Содержание
Для чего
sh: 1: —format=html: not found
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!
Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением за счет пружин
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.
OS Giken Super Lock LSD
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?
Если Вы внимательно читали предыдущие статьи, то понять принцип работы такого дифференциала у Вас не составит труда. Самоблокирующийся дифференциал ВАЛ-РЕЙСИНГ дисковый (val-racing.ru). Конструкция: 1.Корпус дифференциала. 2.Крышка дифференциала, 3.Шестерня полуоси (2 штуки). 4.Ось сателлитов (2 штуки). 5.Обойма правая. 6.Обойма левая 7.Диск ведущий (4 штуки). 8.Диск ведомый (4 штуки). 9. Тарельчатая пружина. 10.Сателлит (4 штуки). 11.Крепежный винт.
Чем представленная конструкция отличается от простого дифференциала?
Заметили?
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.
Как Вы понимаете, этого недостаточно, для того, чтобы дифференциал назвать самоблокирующимся, пока мы видим только «повышенное трение».Дифференциал повышенного трения с фрикционными дисками.
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:
Конструкция ВАЛ-РЕЙСИНГ, чертеж этого дифференциала Вы видели выше по тексту
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.
Различная геометрия формы оси сателлитов и корпусных подвижных деталей 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.
1.5 way блокировка, обратите внимание на форму пазов для осей сателлитов на корпусных деталях слева.
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.
P.S. Ставьте лайк, подписывайтесь на канал, комментируйте эту статью — это поможет мне понять, на чем стоит остановиться подробнее, какие темы осветить, что Вам, читатели, интересно!
Источник: https://zen.yandex.com/media/unlock_autoblog/dlia-chego-samobloku-vnutri-diski-izuchaem-differencial-avtomobilia-5bfc2b0fdfc89b00aa85ee5c?feed_exp=ordinary_feed&from=channel&rid=1307471675.487.1570287056353.21127&integration=publishers_platform_yandex
Дифференциалы. Блокировки, LSD
Прошлая статья о дифференциалахзакончилась на обещании рассказать о видах блокировок дифференциалах, и придётся снова пугать вас длительным техническим текстом. Поехали, как сказал Ю.А.Гагарин 58 лет назад.
О чём речь?
Итак, аббревиатура LSD, которая указана в названии статьи, является сокращением от Limited Slip Differential, а по-русски — дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением. В прошлой статье мы рассказали вам о принципах работы свободного дифференциала, и тут мы уже не будем на этом останавливаться. В конструкции LSD предусмотрен момент блокировки, который допускает разницу скорости вращения валов, но срабатывать блокировка будет только в случае большой диспропорции.
Это про бездорожье, правда?
Процентов на 50%. Такие блокировки применяются и во внедорожниках, и в спорткарах. Первый случай — автомобиль не должен застрять. Второй случай — необходим ровный старт, без проскальзывания на асфальте.
Как работает LSD?
Такая блокировка вне зависимости от конструкции будет работать только после момента, в который разница угловых скоростей колёс превышает определённый лимит. После этого срабатывает блокировка, и крутящий момент распределяется в равных частях на оба колеса. Продолжаться это будет либо до восстановления контакта с дорогой, либо до полной потери сцепления. Это вы можете выбрать самостоятельно.
А я слышал про вискомуфты. что это такое?
Хороший вопрос. Ведущие мосты в легковых автомобилях обычно имеют в своём запасе два варианта блокировок. Первый тип основан на чувствительности к разнице скоростей, а второй тип блокировки чувствителен к разнице в передаче крутящего момента. Современные автомобили в подавляющем большинстве наслаждаются блокировками первого типа. Именно в этом месте появляется слово «вискомуфта».
Вискомуфта представляет собой пакет круглых плоских фрикционных дисков, установленных внутри герметичного корпуса. В пакете есть диски двух типов, соединенные с ведущим и ведомым валами соответственно. На поверхности дисков есть отверстия и небольшие выступы. Пакет дисков собран так, чтобы ведомые и ведущие диски чередовались между собой и находились на малом расстоянии.
Внутренняя полость муфты заполнена силиконовым гелем.
Такая муфта проста в производстве и неприхотлива в обслуживании. Второй тип механических блокировок дороже и может сломаться раньше.
Хорошие и разные LSD
Дифференциалы такого типа различаются по своим типам. Про них мы вам расскажем ниже.
Вязкостные дифференциалы
Этот распространённый тип дифференциала основан на действии вискомуфты.
Такие дифференциалы заслужили популярность из-за плавности своей работы. Принцип действия у них основан на изменениях свойств специального геля, которые меняются бесступенчато. Такое свойство удовлетворяет желанию производителей повысить комфорт для водителя.
Конечно, вязкостные здания имеют свои недостатки. Любой узел, который работает за счёт давления жидкости, теряет часть энергии при работе, что вызывает увеличение расхода топлива. Также они крайне чувствительны к перегревам и просто повышенным нагрузкам. Вискогель теряет рабочие свойства при повышении температур. Соответственно? если вы побуксовали в снегу продолжительное время — работа блокировки в следующий раз может быть и хуже. Механические блокировки в этом же случае работают одинаково, вплоть до поломки.
Такие дифференциалы могут требовать замены каждые 100 тысяч километров.
Такие системы очень чувствительны к состоянию уплотнений в системе, ведь внутренняя часть дифференциала полностью герметична. Если произошла разгерметизация — вискомуфту меняют.
Героторный насос
В этих дифференциалах с внутренней стороны установлен героторный насос, а на вращающемcя валу привода укрепили зубчатое колесо, которое находится внутри насоса. Если при вращении корпуса героторного насоса и зубчатого колеса появляется разница в скорости — жидкость сжимается. После этого крутящий момент уходит на «отстающее» колесо, которое имеет сцепление с дорогой. Эти системы стремительно набирают популярность по мере увеличения степени компьютерного управления узлами автомобиля (системы EBD и тому подобные), так как, в отличие от вискомуфты, работой героторного насоса можно управлять.
Про крутящий момент
К этому типу относятся механически дифференциалы червячного типа, обеспечивающие автоматическую блокировку при возникновении разности крутящих моментов между корпусом и приводным валом. Если одно из колес проскальзывает, крутящий момент падает, червячный дифференциал перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. При этом колесо блокируется не полностью, и степень блокировки зависит от степени падения крутящего момента.
Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Торсен» Слово Torsen в наше время — торговая марка, а образовалось оно при сложении двух слов «torque» — «крутящий момент» и «sensing» — «чувствительный». Под маркой Torsen выпускаются конструкции двух типов. Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Квайф» Сателлиты дифференциала типа Quaife (их обычно 10) не крепятся на осях, как у аналогов, а находятся в закрытых нишах корпуса.
Все они параллельны полуосям, однако в отличие от Torsen Т-2, где каждый сателлит постоянно контактирует с обеими полуосевыми шестернями, в Quaife правый ряд сателлитов находится в контакте с правой полуосевой шестерней, левый – с левой.
Вместо послесловия
Данный текст предназначен для понимания вами механики работы того самого узла, который помогает вам выехать из сугроба в тот самый день, когда коммунальщики забыли поработать. Ну или вы очень хотите прокатиться по полю на дачу. Думаю, на этом можно заканчивать цикл статей про этот узел, и готовить вам очередную техническую информацию про другие узлы автомобиля, которыми вы пользуетесь каждый день, но даже не подозреваете, как они работают.
Источник: https://somanyhorses.ru/differencialy-blokirovki-lsd/
Устройство и принцип работы дифференциала Torsen
Дифференциал Торсен (Torsen) – это разновидность самоблокирующегося червячного дифференциала повышенного трения. Как и любой другой дифференциал, он предназначен для распределения крутящего момента между ведущими колесами либо между ведущими мостами. Название механизма происходит от словосочетания Torque Sensing, что переводится как «чувствительный к крутящему моменту». Рассмотрим принцип работы, основные компоненты, а также плюсы и минусы данного устройства трансмиссии разных поколений.
Принцип работы
Общий вид дифференциала Torsen
Торсен является червячным самоблокирующимся дифференциалом. Это означает, что автоматическая блокировка дифференциала происходит при разности крутящих моментов на корпусе механического устройства и его на приводном вале. Сам дифференциал состоит из ведомых и ведущих червячных шестерен, которые называют “полуосевыми” и “сателлитами” соответственно. Червячная шестерня имеет одну особенность: она не вращается от других шестерен, однако сама может приводить во вращение другие шестерни. Это свойство (расклинивание) позволяет частично блокировать дифференциал.
Рассмотрим, как работает межосевой червячный дифференциал.
Если колеса автомобиля имеют хорошее сцепление с дорожным покрытием и движутся плавно, то крутящий момент между осями распределяется в равных отношениях. При резком увеличении крутящего момента ведущие червячные шестерни пытаются начать движение в противоположную сторону. Ведомые шестерни перегружаются, блокируются выходные валы, а лишний крутящий момент от двигателя машины передается на другую ось.
Межколесный самоблокирующийся червячный дифференциал включается в работу при проскальзывании одного из колес. При пробуксовке падает крутящий момент на одном колесе, Торсен блокируется и передает крутящий момент от двигателя машины на другое колесо. Блокировка буксующего колеса при этом является частичной, а степень блокировки зависит от того, насколько сильно уменьшилась величина крутящего момента.
Самоблокирующийся дифференциал Torsen может максимально перераспределить крутящий момент до соотношения 7:1 (86%:14%).
Устройство и основные компоненты
Рассмотрим, из каких основных элементов состоит Торсен:
- Корпус (другое название: “чашка дифференциала”). Он передает крутящий момент от главной передачи на полуосевые шестерни через сателлиты. На нем крепится ведомая шестерня главной передачи. Внутри чашки дифференциала имеются оси, на которых установлены сателлиты.
- Правая и левая полуосевые шестерни (другое название: “солнечные шестерни”). Они передают крутящий момент на оси/полуоси через шлицевое соединение.
- Сателлиты правой и левой полуосевых шестерен. Соединяют чашку дифференциала и полуосевые шестерни. Торсен имеет в своей конструкции четыре сателлита.
- Выходные валы.
Схема дифференциала Torsen в трансмиссии автомобиля Audi Quattro
Отметим, что данная разновидность самоблокирующегося дифференциала обладает наиболее совершенной конструкцией.
Поколения дифференциала Torsen
Самоблокирующийся дифференциал Torsen имеет три поколения:
- T-1 – первое поколение самоблокирующегося устройства распределения крутящего момента. В нем в качестве червячных пар выступают сателлиты и шестерни ведущих полуосей. Сателлиты полуосей связаны прямозубым зацеплением. Оси сателлитов перпендикулярны полуосям. Межколесный дифференциал Торсен первого поколения позволяет колесам автомобиля вращаться с различной скоростью. При проскальзывании колеса механизм пытается передать большую часть мощности двигателя автомобиля на другую полуось, после чего червячная пара этой полуоси расклинивается. При этом сила трения, которая возникает в червячном зацеплении из-за разности величин крутящих моментов на колесах, блокирует дифференциал. Первое поколение дифференциала Torsen самое мощное из всех конструкций в своем классе.
- T-2 – второе поколение устройства. Главные отличия от первого поколения: оси сателлитов здесь расположены вдоль полуосей; сами сателлиты расположены в специальных карманах корпуса дифференциала; участвующие в процессе блокировки механизма при расклинивании шестерни парных сателлитов – косозубые.
- T-3 – третье поколение дифференциала. Имеет планетарную конструкцию. Третье поколение Торсен используется, в основном, в качестве межосевого дифференциала на автомобилях, имеющих полный привод. Механизм имеет компактные габариты в связи с тем, что ведущая шестерня и оси сателлитов расположены в конструкции параллельно.
Преимущества и недостатки
Начнем с достоинств дифференциала Torsen:
- высокая точность работы;
- плавность работы;
- низкий уровень шума при работе;
- распределение мощности двигателя автомобиля между колесами или ведущими мостами происходит автоматически и не требует участия водителя;
- мгновенное перераспределение крутящего момента не влияет на процесс торможения;
- при корректной эксплуатации практически не нуждается в обслуживании (необходимы лишь контроль уровня трансмиссионного масла и его своевременная замена).
Недостатки дифференциала Торсен:
- высокая стоимость из-за сложности изготовления и сборки механизма;
- увеличение расхода топлива из-за потерь на трение элементов механического устройства;
- сравнительно низкий КПД;
- предрасположенность к заклиниванию;
- высокий износ нагруженных элементов;
- механизм требует особые смазочные материалы из-за значительного тепловыделения при работе;
- ускоренный износ деталей при использовании колес одной оси с разными характеристиками (например, при установке запасного колеса, отличающегося от установленных колес).
Применение
Самоблокирующийся дифференциал Torsen используют как в качестве межколесных, так и в качестве межосевых устройств распределения крутящего момента. Широкую известность получил дифференциал Torsen Audi Quattro. В современных полноприводных автомобилях данное механическое устройство устанавливается довольно часто. Отметим, что межосевой дифференциал Torsen используется практически на всех автомобилях Hummer.
Популярность устройства распределения крутящего момента Торсен обусловлена отсутствием связи с какой-либо электроникой или муфтами. Данный элемент трансмиссии – это сравнительно простой механизм, отличающийся мгновенным срабатыванием и отсутствием негативного влияния на процесс торможения. Именно поэтому дифференциал данного типа используют в своих автомобилях ведущие автопроизводители.
(6 4,00 из 5)
Загрузка…
Вам также может понравиться
Источник: https://TechAutoPort.ru/transmissiya/differentsial-i-glavnaya-peredacha/torsen.html