Главная > Практикум > Практикум
 

Блокировки
Дифференциал - устройство, распределяющее поток мощности от двигателя к колесам. В автомобиле с приводом на одну ось используется только один дифференциал, межколесный, в полноприводном их целых три - два межколесных и один межосевой. Дифференциал устанавливается в картере главной передачи и получает крутящий момент от ее ведомой шестерни. В коробке дифференциала расположены конические шестерни-сателлиты. Они входят в зацепление с шестернями, закрепленными на полуосях, а те, в свою очередь, вращают ведущие колеса. При движении по ровной и прямой дороге угловые скорости колес одинаковы и сателлиты не вращаются вокруг своей оси. Во время поворота или движения по неровностям, когда колеса правого и левого борта проходят разный путь, сателлиты начинают вращаться и перераспределять крутящий момент. Эта важная и полезная функция, которая повышает управляемость машины в повороте, увеличивает "ходимость" покрышек, снижает вероятность заноса и так далее. Однако бывают моменты, когда дифференциал начинает мешать движению. Если одно из двух ведущих колес попадает на скользкую поверхность, сопротивление его вращению резко падает, уменьшается и сцепление с дорогой, а значит, колесо не в состоянии обеспечить необходимую силу тяги. Такое колесо начнет быстрее вращаться и пробуксовывать. Если сопротивление движению автомобиля превысит силу тяги у небуксующего колеса, то машина не сможет двигаться. Частота вращения буксующего колеса резко возрастет, а второе колесо остановится. Вот и все - вылезай толкать... Однако это касается только открытого или, как его еще называют, свободного дифференциала. В отличие от дифференциала блокируемого.

Свободный дифференциал


Принудительная блокировка

Самый простой способ блокировки дифференциала - принудительный. Водитель специальным приводом (механическим, пневматическим или даже электрическим) останавливает на время вращение сателлитов, и колеса автомобиля начинают вращаться с одинаковой скоростью. Этот способ чаще всего применяется на серьезных внедорожниках. Система простая, надежная и очень эффективная. Единственный недостаток - пучок рычагов в салоне, каковыми водитель должен своевременно включать и выключать блокировку в зависимости от дорожных условий. Впрочем, в современных машинах это чаще реализовано кнопками. Выключать блокировку вовремя так же важно, как включать, поскольку с заблокированным дифференциалом автомобиль расходует больше топлива, у него происходит интенсивный износ шин, а в крутом повороте заблокированную ось непременно занесет. Поэтому в эпоху всеобщей автоматизации, естественно, появился...

Самоблокирующийся дифференциал

Самоблокирующийся дифференциал, как и следует из его названия, сам решает, когда ему следует включиться. Определяется это разницей скоростей вращения ведущих колес. Если эта разница невелика (автомобиль движется в повороте), то дифференциал ведет себя как обычный открытый, но стоит одному из колес забуксовать, включается блокировка. Технически это может быть реализовано разными способами, но самые распространенные - дисковая (фрикционная, повышенного трения, LSD), вязкостная (вискомуфты) и винтовая (червячная).

Дисковая блокировка

Дисковыми называют конструкции дифференциалов с фрикционными муфтами. Фрикционная дисковая муфта введена между одной из полуосей и коробкой дифференциала. Бронзовые диски установлены в шлицах гильзы, связанной с коробкой дифференциала, стальные диски сидят на шлицах полуоси. Диски прижимаются друг к другу пружинами. Когда оба колеса испытывают одинаковое сопротивление, весь дифференциал вращается как одно целое и трение в муфте отсутствует. Если же момент на колесах разный, муфта начинает тормозить вращение более быстрого колеса.

Устройство дискового дифференциала


Более сложная конструкция с двойными фрикционными муфтами получила распространение на американских автомобилях. В ней крестовина заменена двумя отдельными, пересекающимися под прямым углом осями сателлитов. Оси имеют возможность перемещаться одна относительно другой, для чего их концы имеют скосы. При невращающихся сателлитах усилие к полуосям передается, как и в простом дифференциале. При вращении сателлитов последние будут сдвигать концевые скосы осей так, что усилие на фрикционную муфту будет увеличиваться для отстающей полуоси и уменьшаться для оси, вращающейся быстрее. При этом величина подтормаживающего момента не будет постоянной, как в дифференциале с одной дисковой муфтой, а будет пропорциональна моменту, передаваемому колесами. Для нормальной работы такого дифференциала требуется использование специального трансмиссионного масла. Кроме того, со временем диски изнашиваются и устройство требует периодической регулировки.

Так выглядит дисковая блокировка


Вязкостная блокировка

Принцип ее действия весьма похож на дисковую, даже сами диски здесь присутствуют. Однако зацепление их происходит не за счет трения поверхностей, а за счет свойств особой вязкой жидкости на силиконовой основе, которая умеет затвердевать при нагреве. Гидравлическая муфта состоит из большого числа дисков с липкими рабочими поверхностями, которые передают крутящий момент в зависимости от разности частот вращения входных и выходных валов. Нагрев происходит, когда одна полуось начинает вращаться быстрее другой. В затвердевшем силиконе диски получают жесткое зацепление и полуоси блокируются. Вискомуфты не требуют обслуживания и считаются достаточно надежными, однако для их продолжительной работы необходимо сохранение полной герметичности устройства.

Вискомуфта


Винтовая блокировка

Принцип ее действия таков: в обычном режиме винты (или червяки, как их называют из-за характерной формы) свободно обкатываются вокруг центральной шестерни. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связаны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси моментов гипоидные пары сателлит - ведущая шестерня либо остановлены, либо поворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей в повороте. Как только дифференциал пытается отдать момент на одну из полуосей, то гипоидную пару этой полуоси начинает расклинивать и в крайнем положении блокировать с чашкой дифференциала. Это приводит к частичной блокировке дифференциала. Когда момент выравнивается, винты возвращаются в исходное положение. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне отношений крутящего момента (от 2,5/1 до 5,0/1). Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубьев винта. Такие дифференциалы мало подвержены износу (срок службы устройства сопоставим с ресурсом коробки или классического дифференциала), а масло используется обычное трансмиссионное.

Винтовой дифференциал


Кулачковая блокировка

На гражданских автомобилях используется редко. У кулачковых блокировок вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Некоторые виды устройств при срабатывании такой блокировки в повороте просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Блокировка выключается, когда буксующее колесо прекратит проскальзывание. Этот тип дифференциалов довольно долговечен и не требует специальных масел. Именно поэтому такими блокировками оборудуются штатно дифференциалы военной и специальной техники (БТР и т. п.).

Кулачковый дифференциал


Что выбрать

Разнообразие типов блокировки может поставить в тупик, поэтому хорошо бы разобраться во всем этом применительно к условиям эксплуатации.

Принудительная блокировка хороша для настоящих внедорожников, штурмующих глубокие хляби родного пейзажа. Эффективная и надежная в грязи, она совершенно не годится для движения по дорогам.

Дисковая блокировка - любимое решение автогонщиков-кроссовиков. Прежде всего из-за возможности настройки срабатывания под конкретные условия на трассе. (Для спортивного механика раскидать коробку между заездами - раз плюнуть.) Однако для рядового пользователя имеют значение неслабые рывки, которые эта блокировка дает на руль при разгоне (на переднем приводе). Гонщики к этому готовы, а рядовой водитель может и не справиться...

Вискомуфта хорошо подходит для эксплуатации в условиях нестабильного дорожного покрытия (снег, гололед, неглубокая грязь), однако в условиях настоящего бездорожья ее способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя.

Кулачковая блокировка надежна и эффективна, но срабатывает резко, очень жестко и блокирует намертво. Для легкового автомобиля такое решение неприемлемо - при высокой скорости движения срабатывание блокировки почти неизбежно вызовет моментальный занос. Поэтому кулачковые системы используют в основном экстремальные джиперы и военные.

Винтовая блокировка (так называемые типы torsen и quaife) хорошо подойдет обычным автомобилям зимой, а также дачникам и туристам. Она не так эффективна, как остальные типы, и не годится для серьезного бездорожья, зато работает мягко и не требует от водителя специальных навыков управления.

В общем, если вы хотите оснастить свой автомобиль блокировкой дифференциала, прежде всего стоит оценить условия, в которых эксплуатируется машина. Спортивный, дорожный или внедорожный автомобили требуют разных подходов. Ну а уж торговля вас не подведет - на большинство распространенных машин есть в продаже разнообразные блокирующиеся дифференциалы. Стоят они недешево, но зачастую могут выручить в критической ситуации.



Ссылки по теме



материал подготовил: Павел Иевлев

Спец предложения





Смотрите также:




Форум


Автогороскоп

©2007 Все права защищены КарСеллер

Rambler's Top100 показано количество просмотров и посетителей за 24 часа