Выбираем блокировку дифференциала (Часть 2)

25.04.2016

 

В первой части нашей статьи мы рассмотрели устройство свободного дифференциала и принцип работы винтового дифференциала повышенного трения.  Во второй части мы рассмотрим устройство и принцип действия дискового дифференциала. Итак, дисковый дифференциал повышенного трения (далее ДПТ) состоит из тех же основных частей, что и «свободный» дифференциал, однако в его конструкции есть несколько отличий,

а именно добавлено два пакета стальных фрикционных дисков. Фрикционные диски в дифференциале 2х типов первые (обозначены синим цветом на рис. 1) через шлицевое соединение установлены на полуосевые шестерни и вращаются вместе с ними.

 

Вторые обозначены оранжевым на рис. 1 в свою очередь имеют «ушки», которыми устанавливаются в пазы на корпусе дифференциала и могут вращаться только вместе с ним. Диски могу свободно вращаться относительно друг друга, но если сжать их между собой с достаточным усилием, то между ними возникнет трение, которое приведет к частичной блокировке дифференциала. А это означает, что корпус дифференциала и шестерни полуосей (а с ним и полуоси) будут вращаться как одно целое.

С этой целью в пространство между шестернями полуосей в корпусе дифференциала установлена пластинчатая пружина, она стремится раздвинуть шестерни, таким образом сжимая пакеты фрикционных дисков с определенным усилием, даже когда дифференциал не вращается. Усилие, с которым пружина сжимает пакеты фрикционов называют «преднатягом» ДПТ.  Так же роль пружины может выполнять тарельчатая шайба, которая устанавливается вместе с пакетом фрикционных дисков.

Однако одного лишь усилия пружины недостаточно для полной блокировки дифференциала. При работе дифференциала необходимое усилие сжатия фрикционов вырабатывают непосредственно шестерни полуосей и сателлиты. Дело в том, что эти шестерни конические. У них есть одна особенность: при передаче крутящего момента через коническую зубчатую пару в ней возникает не только окружная сила, но и радиальная, которая стремится «оттолкнуть» шестерни друг от друга.

 

Шестерни полуосей можуг продольно перемещаться по шлицам привода в определенных пределах.

Таким образом при передаче крутящего момента через коническую зубчатую пару сателлит-шестерня полуоси возникает радиальная сила, стремящаяся раздвинуть шестерни. Шестерня полуоси перемещается на шлицах полуоси сильнее сжимая пакет фрикционов.

Рассмотрим принцип работы ДПТ на примере, который мы рассматривали в первой части нашей статьи. Итак, левое ведущее колесо автомобиля попадает на покрытие со слабыми сцепными свойствами (лед, грязь, пятно масла, и тд.), однако теперь наш автомобиль оснащен дисковым ДПТ.  Одно из колес с меньшим сцеплением начинает пробуксовывать, пускай это будет левое колесо.  Полуосевые шестерни и сателлиты начинают вращаться относительно корпуса дифференциала и друг друга, между ними возникают радиальные силы, полуосевые шестерни раздвигаются, сжимая фрикционные пакеты. Для вращения правого колеса, находящегося на поверхности с лучшим сцеплением, требуется больший крутящий момент, а это означает что и возникающая в зубчатой паре сателлит- правая полуосевая шестерня раздвигающая (радиальная) сила будет больше, чем с левой стороны. Соответственно пакет фрикционов справа сожмется сильнее и дифференциал распределит больший крутящий момент на правое колесо, сцепление которого с покрытием как мы помним лучше.

   
   

С другой стороны, при прохождении поворотов, по крайней мере «на малом газу» ДПТ с небольшими значениями преднатяга ведёт себя почти как открытый дифференциал. «Почти» означает что описанные выше процессы в дифференциале хоть и возникают, т.к. шестерни полуосей движутся с разной скоростью, однако радиальные силы в парах сателлит- полуосевая шестерня в этой ситуации невелики, пакеты фрикционов сжимаются несильно и фрикционные пластины преодолевают силу трения, позволяя полуосям вращаться с разной скоростью. И тут важно понимать, что чем больший крутящий момент будет проходить через дифференциал к ведущим колёсам, тем сильнее будут сжиматься пакеты фрикционов, другими словами, чем сильнее давить на газ в повороте, тем сильнее будет блокироваться дифференциал.

Дисковые блокировки для ВАЗ

Выше мы рассмотрели устройство и принцип работы простейшего дифференциала повышенного трения дискового типа. Выпускаемые сегодня дисковые ДПТ для автомобилей ВАЗ имеют немного отличную конструкцию. Основные отличия видны из рисунка:

   

Как видно из рисунка ось сателлитов в таком ДПТ не закреплена жестко в корпусе дифференциала, а зажата между двух нажимных чашек, которые своими выступами входят в проточки в корпусе дифференциала, соответственно чашки могут вращаться только вместе с корпусом дифференциала, при этом имея возможность двигаться в проточках поступательно относительно корпуса дифференциала.

Нажимные чашки введены в конструкцию не только для передачи усилия от полуосевой шестерни к пакету фрикционов, но и для обеспечения заданных характеристик блокировки.

Итак, автомобиль едет прямо по дороге, дифференциал и вся его «начинка» вращаются как единое целое левое ведущее колесо автомобиля попадает на участок с плохим сцеплением и начинает буксовать. Полу осевая шестерня правого ведущего колеса при этом начинает проворачиваться относительно корпуса дифференциала, находящиеся с ней в зацеплении сателлиты придут в движение, в зубчатых парах возникнет радиальная сила, за счёт которой пакеты фрикционов начнут сжиматься. Всё как в предыдущем случае, однако есть одно важнейшее отличие на этот раз. Как мы помним, ось с сателлитами закреплена меж двух нажимных чашек, пазы в чашках выполнены фигурными:

   

Чашки могут раздвигаться, сжимая пакеты фрикционов.  При разгоне на равномерном покрытии блокировка также будет срабатывать, но не за счёт радиальных сил в зубчатых парах сателлит-полуосевая шестерня, а только лишь за счёт стремления полуосевых шестерен, сателлитов и, главное, оси сателлитов провернуться относительно нажимных чашек. Ось сателлитов при этом будет давить на скошенные края пазов в чашках, раздвигая их, а чашки в свою очередь будут сжимать пакеты фрикционов. Интенсивность блокировки в таком случае зависит от крутящего момента, проходящего через дифференциал в данный момент и от угла наклона стенок посадочных пазов оси сателлитов в нажимных чашках. Сила, воздействующая на нажимные чашки от оси сателлитов одинакова для обеих чашек, а значит на оба ведущих колеса будет передаваться одинаковый крутящий момент от двигателя.

Данная конструкция ДПТ позволяет точно задавать характеристики блокировки дифференциала меняя профиль пазов в нажимных чашках, причём блокироваться, частично или полностью дифференциал может не только при разгоне, когда водитель нажимает на газ, но и на сбросе газа и при торможении двигателем, тут мы вплотную подходим к трём основным типам дисковых блокировок, которые чаще всего встречаются со следующими обозначаются:

  • 1-WAY  – у посадочных гнёзд нажимных чашек скошены только задние (относительно направления вращения дифференциала) стенки. Передние стенки образуют прямой угол с кромкой нажимной чашки, упираясь в них, ось сателлитов не раздвигает нажимные чашки. Такой дифференциал будет блокироваться только при разгоне автомобиля.
  • 1.5 WAY - у посадочных гнёзд нажимных чашек скошены не только задние (относительно направления вращения дифференциала) стенки, но и передние, однако передние скошены под более острым углом. Такая блокировка будет работать как при разгоне, так и при торможении двигателем, однако при торможении она будет блокироваться слабее.
  • 2 WAY  - у посадочных гнёзд нажимных чашек скошены и задние и передние стенки, причём под одинаковыми углами. Такая блокировка будет работать как при разгоне, так и при торможении двигателем и блокироваться при этом одинаково интенсивно.

Дисковые ДПТ являются точным и относительно надежным инструментом при доработке автомобиля, благодаря своим характеристикам они позволяют эффективно передать тягу от двигателя к ведущим колёсам на любых покрытиях, а при использовании блокировок 1.5 и 2 WAY способны оказать позитивное влияние на управляемость автомобиля при торможении, прохождении поворотов.

Однако при всех своих достоинствах они обладают и рядом недостатков, в первую очередь это узел, подверженный износу, фрикционные диски истираются, и блокировка работает со временем хуже и хуже, а в какой-то момент потребует разборки и замены пакетов фрикционных дисков. Также при эксплуатации дисковых ДТП требуется заливать в них специальное масло, которое стоит дороже обычного. Момент срабатывания у дисковых блокировок наступает достаточно резко и, если это происходит при маневрировании на переднеприводном автомобиле, возможны довольно сильные рывки рулевого колеса, однако это зависит и от крутящего момента на колёсах. Так что минимизировать этот эффект можно, проходя повороты «на малом газу» и открывать газ уже на самом выходе из поворота.

Кратко подведем итоги всего сказанного выше:

Штатный дифференциал.

Распределяет момент между колесами в соотношении 50/50%. Установлен в автомобиле с завода.

Плюсы:

Хорошая управляемость автомобиля;

Низкий износ шин.

Простота управления автомобилем для водителя с любым стажем.

Минусы:

Если одно колесом пробуксовывает, то на второе колесо передается момент равный буксующему.

Разгон не эффективен если одно колесо, например, стоит на льду.

 

Винтовой дифференциал повышенного трения с преднатягом

Плюсы:

Цена 5000 - 9000 рублей;

Выше проходимость автомобиля на покрытиях с разным коэффициентом сцепления по сравнению со штатным дифференциалом;

Распределяет крутящий момент между колесами вплоть до 30/70% при этом не мешает проходить повороты;

Мягкость срабатывания;

Надежность конструкции.

Минусы:

Со временем ослабевает преднатяг.

Применение:

Повседневное вождение, туризм, любительский спорт.

 

 

Дисковый дифференциал повышенного трения

Плюсы:

Коэффициент блокировки меняется в широком диапазоне;

Управляемость автомобиля зависит от преднатяга;

Максимальное ускорение автомобиля на покрытием с различным уровнем сцепления.

Минусы:

Цена от 10 000 рублей;

Резкое срабатывание;

Высокая стоимость обслуживания.

Применяемость:

Автоспорт: кольцевые гонки, ралли, ралли кросс, дрифт.

 

  

Добавить комментарий
Участвовать в обсуждении могут только зарегистрированные пользователи. Войдите на сайт
Оплата любыми способами

Вы можете оплатить покупку любым удобным способом:

  • VISA, MasterCard (без комиссии) 
  • Квитанция на оплату
  • Сбербанк Онлайн
Доставка

Доставляем товары по всей России и Казахстану

Мы можем отправить вам покупку транспортной компанией: