Ограничен диференциал: как работи?

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:27

Терминът „блокировка на диференциала“или „ограничен диференциал“(самоблокиращ се) е чуван от много автомобилисти, но само малцина знаят как изглежда този процес на практика. И ако по-рано автомобилните производители оборудваха такава „опция“главно с SUV, сега тя може да се намери и на доста градски автомобил. Освен това, често собствениците на автомобили, които не са оборудвани със самоблокове, след като са разбрали какви предимства носят, ги инсталират сами.

Но преди да разберете как работи самоблокиращият се диференциал, трябва да разберете как функционира без блокиране.

Какво е диференциал

Диференциалът (диф.) с право може да се счита за един от основните елементи на дизайна на автомобилната трансмисия. С негова помощ се осъществява предаването, промяната и разпределението на въртящия момент, произведен от двигателя между двойка консуматори: колела, разположени на една и съща ос на машината или между нейните оси. Освен това силата на потока от разпределена енергия, ако е необходимо, може да бъде различна, което означава, че скоростта на въртене на колелата е различна.

BДиференциалът на автомобилната трансмисия може да се монтира: в корпуса на задния мост, скоростната кутия и раздаващата кутия, в зависимост от задвижващото(ите) устройство(а).

Тези дифференциали, които се монтират в моста или скоростната кутия се наричат междуколело, а което се намира между осите на автомобила, съответно - междуосово.

Диференциално задание

Както знаете, колата извършва различни маневри по време на шофиране: завои, смяна на лентата, изпреварване и др. Освен това пътната настилка може да съдържа неравности, което означава, че колелата на автомобила, в зависимост от ситуацията, за едно и също време може да измине различни разстояния. Ето защо, например, при завъртане, ако скоростта на въртене на колелата на оста е една и съща, тогава едно от тях неизбежно ще започне да се плъзга, което ще доведе до ускорено износване на гумите. Но това не е най-лошото. Много по-лошо, управлението на автомобила е значително намалено.

За да решат подобни проблеми, те измислиха диференциал - механизъм, който ще преразпредели енергията, идваща от двигателя между осите на автомобила в съответствие със стойността на съпротивлението при търкаляне: колкото по-ниско е то, толкова по-голямо скоростта на колелото ще бъде и обратно.

Диференциален механизъм

Днес има много разновидности на разликите и тяхното устройство е доста сложно. Принципът на работа обаче като цяло е един и същ, така че ще бъде по-лесно да се разбере най-простият тип - отворен диференциал, който се състои от следните елементи:

1. Зъбни колела, монтирани на осовите валове.
2. Задвижвана (корона) предавка, направена под формата на пресечен конус.
3. Задвижващо зъбно колело, монтирано на края на задвижващия вал, което заедно с короната образува основната предавка. Тъй като задвижваното зъбно колело е по-голямо от задвижващото зъбно колело, последното ще трябва да направи няколко оборота около оста си, преди зъбното колело да извърши само един. Следователно, тези два елемента на диференциала намаляват количеството енергия (скорост), което в крайна сметка достига до колелата.
4. Спътниците, които формират планетарната предавка, която играе ключова роля за осигуряване на необходимата разлика в скоростта на въртене на колелата.
5. Калъфи.

Как работи диференциала

По време на праволинейното движение на автомобила, неговите оси, а оттам и колелата се въртят със същата скорост като задвижващия вал със спираловидна предавка. Но по време на завоя натоварването на колелата става различно (едно от тях се опитва да се върти по-бързо) и поради тази разлика сателитите се освобождават. Сега енергията на двигателя преминава през тях и тъй като двойка сателити са две отделни, независими предавки, различна скорост на въртене се предава на осовите валове. По този начин генерираната от двигателя мощност се разпределя между колелата, но неравномерно и в зависимост от натоварването, действащо върху тях: това, което се движи по външния радиус, изпитва по-малко съпротивление при търкаляне, така че дифференциалът прехвърля повече енергия към него, въртейки сепо-бързо.

Няма разлика в начина на работа на централния диференциал и диференциала на колелата: принципът на действие е подобен, само че в първия случай разпределеният въртящ момент е насочен към осите на автомобила, а във втория - към неговите колела разположен на същата ос.

Необходимостта от централен диференциал става особено забележима при шофиране на автомобил по неравен терен, когато теглото му притиска оста, която е по-ниска от другата, например при нагоре или надолу.

Проблем с диференциала

Въпреки факта, че диференциалът със сигурност играе голяма роля в дизайна на автомобила, неговата работа понякога създава проблеми за водача. А именно: когато едно от колелата е на хлъзгав участък от пътя (кал, лед или сняг), тогава другото, разположено на по-твърда земя, започва да изпитва повишено натоварване, дифференциалът се опитва да коригира това, пренасочва енергията на двигателя към плъзгащото се колело. Така се оказва, че получава максимално въртене, докато другият, който има здраво захващане на земята, просто остава неподвижен.

Именно за решаване на такива проблеми беше измислено блокирането (деактивирането) на диференциала.

Принципът на блокиране и неговите типове

Като разбрахме принципа на диференциала, можем да заключим, че ако го блокирате, тогава въртящият момент ще се увеличи на колелото или оста, които имат най-добро сцепление. Това може да стане чрез свързване на тялото му към една от двете оси или чрез спиране на въртенето на сателитите.

Блокиранеможе да бъде пълен - когато частите на диференциала са свързани твърдо. Извършва се, като правило, с помощта на гърбичен съединител и се управлява от водача чрез специално задвижване от кабината на автомобила. Или може да бъде частичен, като в този случай към колелата се предава само ограничена сила - така работи самоблокиращият се диференциал, който не изисква човешка намеса.

Как работи самоблокиращият се диференциал

Самоблокиращият се диференциал е по същество компромис между пълен блок и свободен диференциал и ви позволява да намалите приплъзването на колелата на автомобила в случай на разлика в коефициента на сцепление между тях. По този начин проходимостта, управлението извън пътя, както и динамиката на ускорението на автомобила се увеличава значително, независимо от качеството на пътя.

Самоблокирането елиминира пълното блокиране на колелата, което предпазва осовите валове от критични натоварвания, които могат да възникнат при принудително изключване на диференциали.

Заключването на осите се освобождава автоматично, ако скоростите на колелата се изравнят по време на движение по права линия.

Най-често срещаните типове самоблокиране

Самоблокирането на диска е набор от триещи (триващи) дискове, инсталирани между тялото на диференциала и предавката на оста.

Не е трудно да се разбере как работи диференциал с такъв блок: докато колата се движи по права линия, тялото на диференциала и двата вала на осите се въртят заедно, веднага щом има разлика в скоростите на въртене (колелото е ударило хлъзгава зона), възниква триене между дисковете, което го намалява. Тоест колелотооставането на твърда земя ще продължи да се върти, вместо да спре, както в случай на свободен диференциал.

Вискоза съединител, или по друг начин вискозен съединител, както и предишния диф, съдържа два пакета дискове, само този път перфорирани, монтирани помежду си с малка междина. Едната част от дисковете има съединител с тялото, другата със задвижващия вал.

Дисковете се поставят в контейнер, пълен с органосилициева течност, която при равномерно въртене остава непроменена. Веднага след като има разлика в скоростта между опаковките, течността започва да се сгъстява бързо и силно. Между перфорираните повърхности има съпротивление. По този начин прекомерно разплетен пакет се забавя и скоростта на въртене се изравнява.

Назъбен (винт, червей) самоблок. Неговата работа се основава на способността на червячната двойка да заклинва и по този начин да блокира валовете на осите, когато се появи разлика в въртящия момент върху тях.

Cam самоблокиране. За да разберете как работи този тип диференциал, достатъчно е да си представите отворен диференциал, в който са монтирани двойки зъбни колела вместо планетарен механизъм. Гърбиците се въртят (скачат), когато скоростите на колелата са почти еднакви и са силно заключени (заклещени), веднага щом една от тях започне да се плъзга.

Няма разлика в това как работи блокирането на централния диференциал и междуколесния диференциал - принципът на работа е един и същ, разликитесамо в крайните точки: в първия случай - две оси, във втория - две колела, монтирани на една и съща ос.

Домашна "Нива" и нейните диференциали

Niva заема специално място в линията на домашни ВАЗи: за разлика от своите "роднини" на поточната линия, тази кола е оборудвана с непревключващо задвижване на всички колела.

В трансмисията на VAZ SUV са монтирани три диференциала: междуколесни диференциали във всяка ос и междуосови диференциали в предавателната кутия. Въпреки този брой, няма да ви се налага да разберете как работят диференциалите на Niva отново. Всичко е точно както е описано по-горе. Тоест, по време на праволинейното движение на машината, при условие, че няма приплъзване на колелата, теглителната сила между тях се разпределя равномерно и има еднаква стойност. Когато едно от колелата започне да се плъзга, тогава цялата енергия от двигателя, преминаваща през дифференциите, се насочва към това колело.

блокировка на диференциала на Niva

Преди да говорим за това как работи блокировката на диференциала на Niva, трябва да се отбележи един момент, а именно да се изясни предназначението на предната (малка) дръжка на раздаващата кутия.

Някои шофьори вярват, че с негова помощ предното задвижване се включва в колата - това не е така: както предното, така и задното задвижване на Niva винаги са включени и тази дръжка контролира прехвърлянето случай диференциал. Тоест, докато е настроен в позиция "напред", дифът работи нормално и кога"back" - изключен.

И сега директно за блокировката: когато диференциалът е изключен, валовете на разпределителната кутия се затварят със съединител, като по този начин принудително се изравняват скоростите на въртене, тоест общата скорост на колелата на предната ос е равна на общата скорост на задната ос. Разпределението на тягата става в посока на по-голямо съпротивление. Да кажем, че задното колело се плъзга, ако включите ключалката, теглителната сила ще отиде към предната ос, колелата на която ще разтегнат колата, но ако предното колело също се плъзне заедно със задното колело, тогава Niva няма да се измъкне сам.

За да предотвратят това, шофьорите инсталират самоблокове в мостовете, за да помогнат да извадят заседнала кола. Към днешна дата най-популярният сред собствениците на Niva е диференциалът Nesterov.

Самоблокирането на Нестеров

Тайната на неговата популярност се крие в начина, по който работи диференциалът на Нестеров.

Дизайнът на диференциала позволява не само оптимално регулиране на ъгловата скорост на колелата на автомобила при извършване на маневри, но и в случай на подхлъзване или увисване на колелото, устройството му дава минимално количество енергия от двигателя. Освен това реакцията на самоблокирането при промяна в пътната обстановка е почти мигновена. В допълнение, диференциалът Nesterov значително подобрява управлението на автомобила дори при хлъзгави завои, повишава стабилността на посоката, увеличава динамиката на ускорение (особено през зимата) и намалява разхода на гориво. И инсталирането на устройството не изисква никаквипромени в дизайна на трансмисията и се монтира по същия начин като класическия диф.

Диференциалът намери приложение не само в автомобилната техника, той се оказа много полезен за мотоблокове, значително улеснявайки живота на своите собственици.

Диференциал за мотоблок

Мотоблок - уредът е доста тежък и са необходими много усилия просто да го завъртите, а при нерегулирана ъглова скорост на въртене на колелата това става още по-трудно. Следователно собствениците на тези машини, ако дифференциите не са били предвидени първоначално от дизайна, ги купуват и инсталират сами.

Как работи диференциалът за мотоблок? Всъщност той осигурява само лесен завой на колата, спирайки едно от колелата.

Другата му функция, която не е свързана с преразпределението на мощността, е да увеличи междуосието. Дизайнът на диференциала предвижда използването му като удължаване на оста, което прави мотоблока по-маневрен и устойчив на преобръщане, особено при завой.

С една дума диференциалът е много полезно и незаменимо нещо, а блокирането му значително увеличава проходимостта на автомобила.