Как работает самоблокирующийся дифференциал на ваз

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

Самоблокирующийся дифференциал: как работает?

Термин «блокировка дифференциала», или «самоблокирующейся дифференциал» (самоблок), слышали многие автомобилисты, а вот как этот процесс выглядит на практике, знают лишь некоторые. И если раньше такой «опцией» автопроизводители оборудовали преимущественно внедорожники, то сейчас ее можно встретить и на вполне городском автомобиле. Кроме того, зачастую владельцы машин не оборудованных самоблоками, поняв, какую пользу они приносят, устанавливают их самостоятельно.

Но прежде чем разбираться с тем, как работает самоблокирующийся дифференциал, нужно понять, как он функционирует без блокировки.

Что такое дифференциал

Дифференциал (дифф) по праву можно считать одним из главных элементов конструкции трансмиссии автомобиля. С его помощью происходит передача, изменение, а также распределение выдаваемого двигателем крутящего момента между парой потребителей: колесами, расположенными на одной оси машины или же между ее мостами. Причем сила потока распределяемой энергии при необходимости может быть различной, а значит, и скорость вращения колес - разной.

В трансмиссии автомобиля дифф может быть установлен: в картере заднего моста, КПП и в раздаточной коробке, в зависимости от устройства привода(ов).

Те диффы, которые установлены в мосту или КПП, называются межколесными, а который находится между осями машины, соответственно – межосевым.

Назначение дифференциала

Как известно, автомобиль во время движения совершает различные маневры: повороты, перестроения, обгоны и т. д. Кроме того, поверхность дороги может содержать неровности, а это значит, что колеса автомобиля, в зависимости от ситуации, в одно и то же время могут проходить различное расстояние. Поэтому, например, при повороте, если скорость вращения колес на оси будет одинаковой, то одно из них неминуемо станет пробуксовывать, что приведет к ускоренному износу покрышек. Но это не самое страшное. Гораздо хуже то, что у транспортного средства значительно снижается управляемость.

Вот для решения подобных проблем и придумали дифференциал – механизм, который будет перераспределять энергию, поступающую от двигателя, между осями автомобиля в соответствии с величиной сопротивления качению: чем оно меньше, тем больше будет скорость вращения колеса, и наоборот.

Механизм дифференциала

На сегодняшний день существует множество разновидностей диффов, и их устройство довольно сложное. Однако принцип работы в целом одинаков, поэтому будет проще для понимания рассмотреть самый простой тип – открытый дифференциал, который состоит из следующих элементов:

Шестеренок, закрепленных на полуосях.
Ведомой (коронной) шестерни, выполненной в виде усеченного конуса.
Ведущей шестерни, закрепленной на конце ведущего вала, которая в совокупности с коронной образует главную передачу. Так как ведомая шестерня по размерам больше ведущей, то последней придется сделать несколько оборотов вокруг своей оси, прежде чем коронная выполнит только один. Следовательно, именно эти два элемента дифференциала снижают величину энергии (скорости), которая в итоге дойдет до колес.
Сателлитов, которые образуют планетарный механизм, играющий ключевую роль в обеспечении необходимой разности в скорости вращения колес.
Корпуса.

Как работает дифференциал

Во время прямолинейного движения автомобиля его полуоси, а значит, и колеса, вращаются с такой же скоростью, как и ведущий вал со своей косозубой шестерней. Но во время поворота воздействующая нагрузка на колеса становится различной (одно из них пытается крутиться быстрей), и за счет этой разницы освобождаются сателлиты. Теперь энергия двигателя проходит через них, а так как пара сателлитов – это две отдельные, независимые шестерни, то к полуосям передается разная по величине частота вращения. Таким образом, мощность, вырабатываемая двигателем, распределяется между колесами, но неравномерно, а в зависимости от действующей на них нагрузки: то, что двигается по внешнему радиусу, испытывает меньшее сопротивление качению, поэтому дифф передает на него больше энергии, раскручивая быстрее.

Разницы в том, как работает межосевой дифференциал и межколесный, нет: принцип действия аналогичен, только в первом случае распределенный крутящий момент направлен к осям автомобиля, а во втором - к его колесам, расположенным на одной оси.

Потребность в межосевом диффе особенно становится заметна во время движения машины по пересеченной местности, когда ее вес давит на ту ось, которая находится ниже другой, например, на подъеме или спуске.

Проблема дифференциала

Вот именно для решения подобных проблем была придумана блокировка (отключение) дифференциала.

Принцип блокировки и ее виды

Поняв принцип работы дифференциала, можно заключить, что если заблокировать его, то увеличится крутящий момент на том колесе или оси, которое имеет лучшее сцепление. Это можно сделать, если соединить его корпус с одной из двух полуосей или же остановить вращение сателлитов.

Блокировка может быть полной – когда части дифференциала соединяются жестко. Осуществляется, как правило, при помощи кулачковой муфты и управляется водителем через специальный привод из кабины автомобиля. Или же она может быть частичной, в этом случае на колеса передается только ограниченное усилие – так работает самоблокирующийся дифференциал, которому участие человека не требуется.

Как работает самоблокирующийся дифференциал

Самоблокирующийся дифференциал, по сути, представляет собой компромисс между полным блоком и свободным диффом и позволяет снизить пробуксовку колес машины в случае возникновения между ними разницы в коэффициенте сцепления с грунтом. Таким образом, значительно повышается проходимость, управляемость на бездорожье, а также динамика разгона автомобиля, причем независимо от качества дороги.

Самоблок исключает полную блокировку колес, что защищает полуоси от критических нагрузок, которые могут возникнуть на дифференциалах с принудительным выключением.

Блокировка с полуосей снимается автоматически, если при прямолинейном движении скорости вращения колес выравнивается.

Самые распространенные типы самоблоков

Дисковый самоблок – это набор фрикционных (трущихся) дисков, установленных между корпусом диффа и шестерней полуоси.

Понять, как работает дифференциал с таким блоком, несложно: пока машина едет по прямой, корпус диффа и обе полуоси крутятся вместе, как только в скоростях вращения появляется разница (колесо попало на скользкий участок), между дисками возникает трение, снижающее ее. То есть колесо, оставшееся на твердом грунте, продолжит вращаться, а не остановится, как в случае свободного дифференциала.

Вискомуфта, или иначе вязкостная муфта, так же как и предыдущий дифф, содержит два пакета дисков, только на этот раз перфорированных, установленных между собой с небольшим зазором. Одна часть дисков имеет сцепление с корпусом, другая – с валом привода.

Диски, помещены в емкость, заполненную кремнийорганической жидкостью, которая при равномерном их вращении остается в неизменном состоянии. Как только между пакетами появляется отличие в скорости, жидкость начинает быстро и сильно густеть. Между перфорированными поверхностями возникает сопротивление. Чересчур раскрутившийся пакет таким образом притормаживается, и скорость вращения выравнивается.

Зубчатый (винтовой, червячный) самоблок. Его работа базируется на способности червячной пары расклиниваться и тем самым блокировать полуоси при возникновении на них разницы в крутящих моментах.

Кулачковый самоблок. Чтобы понять, как работает дифференциал такого типа, достаточно представить открытый дифф, в котором вместо планетарного шестеренчатого механизма установлены зубчатые (кулачковые) пары. Кулачки проворачиваются (перескакивают), когда скорости вращения колес практически одинаковы, и жестко блокируются (заклиниваются), как только какое-то из них начинает пробуксовывать.

Разницы в том, как работает блокировка межосевого дифференциала и межколесного, нет – принцип действия одинаков, отличия только в конечных точках: в первом случае – два моста, во втором – два колеса, установленных на одной оси.

Отечественная «Нива» и ее дифференциалы

В линейке отечественных ВАЗов «Нива» занимает особенное место: в отличие от своих «родственников» по конвейеру, эта машина оборудована не выключаемым полным приводом.

В трансмиссии ВАЗовского внедорожника установлено три дифференциала: межколесные – в каждом мосту, и межосевой – в раздатке. Несмотря на такое количество, разбираться заново в том, как работают дифференциалы на «Ниве», не придется. Все точно так же, как описывалось выше. То есть, во время прямолинейного движения машины, при условии отсутствия пробуксовок на колесах, тяговое усилие между ними распределено равномерно и имеет одинаковую величину. Когда какое-то из колес начинает буксовать, то вся энергия от двигателя, пройдя через диффы, направляется к этому колесу.

Блокировка дифференциалов «Нивы»

Прежде чем говорить о том, как работает блокировка дифференциалов на «Ниве», следует отметить один момент, а именно уточнить назначение передней (маленькой) ручки раздаточной коробки.

Некоторые водители полагают, что с ее помощью у машины включается передний привод – это не так: и передний, и задний приводы у «Нивы» задействованы всегда, а этой ручкой осуществляется управление дифференциалом раздатки. То есть пока она установлена в положении «вперед», дифф работает в штатном режиме, а когда «назад» – отключается.

А теперь непосредственно о блокировке: при выключении дифференциала валы раздаточной коробки замыкаются между собой муфтой, тем самым принудительно выравнивая скорости их вращения, то есть суммарная скорость колес передней оси приравнивается к суммарной скорости задней. Распределение тяги происходит в сторону большего сопротивления. Допустим, буксует заднее колесо, если включить блокировку, тяговое усилие уйдет на переднюю ось, колеса которой вытянут машину, но если одновременно с задним забуксует и переднее колесо, то самостоятельно «Нива» уже не выберется.

Чтобы такого не случалось, автолюбители в мосты устанавливают самоблоки, которые помогут вытянуть застрявшую машину. На сегодняшний день самым популярным среди владельцев «Нивы» является дифференциал Нестерова.

Самоблок Нестерова

Именно в том, как работает дифференциал Нестерова, и заключен секрет его популярности.

Конструкция дифа позволяет не только оптимально регулировать угловую скорость колес машины при совершении маневров, но и в случае пробуксовок или вывешивании колеса устройство отдает ему минимальное количество энергии от двигателя. Причем реакция самоблока на изменение дорожной ситуации практически мгновенная. Кроме того, дифференциал Нестерова значительно улучшает управляемость машины даже на скользких поворотах, повышает курсовую устойчивость, повышает динамику разгона (особенно в зимний период), снижает расход горючего. А монтаж устройства не требует никаких изменений в конструкции трансмиссии и устанавливается точно так же, как классический дифф.

Дифференциал нашел применение не только в автомобильной технике, он оказался весьма полезен и на мотоблоках, значительно облегчив жизнь его владельцам.

Дифференциал для мотоблока

Мотоблок - агрегат довольно тяжелый, и, чтобы его просто повернуть, требуется немало усилий, а при нерегулируемой угловой скорости вращения колес это становится еще сложнее. Поэтому владельцы этих машин, если диффы не предусматривались изначально конструкцией, приобретают и устанавливают их самостоятельно.

Как работает дифференциал мотоблока? По сути, он лишь обеспечивает легкий разворот машины, останавливая одно из колес.

Другая его функция никак не связанная с перераспределением мощности – это увеличение базы колес. Конструкция дифференциала предусматривает его использование как удлинителя осей, что делает мотоблок более маневренным и устойчивым к опрокидываниям, особенно на поворотах.

Словом, дифференциал – вещь весьма полезная и незаменимая, а его блокировка в разы повышает проходимость автомобиля.

Для чего "самоблоку" внутри диски? Изучаем дифференциал автомобиля

В предыдущих статьях мы уже рассмотрели, что такое автомобильный дифференциал, и как он работает ( ссылка про дифференциалы ), а также как осуществляется его жесткая блокировка ( ссылка про блокировки ).

В этой статье остановимся на механическом автоматическом способе блокировки дифференциалов автомобилей!

Для чего нужен самоблокирующийся дифференциал?

Его предназначение отражено в названии : самостоятельно блокироваться без вмешательства водителя, исключив тем самым основной минус классического автомобильного дифференциала.

Крутящий момент начинает перераспределяться не в заданной (например, 50:50) пропорции, а исходя из возможности реализации каждым из колес (с учетом конструктивного коэффициента блокировки дифференциала). На зарубежный манер такие дифференциалы называют LSD или Limited-Slip Differential , что дословно - дифференциал с ограниченным проскальзыванием. Мы же такие дифференциалы чаще называем "повышенного трения".

Различают два основных типа самоблокирующихся дифференциалов повышенного трения : срабатывающие от изменения крутящего момента ( винтового типа ) и от разницы угловых скоростей ( дискового типа ).

Про "самоблок" дискового типа ниже.

Как он это делает сам?

Существует множество LSD дифференциалов от разных производителей, но суть их работы схожа.

Рассмотрим самый простой и массовый конический симметричный дифференциал. Для его блокировки необходимо "замкнуть" одну из шестерней на корпус дифференциала. Как это сделать автоматически?

Чем представленная конструкция отличается от простого дифференциала?

Обратите внимание на позиции 5, 6, 7, 8, 9 - в классическом дифференциале Вы их не найдете. Тарельчатая пружина 9 обеспечивает постоянное поджатие дисков 7 и 8, закрепленных подвижно на корпусе и шестернях соответственно, что обеспечивает постоянную фрикционную (за счет сил трения) связь между шестернями и корпусом.

Что это дает? Силы трения в фрикционных дисках будут обеспечивать небольшую (равную этим силам) передачу крутящего момента на "отстающее" колесо автомобиля - это называют преднатягом дифференциала .

Так что же блокирует дифференциал?

Вернемся к чертежу выше и еще раз посмотрим на позиции 5 и 6. Это обойма правая и левая, по своей сути это еще один корпус дифференциала в корпусе дифференциала. Эти обоймы имеют возможность перемещаться внутри внешнего корпуса по направляющим вдоль оси их вращения , при этом проворачиваться относительно внешнего корпуса они не могут.

Посмотрите на фото ниже:

Заметили каплеобразный вырез у двух соприкасающихся обойм? Нет, нас интересует не он, а похожие вырезы в местах крепления осей сателлитов, они тоже имеют необычную форму и играют ключевую роль. В зависимости от их геометрии и взаимодействия осей сателлитов и "корпусных деталей" различают несколько типов блокировок: 1 Way, 1,5Way и 2 Way .

Мысленно зафиксируйте ось сателлитов (колеса автомобиля не вращаются, а на картинке выше это многоугольник) и попытайтесь провернуть корпус дифференциала: в зависимости от формы оси сателлитов и ответной формы корпусных подвижных деталей внутри внешнего корпуса - оси будут клином раздвигать обоймы в стороны.

В следствие такого перемещения обоймы начинают играть роль поршней, которые сдавливают фрикционы между собой, замыкая полуосевые шестерни с корпусом дифференциала .

Так чем отличаются указанные типы?

1 Way - блокировка дифференциала происходит только при ускорении автомобиля;

2 Way - блокировка как при разгоне, так и при торможении авто (нацелена в первую очередь на спортивное применение);

1.5 way - компромисс, также как и 2 way блокирует дифференциал и при ускорении и при замедлении, но блокировка при замедлении имеет "мягкий" характер. Более гражданский вариант блокировки, который позволит значительно выиграть в проходимости, не сильно усложнив управление автомобиля на хороших дорогах.

Они во всем так хороши?

Нет, данный тип блокировок подвержен износу, т.к. основная работа ложится на фрикционные диски, которые со временем просто сотрутся. Со временем преднатяг в дифференциале будет уменьшаться. А еще данные дифференциалы требуют применения специальных масел.

Эта статья из серии " Это нужно знать про полный привод" , ознакомиться с остальными Вы можете по ссылкам: Часть 1 , Часть 2 , а также в начале этой статьи.

Установка самоблокирующегося дифференциала для ВАЗ 2107: плюсы и минусы

На всём семействе классики ВАЗ (01–07) конструктивно не предусмотрено устройство для блокировки межколёсного дифференциала. Однако количество автовладельцев, желающих установить дифференциал своими руками, или приобрести отдельно не уменьшается, особенно среди любителей активного отдыха и дачников.

Рассмотрим вопрос: для чего нужен самоблокирующийся дифференциал и стоит ли его устанавливать на автомашину, в котором он изначально не предусмотрен.

Объяснение принципа работы

В переводе с латинского языка differentia означает «разница». В автомобиле дифференциалом называют механизм, распределяющий крутящий момент на автомобильные оси. Он обязательно существует в каждом автомобиле. Простой дифференциал называется классическим, открытым или свободным.

Представим, что в редукторе заднего моста нет дифференциала, а существует единая ось, как у трёхколёсного велосипеда.

Так как не существует абсолютно прямолинейного движения, и руки водителя практически никогда не лежат на рулевом колесе неподвижно, то ясно, что у ведущих колёс путь будет очень похожий, но немного разный.

Если бы не было дифференциала, то путь левого и правого колеса был единым. Тогда неизбежными станут постоянные пробуксовки, так как колёсам «навязана» общая траектория. Отсюда повышенный износ покрышек, быстрый выход узлов трансмиссии из строя.

Задача редуктора – дать колёсам независимость и «свободу», разобщить их жёсткую связь.

Как работает классический дифференциал?

Если есть одна ведущая ось (вся ВАЗовская классика), то требуется один редуктор между задними колёсами, т.е. межколёсный. В случае полноценного джипа имеется целых три дифференциала – два межколёсных на каждую ось, и дополнительно межосевой.

Этот механизм (второе название – редуктор) ставится в картере заднего моста. Ведущая шестерня передаёт на ведомую момент вращения. Он распределяется на две шестерёнки полуосей, а те вращают колёса.

Дополнительные шестерни – сателлиты являются симметричным равноплечим рычагом, и передают усилия на колёса поровну.

Когда автомобиль движется прямолинейно, то сателлиты не вращаются. Как только автомобиль съезжает на неровную почву, или входит в поворот, то есть когда у каждого колеса появляется свой путь, сателлиты приходят во вращение и перераспределяют момент вращения между колёсами ведущей оси, причём на ту полуось, которая меньше сопротивляется и которую легче раскрутить.

Дифференциал ВАЗ представлена на рис ниже:

Так ведут себя сателлиты и распределяют момент движения на разных участках:

Из анализа частот вращения полуосей и коробки редуктора следует, что:

Если одно колесо неподвижно, то свободное колесо вращается «за двоих», и частота вращения удвоена.
Если одно колесо скользит, то оно вращается быстрее, и начинает буксовать, а второе колесо с хорошим сцеплением получит такой же крутящий момент, так как он распределен поровну, и дифференциал не может отдать ему всю тягу.
Если тяга единственного колеса станет меньше, чем сопротивление движению, автомобиль встанет.
При этом образуется ситуация пункта 1, работающее колесо останавливается, а ранее буксующее резко увеличивает обороты.
При попытке «добавить газа» увеличивается частота оборотов буксующего колеса.

Итак, обычный редуктор не помогает ведущей оси на скользкой дороге, и на покрытиях с большим сопротивлением качению (снег, песок и грязь). Стоимость обычного редуктора около 5000 руб.

О принудительной блокировке

Если автомобиль часто выезжает на бездорожье и эксплуатируется зимой и в сезон распутицы, помогает установка принудительной блокировки межколёсного дифференциала. При этом происходит остановка вращение сателлитов. При этом колёса теряют всю независимость и вращаются строго одинаково при всех ситуациях. Это так называемый самоблокирующийся редуктор.

Отрицательными сторонами является повышение расхода топлива и усиление износа покрышек. Поэтому после преодоления трудного участка нужно выключать блокировку.
В некоторых конструкциях существует возможность автоматической разблокировки при повышении скорости, или, наоборот, возможно включить блокировку только на малой скорости.

Для того чтобы упростить процесс управления, и существует самоблокирующийся редуктор.

Разновидности принудительной блокировки

Оговоримся сразу, что варварские варианты вроде заваривания сателлитов на «родном» дифференциале не рассматриваем. Также не рассматривается частичный вариант установления «преднатяга».

Дисковая блокировка повышенного трения.Устанавливаются фрикционные муфты. Когда колёса начинают испытывать разное сопротивление, то трение внутри муфты увеличивается и происходит блокировка. Блокировка с помощью дисков требует регулировки вследствие их износа и применение особого трансмиссионного масла.
Вязкостная муфтовая блокировка (вискомуфта). Её принцип похож на дисковый, но у гидравлической муфты множество липких дисков (рис. 7). Диски погружены в особую вязкую жидкость. Основа этой жидкости – силикон, твердеющий при нагреве. Когда вращение одной полуоси опережает другую, происходит нагрев, затвердевание жидкости и жёсткое зацепление дисков.
Этот вид блокировки начинает работать вначале мягко, затем по мере застывания эффект резко возрастает, и держится до тех пор, пока полуоси не начнут работать равномерно, тогда вместе с остыванием, происходит разжижение геля. Большим плюсом является отсутствие обслуживания. Необходимым условием длительной работы является полная герметичность. Такие вискомуфты устанавливаются на «паркетные» городские внедорожники. На тяжёлом бездорожье работают слабо, перегреваются.
Самоблокирующийся винтовой червячный редуктор. Надёжный вариант. При прямолинейном движении червеобразные винты свободно вращаются в корпусе (рис. 8). При изменении характера движения винты попадают в крайние положения и фиксируются в пазах. При этом срабатывает блокировка. Время срабатывания зависит от профиля винта. При выравнивании крутящего момента винты снова выступают из пазов в свободное вращение. Плюсом является малый износ, срок эксплуатации равен сроку «родного» дифференциала. Кроме этого, не требуется особое масло, нужно обычное трансмиссионное. Стоимость винтовой блокировки на ВАЗ 2107 около 10–13 тыс. рублей.
Планетарный механизм блокировки дифференциала (ДАК), или схема Красникова (рис.9). В этом механизме применяется классическая дифференциальная схема, но вместо сателлитов работают цепочки шариков. Этот дифференциал блокируется не от разницы между нагрузкой на колёса, а при возникновении изменения между осевой нагрузкой и тягой двигателя. Стоимость установки на ВАЗ 2107 – около 10000 руб.

Плюсы и минусы установки самоблокирущегося редуктора

Итак, при установке самоблокирующегося дифференциала приобретается:

повышенная колёсная тяга на ведущих осях;
повышенная проходимость вне асфальтовых дорожных покрытий;
улучшенная динамика разгона;
улучшение прохождения поворотов.

Расплатой за установку является ухудшение управляемости (у ВАЗ на заднем приводе):

трудно удерживать автомобиль при разгоне на прямой;
в повороте склонность к заносу у «классики» увеличена;
при любой конструкции появляются дополнительные звенья повышенного трения, что повышает, даже незначительно,износ и расход топлива.

Вместо заключения. Что выбрать

Постоянная блокировка требуется только для настоящих джипов, которые, как тракторы, никогда выезжают в город.
Дисковая блокировка: требует регулировки из-за выработки дисков, нужно специальное масло. Кроме этого, существует небольшой, но постоянный момент трения. Это ухудшает управляемость, быстрее изнашиваются шины, увеличивается расход топлива. Чем больше изнашиваются фрикционы, тем меньше блокировка. Чем чаще приходится буксовать – тем быстрее выйдет из строя дифференциал.
Жидкостная вискомуфтаобладает большой инерцией «врабатывания», но её работа по тяжёлому бездорожью не очень хорошая. Часты запоздания, перегрев. Но в городских условиях она работает.
Винтовая блокировка, пожалуй, наиболее хороша в городе зимой, а также подходит как любителям автотуризма, так и дачникам. На серьёзном бездорожье она не очень эффективна, но не«схватывает намертво», включается мягко и не требует специального обучения. Для ВАЗ 2107, как и для прочей классики, лучше устанавливать или винтовую блокировку, или дифференциал ДАК, при условии, что автомобиль не штурмует тяжёлое бездорожье, а передвигается по зимним дорогам в городе, а летом – по просёлочным дорогам. Цена вопроса около 10-13 000 руб.

Для автомобилей повышенной проходимости, к которым относится Нива, и которые созданы проезжать по не самым лучшим дорогам, существует несколько способов, позволяющих повысить проходимость. Под этим понимается способность автомобиля преодолеть территорию, по которой проезд крайне затруднен. И одним из устройств, помогающих в преодолении таких участков, является самоблокирующийся дифференциал, или как его еще называют – самоблок.

А вообще, о чем идет речь?

Здесь, прежде чем рассматривать самоблок, наверное, надо коснуться двух вопросов, касающихся движения автомобиля в целом и Нивы в частности.

Движение в повороте

В этом случае, если просто нарисовать картинку, как движется машина, то сразу становится понятно, что колеса, расположенные ближе к центру поворота или с внутренней его стороны, проходят меньший путь, чем колеса, движущиеся по внешнему радиусу. А значит, они движутся с разной скоростью. Это вызовет повышенный износ резины, а при большой скорости – занос.

Чтобы избежать подобного явления, используется такое устройство, как дифференциал. Его назначение – передача крутящего момента с одного источника на два разных потребителя, при этом на каждый из них момент может поступать разный, что обеспечивает, в частности, вращение колес, движущихся по внешнему и внутреннему радиусу поворота, с разной скоростью.

Любой автомобиль, предназначенный для движения по бездорожью, по сложившейся практике должен обладать определенными конструктивными особенностями и наличием устройств, способствующих такому движению и отсутствующих на обычном городском автомобиле. К их числу относится межосевой дифференциал.

У автомобиля с полным приводом крутящий момент поступает на все колеса. Однако, если начинают пробуксовывать передние иди задние колеса, основной момент передается на них. Все мы неоднократно видели такую картину – автомобиль стоит на месте, у него крутятся какие-то колеса, а остальные остаются неподвижными. Чтобы частично избежать подобного, и применяется блокировка дифференциала, распределяющего момент по осям.

Суть ее заключается в том, что крутящий момент принудительно делится между задним и передним и мостами, что позволяет при пробуксовке задних колёс автомобилю продолжить движение за счёт переднего привода. И наоборот. Такая блокировка является очень полезной, особенно при движении по бездорожью, при ее отсутствии автомобиль никоим образом не может считаться внедорожником.

Блокировка дифференциала на одной оси

Рассмотренная выше межосевая блокировка является тем минимумом, который необходим настоящему автомобилю повышенной проходимости. Однако для движения по серьезному бездорожью этого явно недостаточно. Здесь проявляется особенность дифференциала, способного передавать крутящий момент разным потребителям, причем он поступает туда, где меньше нагрузка.

Представьте такую ситуацию – машина одной половиной находится на льду, вторая половина на твердом грунте. При этом два колеса, расположенных на льду, благодаря межосевой блокировке будут крутиться, два других останутся неподвижным. Всё работает, момент, передаваемый от двигателя, принудительно распределён в каком-то соотношении (50:50 или 40:60, или любом другом) между задним и передним мостами.

Момент исправно поступает на каждый мост, но там два колеса, а за счет того, что одно пробуксовывает и для его вращения требуется меньший момент, он идет именно на это колесо. Получается парадоксальная ситуация – колеса крутятся, а машина стоит на месте, причем ничего ее не удерживает.

Вот во избежание такой ситуации и используется блокировка дифференциала на одной оси. Она может быть:

принудительная, когда включается непосредственно водителем;

автоматическая, когда включается сама при пробуксовывании одного колеса, в остальных случаях дифференциал работает так же, как и обычный, классический;

устанавливаемая на задний или передний мост автомобиля.

Конечно, новичкам сложно сразу понять, что да как работает и потому крайне рекомендую вам посмотреть небольшое видео, где на примере Уазика показано, как работают мосты БЕЗ блокировки дифференциалов и автор поясняет, что было бы, если бы блокировка была. И реально понятно, что блокировку лучше иметь на своем внедорожнике. Смотрите и сразу поймете:

Надо понимать, что блокировка появляется не просто так, а реализуется при помощи каких-то устройств. Не касаясь принудительной, остановимся на автоматической блокировке. Она реализуется при помощи самоблокирующихся дифференциалов. Они представляют собой специальные устройства, которые выполняют две функции:

передачу и распределение крутящего момента на разных потребителей;
принудительное распределение (при необходимости) между ними поступающего момента.

Какие они бывают, самоблоки?

Конструктивно самоблокирующиеся дифференциалы могут быть выполнены по-разному, но у нас в стране, как правило, можно найти два типа:

Не касаясь принципа работы каждого из этих дифференциалов, надо отметить, что устанавливаться и тот, и другой могут на передний и задний мосты. При установке на передний мост возрастает усилие на руле, но при наличии ГУРа это незаметно.

Общепринятая тенденция – устанавливать самоблок на задний мост,. Хотя эффективность работы самоблока, опять же по отзывам потребителей, при установке спереди выше.

Стоит отметить, что есть такой параметр, как коэффициент блокировки дифференциала и он может быть разным для разных моделей. Он подразумевает, насколько будет отличаться величина момента, поступающего на разные колёса и составляет от пятидесяти до ста процентов.

Как поставить самоблок?

Самоблокирующийся дифференциал – самостоятельное изделие, устанавливаемое на место штатного. Выполнить такую процедуру можно как самостоятельно, так и в автосервисе. Это уже дело личного выбора, если есть умение и понимание, как всё работает, то можно сделать и самостоятельно. Я ставил себе самоблок в автосервисе, и мне подобная процедура четыре года назад обошлась в пять тыров.

В данном случае определяющей стала необходимость проведения нужных регулировок, выставление необходимых зазоров, использование специальных стендов и другие тонкости, которыми я не владею. Во всяком случае, после установки правильного самоблока (об этом чуть ниже) никаких проблем при его эксплуатации не возникло.

Мой отзыв о Даке и Рейсинге

Так уж получилось, что мне пришлось пользоваться двумя упомянутыми типами самоблоков. Цена их на момент приобретения была почти одинакова – десять тыров, установка тоже одинакова, но вот результат совершенно разный.

Если ДАК отказал примерно через полгода, причем не интенсивной эксплуатации, а при движении по обычным лесным дорогам, то тольяттинский (вал рейсинг) работает до сих пор.

Опять же выскажу только свое мнение.

Мне же кажется, что всё зависит от того, как и где вы передвигаетесь на своем автомобиле. Если на дачу или по большей части по асфальту, то вам точно не нужен самоблок.

Однако если вашей задачей является преодоление не слишком сильного бездорожья, движение по мокрой разбитой лесной дороге, т.е. обычные условия без экстрима, то самоблок может оказаться хорошим помощником в таких условиях.

Может, это и не связано с самоблоком, но я знаю такую особенность поведения машины на разбитой дороге и всегда к этому готов. Возможно, кому-то это будет полезно. Во всем поведение машины абсолютно нормальное

Самоблокирующийся дифференциал для Нивы является хорошим дополнением, позволяющим при правильном его использовании значительно улучшить ее внедорожные свойства.

[ Инфо ] Самоблокирующиеся дифференциалы

В этом посте хотелось бы поговорить об самоблокирующихся дифференциалах (сюда же можно отнести автоматические блокировки и разблокировки), в частности я лично остановлюсь на самоблокирующихся дифференциалах винтового типа, которые трудятся в обоих редукторах моей Нивы. О принудительных блокировках думаю нужно больше говорить в другом посте. Их существует тоже несколько разных видов, отличающихся как по принципу работы, так и по принципу включения.
Сначала вкратце о принципе работы разных видов самоблокирурующихся дифференциалов и автоматических разблокировок. Много оперировать научными терминами и цитировать выдержки описаний из интернета не буду, но не много все таки затрону их. В свое время прочитал наверно сотни страниц в том же интернете, просмотрел десятки видео и имею довольно подробное представление по данным механизмам. Если что то буду писать не много не так, думаю меня тут поправят.

1. Самоблокирующиеся дифференциалы шарикового типа.
Сюда относятся блокировки ДАК (дифференциал автоматический Красикова) и ДАН (дифференциал автоматический Нестерова).

2. Автоматические разблокировки системы ""Lock-right". Нашла давно очень широкое применение на иностранных внедорожниках, особенно первых поколений (тех самых, настоящих, а не паркетниках). Российской версией "Лок-райта" является разблокировка "Блокка" производства "Иж-техно".

3. Самоблокирующиеся дифференциалы винтового (червячного) типа. Наверно самые массовые самоблоки которые ставят на автомобили, в том числе моноприводные. Производителей их великое множество и это от части плохо.

Плюсы винтовых самоблоков:
Во первых — они практически никак не сказываются на управляемость в худшую сторону. По себе могу сказать, что задний самоблок я вообще практически никак не ощутил, даже на голом льду, хотя у меня он самый жесткий что идет с завода (10 кг. УКБ 70%). С передним (7 кг. КБ 50%) немного привыкал первые 2 недельки. Как раз ставил зимой и первое время в поворотах немного сносило прямо передние колеса, потом преднатяг немного спал, да и я привык и стал ездить как обычно, без самоблока. Ну и руль стал немного тяжелее, что ощутил даже с ГУРом. В остальном — полный порядок. Благодаря тому, что самоблок не блокируется полностью и коэффициент блокирования у него нарастающий, напрямую зависящий от подачи газа, зимой можно от души вваливать по любым скользким покрытиям и при желании поскользить боком в управляемом заносе, если конечно дорожная обстановка позволяет. Машина прекрасно слушается меня и знает что я хочу. На скользких покрытиях данные самоблоки даже более полно позволяют реализовать возможности полного привода, в то время как например принудительные блокировки в повседневной эксплуатации бесполезны.
Второй плюс — относительно мягкие характеристики коэффициента блокирования, плавность срабатывания делает данные самоблоки самыми безболезненными для полуосей, шрусов и других элементов трансмиссии. С ними полуоси и привода рвет реже чем с другими автоматическими блокировками, даже реже чем с "Лок-Райтом. Винты, как например у меня, смело можно ставить в штатный, алюминиевый редуктор Нивы и Шнивы, при условии конечно если колеса имеют разумный размер и если выбирать более мягкие характеристики чем для РЗМ.
Минусы у винтовых самоблоков следующие:
Во первых — они в отличии от того же "Лок-райта" или "ДАКа", практически бесполезны при полном диагональном вывешивании, когда сцепление одного колеса на оси равно нулю. Ходом диагоналки с ними проезжаются на УРА, даже на подъеме, но вот если на этом подъеме встать, то тронуться без ручника, либо без заднего хода, вряд ли получится. В остальных ситуациях, будь то снежная целина, грязь, пашня, скользкие подъемы, колея, когда оба колеса, хотя бы не много цепляются, винты работают практически так же хорошо, хотя иногда с небольшим запаздыванием, пока сателлиты зажмутся до предела.
Ну и второй минус — винтовые самоблоки, как и другой вид дифференциалов повышенного трения, о котором пойдет речь ниже, довольно требовательны к качеству трансмиссионного масла. Во время трения деталей, внутри корпуса диффа температура масла гораздо выше, чем это может быть в обычном диффе и минералка например просто может не выдержать и свернуться. Поэтому в данный вид блокировки лучше лить минимум полусинтетику, а если предусмотрены очень высоки нагрузки, то синтетику.
Больше я минусов в них не нашел. Считаю их оптимальным использованием в Нивах и Шнивах которые передвигаются больше по дорогам с твердым покрытиями, много ездят зимой по скользким дорогам, ну и если вы являетесь активным зимним водителям. Для гражданского использования на бездорожье, таком как поездки на рыбалку, охоту, за грибами, периодических любительских покатушек, возможностей винтовых самоблоков предостаточно. Ну а в переднем мосту вообще единственной альтернативой винтам, я считаю принудительные блокировки.

4. Самоблокирующиеся дифференциалы дискового типа. . Это второй вид дифференциалов повышенного трения, где блокировка происходит за счет трения, но конструкция совсем иная. В дисковом самоблокирующемся дифференциале блокировка наступает за счет трения друг о друга поверхностей дисков. Данный самоблок так же может оснащаться муфтой преднатяга, которое так же измеряется в килограммах. Основные отличия на практике от винтовых самоблоков — блокировка наступает быстрее, но существенно резче, так как площадь соприкосновения деталей на трении существенно больше. Основными их минусами является существенно более сложная конструкция и более быстрая потеря величины преднатяга, от чего данный дифференциал приходится гораздо чаще разбирать, если вы хотите восстановить преднатяг, ну и требовательность к качеству масла. Дисковые самоблоки ставят намного реже чем винтовые, в основном это делают спортсмены в ралли, кроссе и оффроуде.
Данный тип самоблокируюегося дифференциала, по эффективности на бездорожье, стоит где то посередине между винтовым и "Лок-райтом".

Самоблокирующийся дифференциал на Ваз 2107

Содержание:

Что такое дифференциал

ВАЗ 2107, безусловно, не самый загадочный автомобиль в мире, тем не менее, не всем и не всегда понятны вещи и принципы работы элементарных механизмов. Сегодня речь пойдет о дифференциале заднего моста ВАЗовской классики и целесообразности его блокировки.

Когда автомобиль движется, ведущие колеса проделывают неравную работу, поскольку тому колесу, которое проходит поворот по большему радиусу, приходится проезжать большее расстояние и, соответственно, с большей угловой скоростью. Эта проблема выросла перед инженерами довольно давно, но всерьез задумались о применении дифференциала только перед Второй мировой войной. Но суть не в этом, а в том, что применение дифференциала позволило решить очень важные задачи одновременно:

передать без потерь крутящий момент на ведущие колеса;
обеспечить разную угловую скорость при прохождении поворота.

Недостатки стандартного дифференциала

Все бы хорошо, и принцип работы дифференциала прост (крутящий момент передается через карданный вал на корпус дифференциала, а он распределяет его по полуосям ведущих колес), и управляемость автомобиля в повороте улучшилась (пробуксовки колеса в повороте были исключены), но одно плохо. Стоит одному колесу нашей семерки попасть в грязь и начать буксовать, машина не сдвинется с места. То колесо, которое стоит на твердом грунте, не вращается, а то, которое купается в луже, двигатель крутит свободно.

Выходит, что иногда дифференциал не так полезен, а скорее, вреден. Вот тут-то и встал вопрос о блокировке дифференциала. То есть об изобретении такого устройства, которое не давало бы возможности ведущим колесам вращаться отдельно друг от друга. Первым обратил внимание на проблему пробуксовывания колес Фердинанд Порше. Было это в 1932 году, а уже в 1935-м немецкая компания ZF начала выпускать дифференциалы с ограниченной возможностью проскальзывания.

Когда необходим блокирующийся дифференциал

И дело здесь не только в тех моментах, когда автомобиль буксует в грязи. Блокировка дифференциала не помешает и при движении по снегу, по льду, по песку и по подобным поверхностям, где царствуют внедорожники. Несмотря на то что ВАЗ 2107 до внедорожника далековато, было бы очень заманчиво улучшить проходимость автомобиля в относительно простых условиях, но по скользкой дороге и в адекватной грязи.

Для этого и предназначены блокирующиеся дифференциалы. Эти конструкции позволяют автоматически или же вручную заблокировать дифференциал и передавать крутящий момент на оба ведущих колеса поровну. За блокировку таких дифференциалов отвечает муфта, которая позволяет минимизировать нагрузки на трансмиссию, обеспечить плавную блокировку дифференциала и исключить пробуксовку при вывешивании колеса.

Типы блокирующихся дифференциалов

Кратко мы рассмотрим основные конструкции блокировочных муфт, которые могут быть установлены в задний мост автомобиля ВАЗ 2107.

Жесткие самоблокирующиеся муфты. Такая муфта применяется в автомобиле ВАЗ 2121 при межосевой блокировке. Ее плюс в том, что управляет ею непосредственно водитель. В любой момент он может заблокировать колеса жестко, а когда автомобиль выезжает на ровную дорогу, всегда есть возможность снять блокировку при помощи рычага или электронного управления.
Дифференциал многодисковый фрикционный. Это механизм работает по принципу дисков сцепления. Фрикционный многодисковый дифференциал не может заблокировать колеса жестко. Он состоит из двух пакетов нагруженных пружинами фрикционных дисков, которые установлены на корпусе дифференциала. Одна часть фрикционного пакета связана жестко с корпусом дифференциала, а вторая — с полуосью. Очень простое устройство — когда колеса вращаются с разной скоростью, фрикционные силы стремятся прокрутить отстающее колесо, а при вывешивании за счет силы трения муфта передает часть крутящего момента на неподвижное колесо.
Вискомуфта. Более технологичное устройство, которое передает крутящий момент по принципу гидромуфты. Дифференциал имеет герметичный корпус, в который помещена специальная жидкость с высокими вязкостными характеристиками. Когда колеса вращаются с одинаковыми скоростями, муфта почти полностью передает крутящий момент. Но при пробуксовывании одного из колес, диски в вискомуфте перемешивают силиконовую жидкость, ее температура поднимается, а вместе с температурой возрастает плотность. Жидкость заставляет фрикционные диски вступать в контакт, после чего муфта работает так же, как и многодисковая.
Винтовой дифференциал. Самый простой и надежный вариант из вышеперечисленных. Схема винтового дифференциала показана выше, а принцип работы ее основан на перемещении червячных винтов в пазах корпуса. Обычная механика заставляет винты перемещаться из одного крайнего положения в другое, при этом полуоси блокируются. В зависимости от нагрузки, профиля винта и скорости автомобиля, разблокировка может происходить в разное время. Именно такой винтовой дифференциал и устанавливается в процессе доработки заднего моста на автомобиль ВАЗ 2107.

Винтовая блокировка и ее преимущества

Винтовой дифференциал хорош тем, что он не блокирует колеса при передвижении по ровной местности и на высокой скорости, создает определенный преднатяг на одном из колес при прохождении поворота и преодолении сложных дорожных покрытий. Он не может заблокировать колеса жестко, но в тех условиях, в которых эксплуатируется ВАЗ 2107 — это идеальный вариант. Цена такого устройства около 12-15 тысяч рублей, а устанавливается он на место штатного дифференциала.

Таким образом можно улучшить управляемость автомобилем и повысить проходимость в условиях снежных трасс, сложного рельефа и легкого бездорожья. Не буксуйте понапрасну и хороших всем дорог!

Читайте также: