокирующийся дифференциал. Плюсы: относительно доступная цена и простота в установке. Минус: особенности работы, влияющие на «рулежку» автомобиля – какое-то время после блокировки дифференциала он продолжает ехать прямо.

Многие владельцы автомобилей с обновленным механизмом блокировки отмечают, что принудительная блокировка является наилучшим вариантом для тех, кто хочет повысить проходимость автомобиля, а также иметь возможность управлять работой механизма блокировки напрямую. По факту, принудительная блокировка может использоваться лишь в определенных ситуациях, а в остальном она никак не будет влиять на работу трансмиссии и не помешает водителю. Если у вам полноприводный автомобиль, то как передний, так и задний дифференциал имеет смысл оснастить механизмом принудительной блокировки с механическим или гидравлическим приводом – система обеспечит максимальную проходимость, а ее надежность будет крайне высокой.

Вывод

Механизмы блокировки призваны устранить главный недостаток свободных дифференциалов – их полную неспособность передавать крутящий момент колесу с нормальным сцеплением в тех случаях, когда автомобиль попадает в грязь или глубокий снег. Но на практике блокировка в принципе повышает проходимость автомобиля в тяжелых условиях. Вариантов ее реализации довольно много и выше мы охватили лишь основные – в действительности конструкций очень много, но не все они получили широкое распространение. Для полного понимания роли блокировки в работе дифференциала мы рекомендуем ознакомиться с данным материалом.

Перед гонками во время тестовых заездов команды ищут оптимальные настройки гоночных болидов. Настраиваться могут характеристики упругих и демпфирующих элементов, стабилизатора поперечной устойчивости, положение аэродинамических элементов и многое другое. В том числе и межколесный дифференциал. Что это такое и чем так важна его настройка, в этом посте.

Для начала немного теории (без нее никуда). Незаблокированный (свободный) дифференциал позволяет колесам вращаться с разной скоростью, однако на колесах при этом будет реализовываться одинаковый крутящий момент. Таким образом, если одно из колес буксует, то второе, хотя и имеет задел по сцеплению с дорогой, реализовать его не сможет.

В противоположность ему заблокированный дифференциал может реализовывать максимум момента на каждом из колес, но при этом колеса будут вращаться с одинаковой скоростью.

Вот гифка для примера работы простейшего дифференциала:

От каждого из двух больших зубчатых колес идет привод к колесу, маленькие колеса (сателлиты) – приводятся от двигателя

Понимаете, в чём дело? Гоночному автомобилю для идеального прохождения круга иметь бы такой дифференциал, который был бы сначала свободным в момент прохождения поворота (чтобы ничего не мешало поворачивать и не требовало излишне сбрасывать скорость), а затем, на выходе из поворота, когда один из бортов автомобиля все еще нагружен сильней, чем другой, заблокированным, чтобы разгруженное колесо никак не ограничивало тягу на загруженном.

Увы, чудес не бывает, такого идеального дифференциала нет, но есть что-то похожее – это самоблокирующийся дифференциал. Он ведет себя как заблокированный, пока отношение моментов на колесах разных бортов не превысит заданное, и тогда он разблокируется. Это отношение моментов называется коэффициентом блокировки дифференциала. Коэффициент блокировки – важнейшая характеристика дифференциала, собственно и подлежащая настройке.

Если сделать коэффициент блокировки слишком большим, то автомобиль будет терять время при прохождении поворота. Если сделать коэффициент блокировки слишком маленьким, то болид будет терять время на разгоне при выходе из поворота. Поэтому найти баланс – очень важно, для чего командам и предоставляются тестовые сессии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *