Серед особливостей вільного диференціала — здатність під час пробуксовки одного колеса (провідної осі) передавати крутний момент на інше колесо. Створення блокування диференціала було викликано необхідністю збільшити крутний момент на тому колесі осі, у якого зчеплення з дорогою краще.
Блокування диференціала здійснюється наступним чином:
Блокування диференціала залежить від ступеня і може бути як повною, так і частковою.
Що таке повне блокування?
Повної блокуванням диференціала називають — жорстке з’єднання частин диференціала, під час якого відбувається повна передача крутного моменту на те колесо, у якого найкраще зчеплення.
Що таке часткове блокування диференціала?
Під частковим блокуванням диференціала мається на увазі — обмежена величина переданого зусилля серед частин диференціала і підвищення крутного моменту на тому колесі, яке має краще зчеплення.
Підвищення крутного моменту на вільному колесі називається коефіцієнтом блокування. Тобто, він відображає співвідношення між крутним моментом на не навантаженому і колесом, яке забігає, тобто пробуксовує. Коефіцієнт блокування у симетричного вільного диференціала буде дорівнює 1, оскільки крутний момент у кожного з коліс буде однаковим. У той час як на заблокованому диференціалі це значення може варіюватися в діапазоні від 3 до 5. Будь-яке подальше збільшення даного коефіцієнта блокування вкрай небажано, оскільки він може стати причиною виходу з ладу трансмісії або деяких її деталей.
Використовують блокування диференціала як межколесные так і межосевые диференціали. Щоб не знижувати керованість, блокування переднього міжколісного диференціала у повнопривідних автомобілях не робиться.
Включення блокування диференціала може бути примусовим або повністю автоматичним. У випадку з примусовою, водій сам вибирає коли включити блокування диференціала, іноді її ще називають ручний.
Що стосується автоматичної блокування, то її включення здійснюється за допомогою спеціальних технічних пристроїв – так званих самоблокуючих диференціалів.
Блокування диференціала
Ручне або примусове блокування здійснюється, як правило, за допомогою кулачковою муфти, яка забезпечує жорстке зчеплення корпусу диференціала з однієї з півосей.
Замикання або розмикання) кулачковою муфти відбувається за допомогою приводу, він може бути: електричним, механічним, пневматичним або гідравлічним.
Принцип роботи механічного приводу полягає в об’єднанні важеля і тросів, або цілої системи важелів. Така система дозволяє здійснити блокування диференціала в ручному режимі на повністю нерухомому автомобілі.
Гідравлічний привід блокування диференціала складається з декількох циліндрів: головного і робочого. Роль виконавчого елемента пневмопривода виконує пневмокамера.
У випадку з електроприводом муфта замикається за допомогою електричного двигуна. Приведення в дію здійснюється за допомогою натискання (активації) відповідає за цю функцію кнопки, найчастіше розташованої на панелі приладів.
Застосовується жорстка примусове блокування на важкопрохідних ділянках дороги. Вона використовується в міжколісних, а також міжосьових диференціалах автомобілів з повним приводом.
Диференціал
Диференціал підвищеного тертя або диференціал Limited Slip Differential, LSD) можна вважати певним компромісом між повним блокуванням диференціала і вільним диференціалом. Це пояснюється можливістю реалізації функції одного або іншого при виникненні такої необхідності.
Існують два типи самоблокуючих диференціалів:
До першої категорії можна віднести:
Блокування відбувається в залежності від того, наскільки різняться між собою крутні моменти черв’ячний диференціал.
Примітивний дисковий диференціал складається з: симетричного диференціала, в якому є один або кілька пакетів фрикційних дисків. Одна частина фрикційних дисків пов’язана з корпусом диференціала, друга – з піввіссю.
Працює дисковий диференціал підвищеного тертя за принципом сили тертя, яка виникає в результаті різниці швидкостей, з якої обертаються півосі.
Під час руху по прямій півосі і корпус диференціала обертаються з однаковою швидкістю, отже, обертання фрикційного пакету відбувається як єдине ціле. В разі збільшення частоти обертання якийсь з півосей, частина дисків яка їй відповідає починає швидше обертатися. Це дія супроводжується виникненням сили тертя, яка не дозволяє збільшити частоту обертання. На вільному (не навантаженому) колесі крутний момент зростає, завдяки чому досягається часткове блокування диференціала.
Ступінь, до якої стискуються фрикційні диски може бути як фіксованою (реалізується за допомогою пружин постійної жорсткості) так і змінної (за рахунок застосування гідроприводу або електронного управління).
На спортивних автомобілях використовується переважно дисковий диференціал LSD, або в якості міжосьового диференціала в автомобілях SUV-сегмента.
Схема вязкостной муфти
Вязкостную муфту ще називають вискомуфтой. Вона складається з певного набору перфорованих дисків розташованих близько один від одного. Одна їх частина жорстко з’єднана з корпусом диференціала, друга – з приводним валом. Розташовані диски в герметичному корпусі, який наповнений дуже в’язкою силіконовою рідиною.
Схема вязкостной муфти
Під час обертання приводного валу і корпусу диференціала з однією швидкістю, відбувається обертання блоку перфорованих дисків як одного цілого. Коли швидкості обертання змінюються, певна частина дисків, яка підпорядковується того або іншого блоку починає швидше обертатися, перемішуючи силіконову рідина. Після рідина твердне і відбувається блокування диференціала. При цьому в іншому приводному валу крутний момент збільшується. Коли рівність відновлюється рідина знижує свої властивості, знімаючи тим самим блокування з муфти.
З-за досить великих розмірів віскомуфта використовується переважно, для блокування міжосьового диференціала. Крім того, вязкостная муфта може бути встановлена самостійно, замість міжосьового диференціала, в повнопривідною системою з автоматичним підключенням.
Особливість конструкції віскомуфти наділяють її інерційністю, вона може порядком нагріватися, а під час гальмування може конфліктувати з ABS, саме тому на сьогоднішній день автомобілі практично не обладнуються нею.
Електронний диференціал або електронне блокування диференціала — функція системи. Вона реалізована за допомогою автоматичного пригальмовування того колеса, яке пробуксовує, що супроводжується підвищенням на нього сили тяги. Як результат — колесо з нормальним зчепленням отримує кращий крутний момент.
Диференціал черв’ячного типу здатний забезпечити автоматичне блокування в залежності від того, на скільки різняться крутні моменти на корпусі і півосі. У разі прослизання колеса, з подальшим падінням крутного моменту, відбувається блокування черв’ячного диференціала, після чого крутний момент передається на вільні колеса. У цьому випадку блокування часткова, а її ступінь залежить від того, наскільки впаде крутний момент.
Схема диференціала Torsen
Диференциалы Torsen — найбільш відомими черв’ячними зразками. Назва — абревіатура від двох англ. слів Torque Sensing – що в перекладі означає — чутливість до крутному моменту.
Конструктивно диференціал являє собою планетарний редуктор, в якому є кілька черв’ячних шестерень, одні — ведені (напівосьові) інші — провідні (сателіти). Розташування сателітів найчастіше паралельно піввісь (Quaife, Torsen Т-2), іноді зустрічаються варіанти з перпендикулярним розташуванням (Torsen Т-1).
Характерною особливістю черв’ячної шестірні вважається здатність обертати інші шестерні, залишаючись при цьому нерухомою. При цьому черв’ячна шестерня расклинивается. Ця властивість застосовується для часткової блокування черв’ячного диференціала. Застосування черв’ячних самоблокуючих диференціалів вельми широке, вони можуть виконувати роль як міжосьові так і міжколісних диференціалів.
Читайте також:
- Що таке система Старт-стоп, для чого призначена і як працює? Детально про Start-stop системі
- Як самостійно вибрати антирадар (радар-детектор)
- Що таке іммобілайзер? Принцип роботи і ключові відмінності від автосигналізації
