Почему электронные системы не могут победить блокируемые дифференциалы

Почему электронные системы не могут победить блокируемые дифференциалы

Вот почему мы любим Mercedes G-Wagen и Jeep Wrangler Rubicon

Внедорожники из-за современных трендов почти погибли, остались паркетники и им же подобные кроссоверы. Те же автомобили, которые носят гордое название «внедорожник», причисляемые к таковым только по факту наличия у последних рамы, ими не являются по причине отсутствия ряда механизмов, не позволяющих им заезжать далеко в бездорожье.

Даже признанные всепролазы: Ford F-150 Raptor и Land Rover Discovery – максимально используют электронику и все доступные виды компьютеризированных технологий для имитации железной хватки реальных дифференциалов, чтоб их автомобили заезжали как можно дальше от объезженных шоссе. К их чести, стоит отметить, что у них это неплохо получается.

Однако когда ситуация выходит на более высокий уровень сложности, ничто не может победить старую школу жестко блокируемых дифференциалов. Именно поэтому полноприводные 4х4 внедорожники, такие как Mercedes G-Wagen, Jeep Wrangler Rubicon и пикап Ram Power Wagen – старые, проверенные солдаты, – непобедимы и так уважаемы.

В сегодняшнем выпуске Engineering Explained Джейсон Фенске напомнит, как работает система полного привода Mercedes G-Wagen (на заглавном фото в абсурдно-нереальном формате G550 4×4 2 ), показав, почему она по-прежнему крутая и почему так хорошо работает. К сожалению, у видео нет субтитров, поэтому приводим краткое описание отличий двух версий систем полного привода. Ну, а конечный результат у них одинаковый – отличные внедорожные показатели. Видео, как обычно, прикрепляем внизу.

Система полного привода Mercedes-Benz Gelendwagen

Три блокирующихся дифференциала – по одному на каждой оси и один в раздаточной коробке полноприводной системы – вот ее главный секрет.

Путем блокировки каждого дифференциала каждое колесо постоянно получает равную часть вращающего момента от двигателя. Из-за этого существует гораздо меньшая вероятность того, что вы застрянете на внедорожнике, оснащенном такой системой полного привода. Пока одно колесо имеет достаточное сцепление, все должно быть хорошо.

С развитием электроники современные внедорожники Мерседес наряду с механическими системами привода на четыре колеса все же получили электронных помощников. На современный внедорожник G-Класса устанавливаются компьютеризированные системы 4ETS, ESP, Brake Assist, три блокируемых дифференциала, а также диапазон низких передаточных чисел трансмиссии, включаемый при помощи кнопок.

Jeep Wrangler Rubicon

Важно отметить, что Jeep Wrangler Rubicon и Ram Power Wagen не имеет центрального дифференциала, как на Mercedes. Когда его раздаточная коробка работает в режиме привода на все колеса, она посылает равный крутящий момент к передней и задней осям. Без дифференциала она по определению заблокирована, с помощью чего автомобиль ведет себя на бездорожье аналогично Гелендвагену с его центральным блокирующимся дифференциалом.

Современные системы с компьютерным управлением великолепны, но они не так надежны, как система блокирующегося дифференциала. Когда он заблокирован, сбой в алгоритме не может произойти, он просто остается заблокированным.

Так что даже в 2018 году есть еще много места для олдскульных внедорожников. Простой – значит неубиваемый и надежный, как автомат Калашникова.

Видео:

unoniceguy › Блог › Электронная блокировка дифференциала

Электронная блокировка дифференциала (EDS, Elektronische Differenzialsperre) предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колес при трогании автомобиля с места, разгоне на скользкой дороге, движении по прямой и в поворотах за счет подтормаживания ведущих колес. Система получила свое название по аналогии с соответствующей функцией дифференциала.

Система EDS срабатывает при проскальзывании одного из ведущих колёс. Она подтормаживает скользящее колесо, за счет чего на нем увеличивается крутящий момент. Так как ведущие колеса соединены симметричным дифференциалом, на другом колесе (с лучшим сцеплением) крутящий момент также увеличивается.

Система работает в диапазоне скоростей от 0 до 80 км/ч.

Система EDS построена на основе антиблокировочной системы тормозов. В отличие от системы ABS в конструкции электронной блокировки дифференциала предусмотрена возможность самостоятельного создания давления в тормозной системе. Для реализации данной функции используется насос обратной подачи и два электромагнитных клапана (на каждое из ведущих колес), включенные в гидравлический блок ABS :

1)переключающий клапан;
2)клапан высокого давления.

Управление системой осуществляется с помощью соответствующего программного обеспечения в блоке управления ABS.

Электронная блокировка дифференциала, как правило, является составной частью антипробуксовочной системы.

Принцип работы электронной блокировки дифференциала

Работа электронной блокировки дифференциала носит цикличный характер. Цикл работы системы включает три фазы:

1)увеличение давления;
2)удержание давления;
3)сброс давления.

Пробуксовка ведущего колёса определяется на основании сравнения сигналов, поступающих от датчиков угловых скоростей колёс. При этом блок управления закрывает переключающий клапан и открывает клапан высокого давления. Для создания давления в контуре тормозного цилиндра ведущего колеса включается насос обратной подачи. Происходит увеличение давления тормозной жидкости в контуре и торможение ведущего колеса.

При достижении тормозного усилия необходимой для предотвращения пробуксовки величины производится удержание давления. Это достигается отключением насоса обратной подачи.

По окончании пробуксовки производится сброс давления. При этом впускной и переключающий клапаны в контуре тормозного цилиндра ведущего колеса открыты.

При необходимости цикл работы системы EDS повторяется.

Как работает электронная блокировка дифференциала

Электронная блокировка дифференциала – система, которая имитирует блокировку дифференциала с помощью штатной тормозной системы автомобиля. Она препятствует пробуксовке ведущих колес в моменты, когда автомобиль начинает движение, разгоняется на скользком дорожном покрытии или поворачивает. Отметим, что электронная блокировка имеется на многих современных машинах. Далее рассмотрим, как работает электронный дифференциал, а также его применение, устройство,плюсы и минусы.

Принцип работы

Система, имитирующая блокировку дифференциала, работает циклично. В цикле ее работы присутствует три стадии:

  • стадия увеличения давления;
  • стадия удержания давления;
  • стадия сброса давления.

Принцип электронной блокировки дифференциала

На первой стадии (когда ведущее колесо начинает проскальзывать) блок управления получает сигналы от датчиков частоты вращения колес и на их основе принимает решение о начале работы. Происходит запирание переключающего клапана, а также открытие клапана высокого давления в гидравлическом блоке системы ABS. Насос ABS создает давление в контуре рабочего тормозного цилиндра проскальзывающего колеса. В результате увеличения давления тормозной жидкости происходит торможение буксующего ведущего колеса.

Вторая стадия начинается с момента, когда прекращается пробуксовка колеса. Система имитации блокировки межколесного дифференциала фиксирует достигнутое тормозное усилие за счет удержания давления. В этот момент действие насоса прекращается.

Третья стадия: колесо заканчивает проскальзывать, происходит сброс давления. Переключающий клапан открывается, а клапан высокого давления закрывается.

При необходимости все три стадии цикла работы электронного дифференциала повторяются. Отметим, что система функционирует, если скорость автомобиля находится в диапазоне от 0 до 80 км/ч.

Устройство и основные элементы

Электронная блокировка дифференциала основывается на антиблокировочной системе тормозов (ABS — Antilock Brake System) и является неотъемлемой частью системы курсовой устойчивости ESC. Имитация блокировки отличается от классической системы ABS тем, что может самостоятельно увеличивать давление в тормозной системе автомобиля.

Схема системы электронной блокировки дифференциала

Рассмотрим основные элементы системы:

  • Насос: необходим для формирования давления в тормозной системе.
  • Электромагнитные клапаны (переключающий и высокого давления): включены в тормозной контур каждого колеса. Осуществляют управление потоками тормозной жидкости в пределах отведенного им контура.
  • Блок управления: осуществляет управление электронным дифференциалом с помощью специального ПО.
  • Датчики частоты вращения колес (установлены на каждом колесе): нужны для информирования блока управления о текущих значениях угловых скоростей вращения колес.

Отметим, что электромагнитные клапаны и насос подачи являются элементами гидравлического блока ABS.

Разновидности системы

Система предотвращения пробуксовки колес устанавливается в машинах многих автопроизводителей. При этом системы, выполняющие одни и те же функции на разных автомобилях, могут иметь разные названия. Остановимся на самых известных – EDS, ETS и XDS.

EDS – электронная блокировка дифференциала, установленная на большинстве автомобилей (например, Nissan, Renault).

ETS (Electronic Traction System) – система, аналогичная EDS, разработанная немецким автопроизводителем Mercedes-Benz. Эта разновидность электронного дифференциала выпускается с 1994 года. Компания Mercedes разработала также усовершенствованную систему 4-ETS, которая может подтормаживать все колеса машины. Она устанавливается, к примеру, на среднеразмерные премиум-кроссоверы (M-класс).

XDS – расширенная EDS, разработанная немецкой автокомпанией Volkswagen. XDS отличается от EDS дополнительным программным модулем. XDS использует принцип поперечной блокировки (подтормаживание ведущих колес). Эта разновидность электронного дифференциала призвана увеличить тягу, а также улучшить управляемость машины. Система от немецкого автоконцерна устраняет недостаточную поворачиваемость автомобиля при прохождении поворотов на повышенной скорости (такой недостаток при езде присущ переднеприводным автомобилям) — при этом управляемость становится более точной.

Преимущества электронной блокировки дифференциала

  • повышение тяги при поворотах автомобиля;
  • начало движения без пробуксовки колес;
  • адаптивная настройка степени блокировки;
  • полностью автоматическое включение/выключение;
  • автомобиль уверенно справляется с диагональном вывешиванием колес.

Применение

Электронный дифференциал, являясь функцией антипробуксовочной системы, применяется на многих современных автомобилях. Имитацию блокировки применяют такие автопроизводители, как: Audi, Mercedes, BMW, Nissan, Volkswagen, Land Rover, Renault, Toyota, Opel, Honda, Volvo, Seat и другие. При этом EDS используется, к примеру, в автомобилях Nissan Pathfinder и Renault Duster, ETS – на Mercedes ML320, XDS – на машинах Skoda Octavia и Volkswagen Tiguan.

Благодаря своим многочисленным достоинствам системы имитации блокировки получили большое распространение. Электронный дифференциал оказался самым практичным решением для среднестатистической городской автомашины, которая не передвигается по бездорожью. Данная система, препятствуя пробуксовке колес при начале движения автомобиля, а также на скользком дорожном покрытии и в поворотах, существенно облегчила жизнь многим автовладельцам.

Об электронной блокировке дифференциала

Многим знакома ситуация: одно колесо машины буксует на льду, а второе намертво стоит, а почему? А потому, что между ними нет жесткой механической связи . Для автомобилей повышенной проходимости разработали механическую блокировку дифференциала, которая связывала колеса на одной оси в жесткую сцепку.

Но механическая блокировка не лишена недостатков . После изобретения ABS конструкторы стали присматриваться к ней — нельзя ли сделать что-то похожее на механическую блокировку дифференциала, но с помощью гидравлики? Были разработаны устройства электронной блокировки дифференциала, которые заменили ручную механическую блокировку.

На самом деле дифференциал не блокируется, а подтормаживаются сами колеса, но, поскольку результат работы устройства внешне похож на блокировки дифференциала, то его так и назвали — система электронной блокировки.

Принцип работы

Датчики системы ABS, расположенные на ступицах колес, собирают информацию о скорости вращения колес и передают в электронный блок управления. Как только какое-то колесо начнет проскальзывать, электронный блок дает команду на электромагнитные клапаны, которые начинают воздействовать на тормозные колодки и притормаживать колесо. Вращающий момент на колесе увеличивается, оно перестает проскальзывать, в конце концов цепляется за дорожное покрытие. В этот момент мозг устройства ослабляет хватку, колесо растормаживается.

EDS (Elektronische Differenzialsperre) — первая разработка в этом направлении. В переводе означает электронная блокировка дифференциала или, как показано выше, правильнее назвать ее имитацией электронной блокировки дифференциала. Назначение системы — предотвращать проскальзывание ведущих колес при трогании с места.

Простейшая система такого вида, устанавливается на многие бюджетные автомобили марок Ниссан, Рено и другие.

Является эволюционным развитием системы EDS, дополнена новым электронным блоком и программным обеспечением, которое позволяет более тонко управлять автомобилем в поворотах. Всякий раз, когда при входе в поворот система почувствует разгрузку колеса, катящегося по внутреннему радиусу, она притормаживает его, тем самым обеспечивая более точное прохождение поворота. Эту систему разработали специалисты Фольксвагена.

Система EDL (Electronic Differential Lock) — то же, что и EDS, просто это англоязычная аббревиатура, а та немецкая.

Синоним, применяется в для автомобилей, произведенных не немецкими концернами.

Автопроизводителями ведутся постоянные опытно-конструкторские работы, и время от времени появляются анонсы усовершенствованных систем, но принципиально они ничем не отличаются от описанных выше.

Устройство и основные элементы

Стандартные компоненты описанных систем таковы:

  • насос — качает тормозную жидкость к исполнительным устройствам;
  • электромагнитные клапаны — открывают и закрывают потоки тормозной жидкости;
  • электронный блок управления (БУ) — управляет всем процессом без вмешательства человека;
  • датчики частоты вращения колес — информируют БУ о скоростях вращения каждого из колес.

Разновидности системы

Все разновидности устройств отличаются только конструктивным исполнением узлов и программным обеспечением. Каждый автопроизводитель держит свои разработки в тайне, все тонкости алгоритма работы могут быть засекречены: пользователь оценивает работу по конечному результату.

Одним из комбинированных решений является ETS — система контроля тяги, которая, кроме описанной выше задачи, выполняет еще и задачу оптимизации разгона автомобиля на дорогах с любыми типами покрытий.

Применение

Системы электронной блокировки применяются на популярных марках: Ауди, Мерседес, BMW, Ниссан, Фольксваген, другие.

EDS используется в Ниссан Патфайндер и Рено Дастер,

ETS – на Мерседес ML320,

XDS – на Шкода Октавия и Фольксваген Тигуан.

Плюсы и минусы электронной блокировки

Плюсы блокировки очевидны — автомобиль легче трогается, реже буксует и застревает, увереннее проходит повороты. Из-за уменьшения пробуксовки экономит горючее.

Минус заключается в том же, что и плюс: у водителя возникает ощущение всемогущества полного контроля за ситуацией, но это не так: водитель не должен переоценивать электронные устройства и водить машину аккуратно.

Часто задаваемые вопросы

Улучшает ли система проходимость транспортного средства?

Да, в случае гололеда или грязи под колесами вероятность застрять почти нулевая.

На какой скорости работает система?

Она эффективна при скоростях от нуля до восьмидесяти километров в час. Объявлено о некоторых моделях автомобилей представительского класса, где работает и при 100 км в час.

Для пользования нужны какие-то специальные навыки вождения?

Нет, водитель даже не почувствует работу блокировок.

Система электронной блокировки дифференциала — полезное изобретение, улучшающее проходимость автомобиля, безопасность езды, комфорт водителя . Но она не отменяет постоянного внимания водителя к автомобилю, к состоянию дороги, другим участникам движения, к скоростному режиму. Электроника не заменяет человека.

Вопросы, касающиеся прав автомобилистов, зачастую более важны, чем кажется на первый взгляд. Водитель может лишиться прав или понести другое суровое наказание из за незнания или неправильного трактования законов и правил. Не ленитесь глубоко погружаться в суть изучаемого вопроса, не стесняйтесь спросить совет у профессионалов.

Автомобильный дифференциал и системы его блокировок

Благодаря наличию в автомобиле такого механизма, как дифференциал, колеса двигающегося автомобиля на поворотах, кочках и других неровностях проходимого пути, могут двигаться с разной скоростью. Это помогает повысить манёвренность автомобиля и скорость его движения при достаточно жёсткой конструкции рабочих узлов.

Устройство автомобильных дифференциалов довольно простое: на главную пару, к ведомой шестерёнке крепится коробка, в которую заключены два сателлита на оси, передающие вращательные движения на две других шестерни полуосей; те, в свою очередь, и заставляют вращаться колеса с нужной скоростью. Такая конструкция позволила передавать больший крутящий момент на ту полуось и шестерню, которая будет оказывать наименьшее сопротивление при вращении. Во время поворота такое сопротивление оказывает полуось, отвечающая за вращение внешнего колеса, так как при таком манёвре внутреннее колесо получает больше нагрузки и оказывает большее сопротивление соответственно.

К сожалению, как и любой механизм, дифференциал, иногда даёт сбои. Так, например, из-за попадания колеса на скользкую поверхность — лёд или грязь, автомобиль начинает буксовать. Связанно это с тем, что потеряв нормальный контакт с дорожной поверхностью, колесо, а с ним и его полуось начинают оказывать меньшее сопротивление при вращении на сателлитах, отбирая мощность у другого колеса. Для того чтобы предупредить подобные инциденты дифференциал дополнили системой блокировки. Систем блокировок много и все они разные, рассмотрим некоторые из них.

Автомобильный дифференциал

Системы блокировки дифференциала

Первое, что нужно знать о системах блокировки, которыми может быть оснащён дифференциал — они бывают двух типов: полные и частичные.

В свою очередь, первые включаются вручную, а вторые — автоматические или как их еще называют самоблокирующиеся. Дифференциалы, оснащённые автоматической системой блокировки, разделяют на четыре подтипа: червячные, дисковые, жидкостные и управляемые электроникой.

  1. Жидкостные или вискомуфта. В основе работы данной модели дифференциала лежит принцип повышения плотности отдельных материалов при нагревании, благодаря чему происходит залипание фрикционов, и скорость вращения осей при пробуксовке выравнивается. Единственный недостаток этой системы — позднее реагирование на пробуксовку, ведь для того, чтобы жидкость нагрелась до требуемой температуры и приобрела необходимую плотность нужно время. Из-за этого дифференциал данного типа применяется исключительно на автомобилях городского типа, для бездорожья он не предназначен.
  2. Дисковый. Принцип работы этого механизма основывается на физических законах силы трения. Устройство дискового дифференциала несколько отличается от устройств обычных передаточных механизмов тем, что в его конструкцию встраивают пару дополнительных пакетов фрикционов и распорную пружину, которая обеспечивает сжатие пакетов. Часть пакета устанавливается на полуоси, а вторая на коробку дифференциала. При одинаковой скорости диски во фрикционном пакете вращаются, как одно целое, но когда появляется разница в скорости вращения — сила трения, которая появляется между ними, стремится выровнять скорость вращения, за счёт чего и осуществляется блокировка. Недостатки данного вида передаточных механизмов — срок службы фрикционов, он сравнительно небольшой. Плюс требуется дополнительное использование трансмиссионного масла.
  3. Героторный дифференциал. В принципе, это одна из разновидностей дисковых дифференциалов, которую принято считать более совершенной. Блокировка в нём осуществляется за счёт наличия гидропоршня, который приводится в действие масляным насосом. При этом сила, с которой насос выдавливает поршень, прямо пропорционально зависит от того, насколько велика разница во вращении полуосей.
  4. Дифференциал с электронным управлением. Здесь все просто. Это самый обычный дифференциал, дополненный двумя передачами, которые приводятся в действие электроникой, посредством двух приводов: гидравлическим либо электрическим. Естественно, как, и любой механизм, который контролируется с помощью компьютера, эти механизмы сцепления самые практичные, потому что степень блокировки колеса можно регулировать от 0 до 100%, в зависимости от потребностей автомобиля. Единственный недостаток данного устройства — его цена.
  5. Если уж и заговорили об электронных системах блокировки дифференциала, то не упомянуть об имитации блокировок будет просто неправильно. Во-первых, для городских автомобилей — это то что надо. Во-вторых, она очень практична и не боится ни скользкой дороги, ни диагонального вывешивания, которое является проблемой для большинства других дифференциалов. Принцип работы её очень прост — при малейшем намёке на пробуксовку, электронная система автомобиля начинает подтормаживать колесо, которое буксует штатной системой торможения.
  6. Червячный дифференциал. Во главу этого механизма заложены принципы червячных передач. То есть скорость вращения полуосей в данном случае зависит от угла наклонов витков червяка по отношению к червячному колесу. Чем меньше угол, тем выше скорость вращения, соответственно увеличение угла вращения сателлита по отношению к червячному колесу, приводит к уменьшению скорости колеса. При этом, когда угол вращения достигает своего максимального значения, происходит блокировка колеса, так как передача становится невозможной.

Червячный дифференциал

На последний дифференциал хотелось бы обратить чуть больше внимания, так как именно он является самым распространённым и наиболее надёжным из малобюджетных механизмов.

Преимущества, которыми обладает дифференциал червячного типа

Благодаря простоте своей конструкции и её эффективности червячные механизмы пользуются огромной популярностью не только у обычных автолюбителей, но и профессиональных гонщиков. Главным её достоинством является моментальный отклик на изменение в скорости вращения колеса. Но это не единственный плюс, которым обладает эта система, и их, кстати, гораздо больше, чем недостатков:

  • как показал опыт, практически неограниченный срок эксплуатации;
  • блокировка осей почти на 70%;
  • замечательная проходимость и управляемость;
  • отсутствие требований по специальному техническому обслуживанию.

Какие минусы есть у дифференциала червячного типа

Как и говорилось минусов у данной системы синхронизации не так уж и много. Главным, пожалуй, является падение диапазона преднатяжения в ходе эксплуатации. И чтобы это устранить придётся менять регулировочные шайбы. В принципе это все.

Система электронной блокировки дифференциала (EDS)

Дифференциал ведущего моста автомобиля предназначен для перераспределения крутящего момента двигателя между правым и левым ведущими колесами. Плантетарный механизм дифференциала позволяет ведущим колесам, оставаясь под равномерной нагрузкой, вращаться с неодинаковой скоростью при прохождении автомобилем крутых поворотов. Это повышает устойчивость движения и защищает колесную резину от чрезмерного износа.

При движении автомобиля по сухой дороге в прямом направлении дифференциал работает как обычный понижающий редуктор и ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью.

Но наряду с положительными качествами дифференциал обладает и отрицательными: он является причиной значительного падения тягового усиления и потери устойчивости движения при страгивании автомобиля с места или при езде по скользкой дороге. В этих условиях ведущее колесо, которое имеет меньшее сцепление с дорогой, начинает пробуксовывать, т.е. вращаться быстрее всех остальных. Особенно отчетливо это проявляется, если автомобиль попал в грязь, в глубокий снег, в пески или на обледенелый участок дороги. Тогда при попытке начать движение одно колесо вращается, а другое стоит на месте. Но более опасна ситуация, когда на асфальтированной обледенелой дороге встречается поворот, подъем или уклон. В этом случае увеличение или уменьшение оборотов двигателя посредством педали газа могут привести к развороту автомобиля поперек движения или к его сносу в совершенно непредсказуемую сторону.

Механический дифференциалЧтобы в указанных тяжелых дорожных условиях обеспечить одновременное и равномерное вращение ведущих колес, на грузовых автомобилях применяют механическую блокировку дифференциала заднего ведущего моста. При механической блокировке происходит жесткая фиксация полуосей относительно главной шестерни планетарного механизма и колеса начинают вращаться с одинаковой скоростью. Однако механическая блокировка имеет три принципиальных недостатка: с ее помощью нельзя блокировать дифференциал переднего ведущего моста; конструктивное исполнение механической блокировки — достаточно сложное техническое мероприятие; но главное — в управление механической блокировкой невозможно ввести обратную связь от степени нагрузки каждого ведущего колеса в отдельности.

Последнее обстоятельство есть следствие того, что после включения механической блокировки ведущие колеса не могут вращаться с различной скоростью, т.е. при включенной механической блокировке невозможно осуществить автоматическое перераспределение крутящего момента двигателя между правым и левым ведущими колесами.

Для того чтобы блокировка дифференциала была более эффективной, она должна быть мягкой, т.е. выравнивать скорости вращения ведущих колес не жесткой сцепкой полуосей, как при механической блокировке, а по мере нарастания разности тяговых усилий под ведущими колесами. Такую блокировку дифференциала можно реализовать с помощью автоматического притормаживания того ведущего колеса, которое за счет пробуксовки начинает вращаться быстрее всех остальных.

При этом автоматика управления должна быть достаточно быстродействующей, чтобы не допускать излишнего затормаживания управляемого колеса. Этим требованиям в полной мере отвечает система автоматической антиблокировки колес (система ABS), дополненная функциями автоматической блокировки дифференциала (EDS).

Для реализации автоматической блокировки дифференциала с помощью системы ABS достаточно гидромагистраль «L», по которой подается тормозная жидкость от главного тормозного цилиндра (ГТЦ) через центральный исполнительный механизм (ЦИМ) к колесным тормозным цилиндрам (КГЦ), отключить от ГТЦ и через редукционный клапан (РК) подсоединить к автономному гидронагнетателю (АГН), а в ЭБУ-Т предусмотреть функцию торможения буксующего колеса не от ГТЦ, а от АГН. Тогда ГТЦ будет работать только в системе ABS, а АГН — только в системе EDS. Переключение тормозной системы с функций ABS на функции EDS реализуется с помощью поршня (ПВ) дополнительного гидроклапана (ДГК) с электроуправлением сигналом S от ЭБУ-Т.

В реальных вариантах исполнения автономный гидронагнетатель АГН одновременно является и гидроусилителем тормозов. В этом случае в систему добавляется еще один дополнительный электрогидрок-лапан (ДГК) для переключения гидронагнетателя АГН. Давление а АГН поддерживается постоянным вначале за счет напора на упругую диафрагму (УД) со стороны пневморес-сивера (ПР), наполненного азотом под высоким давлением (не менее 160 бар). Когда тормозной жидкости в АГН становится мало, упругий виток монометрического выключателя (ММК) сворачивается, контакты KB включают электродвигатель (ЭД) гидронасоса высокого давления (НВД) и начинается перекачка тормозной жидкости из резервного бачка (РБ) в полость АГН.

Когда давление в АГН поднимается до нормы, упругий виток ММК снова распрямляется и контакты KB выключают электродвигатель наноса.

В результате работы системы EDS возникает реактивный момент в дифференциале, который по проявлению схож с механической блокировкой. При этом колесо, имеющее лучшее сцепление с дорогой, способствует увеличению тягового усиления автомобиля. Наличие электронной блокировки дифференциала увеличивает тяговое усилие в 5-6 раз.

Почему электронные системы не могут победить блокируемые дифференциалы

в интернете я заметил любят писать всякую хрень на тему что такое стандартный диффер. типа передает момент только на одно колесо вот оно и буксует. и прочая лажа. туфта это все.

зачем нужен дифференциал: при прохождении поворотов колеса крутятся с разной скоростью (все 4 колеса) дать возмжность ведущим колесам СВОБОДНО крутиться с разной скоростью и одновременно их нагрузить тягой двигателя нужен диффер.

стандартный дифференциал ВСЕГДА распределяет крутящий момент 50/50 %. ВСЕГДА И ВЕЗДЕ.
даже когда машина буксует в грязи, одно колесо крутится, другое стоит, но крутящий момент будет на ОБОИХ колесах равный.

недостаток: когда одно из колес по разным причинам имеет худшее сцепление чем второе колесо и начинает пробуксовывать (двигатель может дать больше момента чем реализуют колеса) то на второе колесо подается крутящий момент равный буксующему, хотя сцепление колеса позволяет реализовать побольше тяги мотора — т.е. или выехать из грязи, либо быстрее разгоняться на выходе из поворота.

крайние 2 случая демонстрирующие эти недостатки: когда одно ведущее из колес вывешено (диагональное вывешивание)- оно перестает реализовывать любой крутящий момент двигателя, и второе соот-но тоже, хотя крепко стоит на земле и могло бы вытащить машину из трудной ситуации.
2-й случай: в повороте машина держится так хорошо что одно из ведущих колес почти или полностью разгружено (может оторваться от дороги) соот-но если нажать на газ, это колесо будет впустую буксовать, и второе нагруженное ведущее колесо также не получит полезного крутящего момента для разгона.

виды блокировок:
1 заваренный диффер. (его отсутствие, картинг например)

чтобы устранить названные 2 крайних случая требуется 100% блокировка. то есть передача крутящего момента не 50/50
а 100/0 % это возможно если дифференциал убрать. (заварить диффер или поставить блокирующюю муфту).
данный вариант плох тем что колеса будут всегда крутиться с одной скоростью и это будет создавать проблемы при прохождении поворотов накатом.

часто используется на аццких джипах месить грязь.

2. Дисковая блокировка диффера.
обычный диффер у которого полуоси между собой связаны силой трения дисков. (это есть преднатяг) если сила трения равна нулю — получаем стандартный диффер. если сила трения ОООООООчень велика — это то же самое что заваренный диффер. колеса будут скользить раньше чем проскальзывать диски блокировки.

коэффициент блокировки постоянно будет меняться в зависимости от крутящего момента на дифференциале от двигателя, силы преднатяга, и силы сцепления с дорогой.
например на сухом асфальте на 1 передаче момент от двигателя очень высок, и в повороте блокировка будет не 100%, одно колесо будет шлифовать. но на 3 передаче например, тяга движка на диффере уже в 2 раза ниже и может быть преднатяга хватит на 100% так что даже если 1 колесо в воздухе, второе будет нагружено двигателем на 100%.

недостатки: такие же как на заваренном диффере и проявляются тем сильнее, чем сильнее преднатяг.
преимущество относительно заваренного диффера: можно регулировать преднатяг таким образом чтобы это не сильно мешало поворачиваемости но помогало в ускорении.

особенность дисковой блокировки: когда блокировку сильно зажимают на высокий преднатяг на твердых покрытиях при крутых поворотах блокировка работает с треском, слышны щелчки. это не является неисправностью, вызвано тем что трение покоя фрикционных дисков выше чем трение скольжения, и тем что приводы и полуоси могут слегка упруго деформироваться (скручиваться).
при прохождении поворота сначала диски не проворачиваются, забегание одного колеса увеличивается, привод слегка скручивается, когда крутящий момент превысит силу страгивания фрикционных дисков — они резко проворачиваются на небольшой угол, привод слегка спрямляется. затем ситуация повторяется циклично, пока машина катится в повороте — вот он треск.

так как коэффициент блокировки при не очень высоком преднатяге не достаточно высок при езде с малой скоростью (высокий крутящий момент на диффере от движка(например 1 скорость + понижающаяя в раздатке)) блокировка малоэффективна. такая ситуация наблюдатся на джипах когда те месят грязь. там она применяется не часто.
зато дисковая блокировка часто применяется в автоспорте типа ралли и кольцо. там скорости в разы выше и потому момент на дифференциале не так высок, а значит и степень блокировки тем же преднатягом гораздо выше.

3. дифференциал типа квайф. или винтовой или червячный дифференциал. (торсен по принципу действия — аналог. чуть отлична конструкция)
рассмотрим для начала без преднатяга.
червячный диффер это такая вещь, где вместо прямозубых сателлитов как у обычного диффера, применяются винтовые сателлиты (называют их еще червяки) как известно в них при нагружении крутящим моментом растет сила трения. и эта сила трения зависит от угла под которым нарезаны винты.
то есть пока червяки не нагружены крутящим моментом, колеса между собой вращаются свободно как на обычном диффере.
таким образом на нейтрали такой дифференциал не мешает поворачивать машине в отличие от дисковой блокировки и тем более заваренного диффера.

но если нажать на газ то:
если одно колесо висит в воздухе, (наши 2 крайних случая) то так как крутящий момент в блокировке не появляется — машина ведет себя как на стандартном диффере беспомощно. это главный отстой данного типа блокировки

если случай не крайний, а просто одно из колес например на асфальте, другое на песке, и мы даем газу — на блокировке появляется крутящий момент от сопротивления колес вращению (трение с дорогой) и от тяги двигателя.
червяки этим моментом прижимаются к стенкам внутри блокировки и возникшей силой трения (аналог трению дисков в дисковой блоке) передают крутящий момент от колеса находящегося на грязи к колесу на асфальте. машина быстрее чем с обычным диффером разгоняется.

в червячных блокировках % блокировки не зависит от покрытия. чем сильнее зацеп, тем выше сила трения. и наоборот
он может сместить баланс 50/50 как у обычного диффера например до 75/25%, степень блокировки будет 75/25= 3

4. Винтовой диффер с преднатягом.
преднатяг в нем создается силой упругого сжатия тарельчатых пружин, эта сила прижимает полуосевые шестерни к корпусу дифференциала и трением полуосевых шестерен об корпус мешает свободному проворачиванию колес друг относительно друга.
это примерный аналог дисковому дифференциалу. (примерный потому что преднатяг может отличаться от направления тяги — вперед или назад, так как при тяге направленной назад полуосевые шестерни прижимаются сателлитами не к корпусу, а друг к другу, а там, на диффере для 2108 например, радиус приложенной силы трения меньше чем между полуосевой шестерней и корпусом)
в чем хитрость: хитрость в том что в случае пробуксовки одного из колес ЗА СЧЕТ этого преднатяга появляется ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ТРЕНИЕ в червяках. т.е. суммарно блокировка идет из за:
1. как и в простом винтовом диффере червяки создают трение из за нагруженности от момента на диффере.
2. преднатяг.
3. дополнительное трение в червяках из за преднатяга.

3-й фактор здорово улучшает работу червяка с преднатягом, люди не понимающие эту хитрость любят орать — преднатяжной червяк отстой, т.к. действительно преднятяг по сравнению с настоящей дисковой блокировкой слаб. (слаб потому что цели делать сильный преднатяг нет)

слабость преднатяга в этой блокировке становится ее достоинством когда машина просто вкатывается в поворот, блокировка не сильно мешает колесам проворачиваться и управляемость не меняется (не меняется на сброшенном газе, если газ топнуть — она сразу схватывает и руль надо держать будь здоров. )
5. диффер с вискомуфтой.
тут я имею в виду не подключение например задней оси через вискомуфту в лохмобилях (именно так!), а настоящий диффер передающий 50/50 имеющий дополнительную блокировку не дисками как в дисковом диффере а вискомуфтой.
срабатывает при пробуксовке одного колеса отн. другого. жидкость твердеет и блокируется до 50% момента. 75/25% по колесам. минус — срабатывает не сразу а надо ждать когда колесо набуксует и жидкость затвердеет.
еще круче если там электромуфта. срабатывает по желанию электромозга и быстрее.
как правило в овощмобили не ставится (нафиг! и без этой крутизны картошку довезет) а на злых машинках если ставят то настраивают так что оно очень даже хорошо работает.

6. еще бывает кулачковый диффер.
это такая вещь ставится например на ГАЗ-66 (вроде) на БРДМ-2, вроде еще на каких то субару, еще наверно куда нить.
там на полуосях зубчатые шестерни и между ними кулачки бродят мешая им проворачиваться. в принципе тоже работает от трения. подробностей (по способностям блокировки) не знаю.

подробно конструкция и работа самоблокирующегося дифференциала «Квайф» на примере диффера с преднатягом для 2108-2110:

Суть работы блокировок дифференциала

По своей сути дифференциал представляет собой элемент перераспределения крутящего момента, поступающего от одного источника (двигателя) к двум независимым друг от друга потребителям (ведущим колесам), с возможностью задания им разных угловых скоростей вращения. Это требуется для того, чтобы не возникало проблем с управлением машиной при совершении маневров (поворотов, перестроений). Но зачем нужна блокировка дифференциала, если он выполняет такую важную функцию?

Дело в том, что дифференциал просто необходим для городского режима, но стоит автомобилю попасть в условия бездорожья – ситуация меняется. Его принцип работы приносит больше вреда, чем пользы.

Дифференциал на сложных участках дороги становится серьезной проблемой для водителя, так как он вкладывает все усилие двигателя именно в то колесо, которое имеет меньшее сопротивление при движении. Поэтому, если какое-то из ведущих колес начинает пробуксовывать, то дифференциал вместо того чтобы передать крутящий момент на шину, которая находится на твердом покрытии, вкладывает всю его величину в буксующее колесо. В результате чего автомобиль вовсе оказывается обездвиженным. Поэтому, чтобы заставить дифференциал не мешать движению машины по неровностям дороги, были разработаны различные виды его блокировки. Рассмотрим принцип их работы.

Полная блокировка

Во время полной блокировки дифференциала он прекращает работать, преобразуясь в обычную муфту, которая соединяет между собой полуоси или оси заднего и переднего мостов (зависит от того, где муфта установлена). Следовательно, крутящий момент на обеих полуосях или мостах будет иметь одинаковую величину, а соответственно и скорость вращения колес тоже будет одинаковой при любой дорожной ситуации.

Для блокировки дифференциала классического типа можно жестко соединить одну из полуосей с его корпусом (чашкой) либо не давать вращаться независимым шестерням (сателлитам), через которые чашка дифа передает на полуоси вращательные усилия. Реализуется такая блокировка при помощи привода, который может быть: электрическим, гидравлическим, пневматическим или ручным.

При полной блокировке на ее механизм действует прямое усилие от двигателя, которое при значительном крутящем моменте способно вывести из строя не только сам механизм блокирования, но и сломать в автомобиле полуось. Поэтому пользоваться такого вида блокировкой нужно очень аккуратно: включать только после остановки машины, двигаться на малой скорости и выключать после того, как проблемный участок дороги будет преодолен.

Как правило, полная блокировка межосевого дифференциала применяется в рамных внедорожниках, которые предназначены для особо трудных по проходимости участков местности. Также такие внедорожники оборудуются блокировкой межколесных дифференциалов переднего и заднего мостов.

Наряду с полной блокировкой, в автомобиле широко применяется и частичная (автоматическая). В свою очередь, дифференциалы с автоматической блокировкой делятся на следующие типы:

Автоматическая блокировка с применением вязкостной муфты (жидкостная муфта)

Вязкостная муфта (вискомуфта) – это механическое устройство, обеспечивающее передачу крутящего момента посредством использования вязкостных свойств специальной жидкости. Конструкция устройства представляет собой несколько пластин, насаженных на ведущий и ведомый валы, которые вращаются в корпусе, заполненном жидкостью. Жидкость имеет способность при определенных условиях менять свои вязкостные свойства. До тех пор пока пластины обладают одинаковой скоростью вращения, это вещество имеет жидкую консистенцию. Как только в значениях скоростей вращения валов появляется разница, жидкость быстро густеет, передавая крутящий момент с ведущего на ведомый вал. Благодаря таким свойствам, вискомуфта часто используется как самоблокирующийся межосевой дифференциал в автомобиле, оборудованном полным приводом. Иными словами, при обычном режиме работает один привод, но как только его колеса начинают проскальзывать, вискомуфта подключает второй привод.

Недостатком такой блокировки является то, что на изменение свойств жидкости требуется время, которого при преодолении серьезных препятствий просто нет. Поэтому такой вид самоблока преимущественно устанавливают на автомобилях, не покидающих городские дороги.

Дисковый фрикционный самоблок

Работа самоблокирующегося дифференциала этого типа основана на использовании сил трения. Своим устройством дисковый дифференциал практически не отличается от классических механизмов. Разница состоит в том, что в его устройство добавлены два пакета с фрикционными дисками и распорной пружиной, обеспечивающей необходимую величину сжатия. Часть дисков из пакета жестко фиксируются на полуось, другая на чашку дифференциала. При синхронном вращении ведущих полуосей все диски вращаются вместе, составляя одно целое. При появлении даже незначительной разницы в скоростях, соотношение вращения дисков тоже меняется. Вызванным между ними трение, фрикционы притормаживаются, разница выравнивается, происходит частичная блокировка дифференциала. Основной недостаток самоблока с фрикционными дисками заключается в их сравнительно быстром износе.

Героторный самоблок

По своей сути это разновидность дисковых самоблокирующихся дифференциалов. В конструкцию дифференциала установлен героторный масляный насос и поршень. Роль ротора насоса выполняет одна из полуосей, корпус – другая полуось. Величина нагнетаемого давления масла зависит от разности скоростей вращения колес. Если таковая появилась, то давление масла начинает возрастать, толкая поршень. Под действием давления он сжимает диски, установленные во фрикционную муфту. Сила трения между дисками возрастает, в результате чего происходит блокировка дифференциала.

Червячный дифференциал

Как уже становится понятным из названия, основу такого дифференциала составляет принцип работы червячной передачи. Торсен и Квайф, пожалуй, являются самыми распространенными представителями данного вида механизмов.

В основе червячной передачи лежат два элемента: червяк и червячное колесо. В дифференциале червяк (он же сателлит) представляет собой ведущий элемент. Колесо, оно же шестерня полуоси, соответственно – ведомое. Червячная передача устроена так, что червяк может легко вращать червячное колесо, а вот при обратном действии происходит блокирование, то есть колесо не может провернуть червяка.

Таким образом, величина усилия блокировки дифференциала Торсен устанавливается подбором величин углов наклона витков сателита. Чем меньше величина, тем выше будет скорость вращения. Кроме того, степень блокирования такого устройства зависит и от изменения величины крутящего момента.

Дифференциалы Торсен делятся на три вида: Тип1, Тип2 и Тип3. Тип1 и Тип2 отличаются друг от друга формой червяков. Их используют в качестве межколесных устройств. Тип3 предназначен для автомобилей оборудованных полным приводом, устанавливается между мостами.

Конструкция дифференциала Квайф довольно оригинальна. В ней сателлиты не имеют осей вращения, а просто свободно располагаются в специальных ложах корпуса. При возникновении разницы в скоростях вращения полуосей, сателлиты блокируются и сдвигаются в сторону корпуса, прижимаясь к нему. Величина силы трения, которая при этом возникает, имеет значение пропорциональное разнице между скоростями вращения колес. Степень блокирования в Квайф, также как и в Торсен, подбирается установкой сателлитов с разным углом наклона их витков.

Дифференциал, имеющий электронное управление

Данный вид представляет собой классическую модель дифференциала, дополненную двумя передачами. Управление ими осуществляется при помощи двух приводов – гидравлического и электрического. Приводы включает и отключает бортовой компьютер, установленный в автомобиле. Конечно, такой механизм считается самым практичным, но он же является и самым дорогим.

И в заключение хотелось бы упомянуть о системе, которая не блокирует дифференциал, а лишь имитирует блокировку. Принцип работы такой системы прост и очень практичен, поэтому хорошо подходит для городских автомобилей. Заключается он в том, что при появлении пробуксовки на каком-то из ведущих колес, штатная тормозная система начинает его подтормаживать. Соответственно, дифференциал увеличивает величину крутящего момента на колесе, имеющем меньшее сопротивление. Создается эффект блокировки. Все просто до гениальности.

Принцип работы дифференциала

Конструкция трансмиссии большинства выпускаемых в настоящее время автомобилей подразумевает наличие дифференциала – узла, обеспечивающего вращение колес с разной скоростью, когда это необходимо.

Определение, назначение, виды

Когда автомобиль движется прямо, все его колеса вращаются одинаково. Но при прохождении поворотов и заносов колеса начнут двигаться по радиусам разной величины: фактическое расстояние, пройденное внутренними и внешними колесами, расположенными на одной оси, будет различаться.

При равной частоте вращения неизбежна пробуксовка, сопровождающаяся повышением нагрузки на остальные элементы трансмиссии, что влечет увеличение вероятности повреждения деталей и усиление износа шин.

Чтобы избежать этого, необходимо добиться перераспределения вращения колес в зависимости от условий движения: колесо, проезжающее по внутреннему меньшему радиусу, должно замедлиться, а то, что идет по внешнему, — ускориться. В этом и заключается основная функция дифференциала – механизма, разделяющего крутящий момент мотора таким образом, чтобы каждое колесо получило возможность вращаться со своей скоростью.

По месту установки устройство делится на два вида:

  • межосевое, используемое на транспортных средствах с полным приводом и двумя осями каждая из которых — ведущая. Оно нужно для распределения вращения при езде по неровным дорогам;
  • межколесное, устанавливаемое на легковых автомобилях с одной осью (на машинах с задним приводом монтируется на редуктор, находящийся в заднем мосту).

Устройство дифференциала

В основе работы механизма находится редуктор, состоящий из трех компонентов:

В состав редуктора входят большая (является ведущей) и малая шестерни. К ведомой, называемой также зубчатым колесом, крепится корпус, внутри которого имеются оси для установки сателлитов (их число может быть различным, что зависит от крутящего момента). Обе шестерни в связке – это главная передача, уменьшающая скорость вращения, доходящую до колес.

Количество зубьев на ведомых шестернях различается: на симметричных механизмах их число равняется четному значению, на ассиметричных – нечетному, в связи с чем первый тип всегда применяется как межколесное, а второй – как межосевое устройство.

Принцип работы дифференциала

При вхождении машины в поворот становится понятно, как работает дифференциал.

Когда авто едет прямо, скорость вращения каждого элемента системы (входного вала, колес, полуосей) одинаковая. Вследствие разной нагрузки на колеса при повороте к процессу подключаются сателлиты (мощность мотора проходит сначала через них). Поскольку сателлиты являются независимыми и их два, то они задают разную частоту вращения полуосям (большую мощность получает колесо, двигающееся по внешнему краю и раскручивающееся сильнее). Чем более крутым будет поворот руля, тем больше становится разница передаваемой мощности.

Межосевой дифференциал, принцип работы которого примерно такой же, функционирует следующим образом: когда машина забирается в горку, задняя ось располагается ниже передней, масса начинает жать на заднюю часть транспортного средства, и система увеличивает крутящий момент на задних колесах. При спусках межосевой дифференциал действует точно так же, но уже на передние колеса.

Блокировка дифференциала

Несмотря на довольно продуманное устройство, дифференциал не лишен недостатка, проявляющегося при езде по скользкому участку дорожного покрытия, когда сопротивление вращению на одном из колес пропадает.

Получается, что всё передаваемое вращение попадает на одно колесо, второе же на той же оси перестает крутиться. Автомобиль должен остановиться, так как крутящий момент на одном из колес падает до минимального значения. Работа дифференциала симметрична, следовательно, крутящий момент уменьшается и для второго колеса, которое не может продолжать вращаться с прежней скоростью.

Для устранения проблемы надо замедлить частоту вращение буксующего колеса, что приведет к повышению на нем крутящего момента (увеличится он и для второго колеса на оси). С этой целью применяется блокировка межосевого дифференциала.

Как работает блокировка

Если соединение полуоси с корпусом (чашей) будет жестким, то он потеряет возможность вращаться быстрее шестерни редуктора. Процесс перераспределения прекратится, крутящий момент на полуосях станет одинаковым, поэтому его будет достаточно для вращения, в том числе и колеса, попавшего на скользкую поверхность и начавшего буксовать. Машина при этом сможет нормально двигаться даже при потере сопротивления.

Блокировка может быть:

В первом случае передача усилия составными частями узла ограничена, крутящий момент возрастает на колесе, имеющем в данный момент повышенное сопротивление.

Во втором случае механизм фактически перестает выполнять возложенную на него функцию, в результате чего крутящий момент поступает в одинаковом объеме на оба колеса.

Конструкция системы позволяет устанавливать блокировку на дифференциалы любых типов (в полноприводных автомобилях на передний дифференциал она не ставится, т. к это отрицательно сказывается на управляемости).

Блокировка может включаться как в автоматическом, так и ручном режимах (запускается, когда этого требует ситуация, – после задействования привода водителем части дифференциала жестко соединяются друг с другом). Использование ручной блокировки требует соблюдения определенных правил, самое главное из которых – не забывать отключать её после преодоления бездорожья, поскольку в противном случае при езде по дороге с хорошим сцеплением заблокированный дифференциал может нанести ущерб трансмиссии.

Самоблокирующийся дифференциал и его виды

Дифференциалы, блокирующиеся в автоматическом режиме с последующей разблокировкой, называется самоблокирующимися.

Они делятся на три вида:

  1. дисковый, в конструкции которого присутствует пакет фрикционных дисков, одной частью соединенных с корпусом механизма, а другой – с осью;
  2. вязкостная муфта (наиболее часто встречающийся тип, правда, использовать его можно лишь в качестве межосевого дифференциала из-за больших габаритов);
  3. электронная блокировка, применяемая на межколесном дифференциале. Рабочим элементом для нее служит антиблокировочная тормозная система, которой оснащается большая часть выпускаемых современных автомобилей.

Видео работы дифференциала

Детально о блокировке дифференциала: что это, как работает и для чего это нужно?

Блокировка дифференциала осуществляется следующим образом:

  1. Корпус дифференциала соединяется с одной из полуосей;
  2. Вращение сателлитов ограничивается.

Блокировка дифференциала зависит от степени и может быть как полной так и частичной.

Что такое полная блокировка?

Полной блокировкой дифференциала называют — жесткое соединение частей дифференциала, во время которого происходит полная передача крутящего момента на то колесо, у которого наилучшее сцепление.

Что такое частичная блокировка дифференциала?

Под частичной блокировкой дифференциала подразумевается — ограниченная величина передаваемого усилия среди частей дифференциала и повышение крутящего момента на том колесе, которое имеет лучшее сцепление.

Повышение крутящего момента на свободном колесе называется коэффициентом блокировки. То есть, он отображает соотношение между крутящим моментом на не нагруженном и колесом, которое забегает, то есть пробуксовывает. Коэффициент блокировки у симметричного свободного дифференциала будет равен — 1, поскольку крутящий момент у каждого из колес будет одинаковым. В то время как на заблокированном дифференциале это значение может варьироваться в диапазоне от 3 до 5. Любое дальнейшее увеличение данного коэффициента блокировки крайне нежелательно, поскольку он может стать причиной выхода из строя трансмиссии или некоторых ее деталей.

Используют блокировку дифференциала как межколесные так и межосевые дифференциалы. Чтобы не снижать управляемость, блокировка переднего межколесного дифференциала у полноприводных автомобилях не делается.

Включение блокировки дифференциала может быть принудительным или полностью автоматическим. В случае с принудительной, водитель сам выбирает когда включить блокировку дифференциала, иногда ее еще называют ручной.

Что касается автоматической блокировки, то ее включение осуществляется посредством специальных технических устройств – так называемых самоблокирующихся дифференциалов.

Ручная блокировка дифференциала

Ручная или принудительная блокировка осуществляется, как правило, при помощи кулачковой муфты, которая обеспечивает жесткую сцепку корпуса дифференциала с одной из полуосей.

Замыкание или (размыкание) кулачковой муфты происходит при помощи привода, он может быть: электрическим, механическим, пневматическим или гидравлическим.

Принцип работы механического привода заключается в объединении рычага и тросов, или целой системы рычагов. Такая система позволяет осуществить блокировку дифференциала в ручном режиме на полностью неподвижном автомобиле.

Гидравлический привод блокировки дифференциала состоит из нескольких цилиндров: главного и рабочего. Роль исполнительного элемента пневмопривода выполняет пневмокамера.

В случае с электроприводом муфта замыкается при помощи электрического двигателя. Приведение в действие осуществляется посредством нажатия (активации) отвечающей за эту функцию кнопки, чаще всего расположенной на панели приборов.

Применяется жесткая принудительная блокировка на труднопроходимых участках дороги. Она используется в межколесных, а также межосевых дифференциалах автомобилей с полным приводом.

Самоблокирующийся дифференциал

Дифференциал повышенного трения или самоблокирующийся дифференциал Limited Slip Differential, LSD) можно считать неким компромиссом между полной блокировкой дифференциала и свободным дифференциалом. Это объясняется возможностью реализации функции одного или другого при возникновении такой необходимости.

Существуют два типа самоблокирующихся дифференциалов:

  1. Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес.
  2. Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными крутящими моментами.

К первой категории можно отнести:

  1. Дифференциал с вязкостной муфтой.
  2. Дисковый дифференциал.
  3. Электронную блокировку дифференциала.

Блокировка происходит в зависимости от того, насколько разнятся меж собою крутящие моменты червячный дифференциал.

Примитивный дисковый дифференциал состоит из: симметричного дифференциала, в котором есть один или несколько пакетов фрикционных дисков. Одна часть фрикционных дисков связана с корпусом дифференциала, вторая – с полуосью.

Работает дисковый дифференциал повышенного трения по принципу силы трения, которая возникает в результате разности скоростей, с которой вращаются полуоси.

Во время движения по прямой полуоси и корпус дифференциала вращаются с одинаковой скоростью, следовательно, вращение фрикционного пакета происходит как единое целое. В случае увеличения частоты вращения какой-то из полуосей, часть дисков которая ей соответствует начинает быстрее вращаться. Это действие сопровождается возникновением силы трения, которая не позволяет увеличить частоту вращения. На свободном (не нагруженном) колесе крутящий момент возрастает, благодаря чему достигается частичное блокирование дифференциала.

Степень, до которой сжимаются фрикционные диски может быть как фиксированной (реализуется при помощи пружин постоянной жесткости) так и переменной (за счет применения гидропривода или электронного управления).

На спортивных автомобилях используется преимущественно дисковый дифференциал LSD, или в качестве межосевого дифференциала в автомобилях SUV-сегмента.

Схема вязкостной муфты

Вязкостную муфту еще называют вискомуфтой. Она состоит из определенного набора перфорированных дисков расположенных близко друг от друга. Одна их часть жестко соединена с корпусом дифференциала, вторая – с приводным валом. Расположены диски в герметичном корпусе, который наполнен очень вязкой силиконовой жидкостью.

Схема вязкостной муфты

Во время вращения приводного вала и корпуса дифференциала с одной скоростью, происходит вращение блока перфорированных дисков как одного целого. Когда скорости вращения меняются, определенная часть дисков, которая подчиняется тому или иному блоку начинает быстрее вращаться, перемешивая силиконовую жидкость. После жидкость отвердевает и происходит блокировка дифференциала. При этом в другом приводном валу крутящий момент увеличивается. Когда равенство восстанавливается жидкость снижает свои свойства, снимая, тем самым, блокировку с муфты.

Из-за довольно больших размеров вискомуфта используется преимущественно, для блокировки межосевого дифференциала. Кроме того, вязкостная муфта может быть установлена самостоятельно, вместо межосевого дифференциала, в полноприводной системе с автоматическим подключением.

Особенность конструкции вискомуфты наделяют ее инерционностью, она может порядком нагреваться, а во время торможения может конфликтовать с ABS, именно поэтому на сегодняшний день автомобили практически не оборудуются ею.

Электронный дифференциал или электронная блокировка дифференциала — функция антипробуксовочной системы. Она реализована посредством автоматического подтормаживания того колеса, которое пробуксовывает, сопровождаемого повышением на него силы тяги. Как результат — колесо с нормальным сцеплением получает лучший крутящий момент.

Самоблокирующийся дифференциал червячного типа способен обеспечить автоматическое блокирование в зависимости от того, на сколько разнятся крутящие моменты на корпусе и полуоси. В случае проскальзывания колеса, с последующим падением крутящего момента, происходит блокировка червячного дифференциала, после чего крутящий момент перераспределяется на свободные колеса. В этом случае блокировка частичная, а ее степень в зависит от того насколько упадет крутящий момент.

Схема дифференциала Torsen

Диференциалы Torsen — наиболее известными червячными образцами. Название — аббревиатура от двух англ. слов Torque Sensing — что в переводе означает — чувствительность к крутящему моменту.

Конструктивно дифференциал представляет собой планетарный редуктор, в котором есть несколько червячных шестерен, одни — ведомые (полуосевые) другие — ведущие (сателлиты). Расположение сателлитов чаще всего параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2), иногда встречаются варианты с перпендикулярным расположением (Torsen Т-1).

Характерной особенностью червячной шестерни считается способность вращать другие шестерни, оставаясь при этом недвижимой. При этом червячная шестерня расклинивается. Это свойство применяется для частичной блокировки червячного дифференциала. Применение червячных самоблокирующихся дифференциалов весьма широкое, они могут выполнять роль как межосевых так и межколесных дифференциалов.

Читайте также:

Ссылка на основную публикацию