Avtonova37.ru

Авто мастер
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самоблокирующиеся дифференциалы винтового типа

Самоблоки: все, что вам нужно знать

Изучаем конструкцию основных типов самоблокирующихся дифференциалов. Какой самоблок (если он, конечно, не установлен на заводе) подойдет для вашего автомобиля?

Создание универсального механизма, идеально работающего в любых условиях, — голубая мечта каждого конструктора. Однако выверенное на бумаге решение на практике обязательно обрастает своими «но». Иногда случаются парадоксы: достоинство и главное предназначение узла в определенных условиях становятся его недостатками. Характерный пример — свободный дифференциал.

Ахиллесова пята

Для простоты понимания проблемы свободных дифференциалов, используемых на большинстве автомобилей, рассмотрим пример с их межколесными представителями — поскольку межосевые собратья на полноприводных машинах работают аналогично.

Межколесный дифференциал обеспечивает разность частот вращения ведущих колес в повороте. Это важно для борьбы с так называемым паразитным крутящим моментом и для сохранения управляемости автомобиля. Ведь в повороте внешнее колесо идет по более длинной дуге, нежели внутреннее, и при равенстве частот вращения неизбежна пробуксовка.

Схема работает гладко, пока одно из колес не теряет сцепление с дорогой. К примеру, когда правые колёса автомобиля стоят на асфальте, а левые — на льду. В силу своей конструкции обычный дифференциал имеет чрезмерную свободу. Стоящее на льду колесо будет беспомощно вращаться, а опирающееся на асфальт останется неподвижным.

Стремление решить проблему привело инженеров к созданию дифференциалов двух новых видов — с принудительной блокировкой и самоблокирующихся, повышенного трения (LSD, Limited-Slip Differential). Вторая группа получила большее распространение. Такие дифференциалы работают автономно и не требуют какого-либо внешнего привода. Их устанавливают серийно на многие спортивные легковые автомобили и кроссоверы. А можно самому приобрести и установить самоблок на свою машину. Самые ходовые — червячные (винтовые) и дисковые.

Дифференциалы LSD делятся на две группы по принципу действия: срабатывающие от изменения крутящего момента и от разницы угловых скоростей. Винтовые относятся к первой, а дисковые — ко второй.

Дискотека

Вариантов конструкции дисковых самоблоков масса, но основа их едина: в обычный свободный дифференциал добавлены два пакета фрикционных дисков, которые обеспечивают блокировку узла при пробуксовке одного из ведущих колес.

Каждый пакет расположен между корпусом дифференциала и одной из полуосевых шестерён. По конструкции он напоминает фрикционные муфты в автоматических коробках. Одна часть дисков в пакете находится в зацеплении с полуосевой шестерней, а другая — с корпусом дифференциала. При обычном движении автомобиля (например, в повороте) фрикционы разжаты и самоблок никак себя не проявляет: сателлиты обеспечивают разную частоту вращения колес. Но при пробуксовке одного из колес пакеты дисков сжимаются — и полуосевые шестерни обретают прямую связь с вращающимся корпусом дифференциала.

Основное сжатие дисков происходит за счет осевого смещения шестерней полуоси. Последние являются конусными, как и шестерни сателлитов. При передаче момента через такое зубчатое зацепление кроме центробежной силы возникает и осевая. Она стремится развести шестерни. Сателлиты закреплены на своих осях и не могут смещаться. Зато на это способны их полуосевые сёстры, ведь они подвижны на шлицах приводов колес. В результате расхождения к стенкам дифференциала шестерни сжимают свои пакеты фрикционов.

В некоторых самоблоках первоначальное поджатие фрикционов обеспечивает пружина между полуосевыми шестернями. В других вместо них использованы конические пружинные кольца, которые также создают определенный преднатяг. Есть конструкции с замысловатым центральным блоком (см. схему 1), в котором ось сателлитов при смещении, к примеру, во время резкого ускорения автомобиля разжимает большие полукольца — и они сдавливают пакеты фрикционов. Это происходит в дополнение к их сжатию полуосевыми шестернями при пробуксовке колеса.

Червоточина

Среди червячных самоблоков наибольшую известность получил дифференциал Torsen. Его название произошло от английского термина torque sensitive, «чувствительный к крутящему моменту». Такой дифференциал первого типа (Т1) был изобретен еще в 1958 году, тем не менее возможности этой конструкции по сей день остаются непревзойденными.

От свободного дифференциала конструкция Т1 отличается очень сильно. Роль привычных сателлитов играет замысловатая червячная передача, густо «наросшая» поверх полуосевых шестерен. Благодаря особенности своей работы она способна блокировать дифференциал. Дело в том, что червячная передача необратима: перенос момента возможен только от ведущего звена (червяк) к ведомому (полуосевая шестерня). То есть при пробуксовке колеса его полуосевая шестерня не сможет провернуть червяк из-за больших сил трения.

В корпусе Торсена Т1 закреплено три пары поперечных червяков (сателлитов), которые соединены между собой отдельными прямозубыми шестернями, расположенными по краям их осей. Одновременно каждый парный червяк находится в зацеплении со своей полуосевой шестерней. При движении автомобиля в повороте вся эта красота работает подобно сателлитам свободного дифференциала, обеспечивая необходимую разность частот вращения колес. Но как только момент на одном из колес меняется из-за потери сцепления с дорогой, червячная передача блокируется. Причем дело даже не доходит до физической пробуксовки «слабого» колеса.

Torsen второго типа (T2) устроен проще. Похожий принцип работы имеет самоблокирующийся дифференциал Quaife, запатентованный в 1965 году. Одна из вариаций подобной конструкции показана на схеме 3. Два ряда винтовых сателлитов расположены продольно в корпусе дифференциала. Каждый из них находится в зацеплении со своей осевой шестерней. При этом сателлиты из разных рядов также соединены попарно. По архитектуре и принципу действия эта конструкция напоминает червячную передачу в Торсене Т1, но с продольным расположением. В зависимости от модели такого самоблока, в нем может быть от трех до пяти пар сателлитов.

Читать еще:  Ходовые огни гранта цоколь

При движении автомобиля в повороте продольный пакет сателлитов работает так же, как его сородичи в обычном дифференциале. При пробуксовке колеса в винтовых зацеплениях возникают осевые и радиальные силы. Они как бы распирают полуосевые шестерни и их сателлиты, прижимая их торцами к корпусу дифференциала. В отличие от схемы Т1, у Т2 червяки не закреплены на отдельных осях, а стоят в подобии колодцев. В итоге возникает целый ряд пар трения. Во‑первых, это полуосевые шестерни и стенки дифференциала, а во‑вторых — сателлиты и их колодцы. Причем червяки распирает в них так, что они контактируют со стенками в продольном и поперечном направлениях. Все эти силы трения суммарно блокируют дифференциал.

На своем месте

Подбор самоблока зависит от режима эксплуатации машины. Если это обычная повсе­дневная езда и любительские соревнования в различных дисциплинах, то первым делом нужно изучить все существующие модификации автомобиля. Возможно, что некоторые версии получают LSD на заводском конвейере, но не поставляются на наш рынок. В этом случае можно заказать самоблок по каталогу или поискать бывший в употреблении. Лучше брать новый: это дороже, но будет уверенность, что он встанет на автомобиль как родной. Еще важнее другое: производитель тестировал машину с таким дифференциалом, подбирал его вид (дисковый или винтовой) и характеристики, чтобы по-настоящему раскрыть потенциал машины.

Случаются парадоксы: достоинство узла в определенных условиях становится его недостатком

Если заводского варианта нет, то предпочтительнее взять винтовой дифференциал типа Torsen T2/Quaife. Он проще и значительно дешевле версии T1, но при этом не сильно отстает по характеристикам. Аналогичные дифференциалы предлагает масса других производителей. Среди достоинств такого самоблока — быстрое, но мягкое и прогнозируемое срабатывание, широкий диапазон изменения момента на колесах, внушительный ресурс и надежность. При подборе дифференциала рекомендуется ограничиться преднатягом до 7 кг. Иначе его ресурс будет заметно ниже из-за повышенного износа внутренних элементов — без получения заметных ездовых дивидендов.

Если же нужна подготовка под професси­ональный уровень соревнований на бездорожье и треке, лучше выбрать дисковый самоблок. Рынок предлагает много подобных узлов. Частенько такие самоблоки имеют преднатяг от 10 кг. Благодаря этому они отлично работают в условиях соревнований — но при этом крайне непрактичны в повседневной езде, так как блокируются слишком рано и жестко. Дисковые дифференциалы проще переваривают высокую степень преднатяга, однако она достаточно быстро проседает. Для ее восстановления потребуется снятие и полная разборка узла.

КЛАССОВОЕ ДЕЛЕНИЕ

Коэффициент блокировки (КБ) — одна из двух основных характеристик самоблокирующегося дифференциала. КБ характеризует соотношение моментов на отстающем колесе (имеет хорошее сцепление с дорогой) и на забегающем (потеряло сцепление). Для свободного межколесного дифференциала он равен единице — дифференциал всегда делит крутящий момент между осями поровну. Для самоблоков КБ обычно составляет от 1 до 5. То есть при наивысшем коэффициенте такой дифференциал может реализовать на отстающем колесе в пять раз больше крутящего момента, чем на забегающем.

Некоторые производители указывают КБ в процентах. Если конкретный дифференциал имеет коэффициент 30%, то он может передать максимум 65% момента на колесо с лучшим сцеплением (стандартные 50% плюс 30% от оставшейся половины, то есть еще 15%). Если КБ равен 70%, то этому колесу достанется до 85% усилия (50% + 35%).

КБ зависит от конструктивных особенностей дифференциала. Для червячных (винтовых) узлов это в первую очередь угол нарезки зубьев на шестернях, а для дисковых — конфигурация фрикционов.

Другая важная характеристика дифференциала — преднатяг. Чем он больше, тем значительнее первоначальный момент внутреннего трения в узле. В основном он зависит от тех же особенностей, что и КБ. Однако современные самоблоки всё чаще имеют в своей схеме регулировочные шайбы. Они стоят между полуосевыми шестернями и дополнительно их распирают, увеличивая преднатяг, который можно подгонять под любые условия эксплуатации.

Дополнительный плюс конструкции с шайбами — возможность продлить жизнь дифференциала. Со временем неизбежен износ зубьев червяков и фрикционных дисков, который снижает преднатяг и эффективность работы узла. Замена пружинных конических шайб, которые тоже ослабевают, вновь взбодрит самоблок, если подобрать необходимое количество шайб и их толщину. Важно учитывать, что увеличенный преднатяг всегда повышает нагрузку на любой дифференциал, что неизбежно усиливает его износ и сокращает ресурс.

Блокировка дифференциала на ВАЗ

Вы можете оплатить покупку любым удобным способом:

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

Доставляем товары по всей России и Казахстану

Мы можем отправить вам покупку транспортной компанией:

  • Главная
  • Каталог
  • Трансмиссия
  • Блокировка

Блокировка

Блокировка дифференциала повышенного трения

При движении автомобиля по неровной дороге или в повороте его ведущие колеса проходят различный путь, что приводит к дополнительной нагрузке на шины и детали трансмиссии (например главная пара). Это обстоятельство существенно увеличивает их износ и ухудшает управляемость. В эпоху малых скоростей и отсутствия автомобильных дорог эта проблема не причиняла водителям особого беспокойства, а цельная ведущая ось лишь повышала проходимость автомобиля.

Однако, техника совершенствовалась, скорости возрастали, что привело к необходимости развязать между собой ведущие колеса. Таким устройством, позволяющим колесам вращаться с разной скоростью послужил дифференциал — планетарный механизм, распределяющий крутящий момент поровну между полуосями.

Читать еще:  Сопротивление нагрузочной вилки для аккумулятора 12 вольт

Но, несмотря на увеличение устойчивости и управляемости автомобиля, дифференциал значительно снизил его проходимость, именно заводской Вазовский дифференциал страдает таким недостатком. Этот недостаток возникал из-за того, что величина крутящего момента задавалась колесом, имеющим худшее сцепление с дорогой. Из-за этого одно колесо начинало пробуксовывать, а второе просто останавливалось.

Использование ручной блокировки дифференциала не смогло решить данную проблему, так как такое устройство годилось лишь преодоления труднопроходимых участков дороги и требовало от водителя постоянного внимания.

Необходимость автоматической блокировки дифференциалов привела к созданию всевозможных конструкций самоблокирующихся дифференциалов (дифференциалов повышенного трения). Такие дифференциалы не требуют от водителя дополнительных действий и даже компенсируют некоторые ошибки.

Наибольшее распространение при тюнинге серийных автомобилей получили самоблокирущиеся дифференциалы винтового типа. Это связано с их высоким ресурсом и отсутствием проблем при установке. Благодаря относительно несложной конструкции, такие дифференциалы доступны и почти не требуют технического обслуживания.

Недостатком большинства конструкций блокировок дифференциалов является возникновение кратковременных пиковых нагрузок, появляющихся в момент включения блокировки. Особенностью винтовой блокировки являются сглаженный процесс включения-выключения, что предупреждает повышенный износ трансмиссии. Кроме того, при включении винтовой блокировки на рулевое колесо не передается дополнительное толчковое усилие (что характерно при установке дисковых блокировок на переднеприводные автомобили).

Установка самоблокирующегося винтового дифференциала значительно увеличивает проходимость и устойчивость автомобиля на скользкой дороге. Благодаря оптимальному перераспределению крутящего момента между ведущими колесами, буксующее на скользкой дороге колесо разгружается, а колесо, имеющее лучшее сцепление с дорожным покрытием, получает дополнительный крутящий момент. Автомобиль с винтовой блокировкой быстрее разгоняется по льду и плотному снегу, легче управляется в поворотах и предупреждает срыв ведущих колес при резком старте на асфальте.

Для еще более комфортной езды в систему блокировки дифференциала устанавливается муфта предварительного натяга, которая выравнивает срабатывание блокировки и уменьшает нагрузки на трансмиссию автомобиля. Величина преднатяга показывает минимальный крутящий момент, действующий на колесо, независимо от его положения на дороге. Оптимальное значение преднатяга зависит от условий эксплуатации автомобиля: меньший преднатяг облегчает управление машиной на резких поворотах, а больший — повышает проходимость на плохой дороге. Однако, учесть все нюансы конструкции автомобиля, манеры вождения и дорожного (или бездорожного) покрытия смогут только опытные профессионалы. Таковыми являются специалисты Клуба Турбо, которые при установке блокировки дифференциала выставят (по желанию клиента) наиболее подходящую величину преднатяга (для езды в обычных условиях значение предварительного натяга устанавливается, как правило, равным 4 кг).

В силу конструктивных особенностей винтовых самоблокирующихся дифференциалов, при их изготовлении требуется соблюдать высокую точность, а высокие механические нагрузки предполагают большой запас прочности комплектующих.

hobbycar

hobbycar

В продолжение темы о самоблокирующихся дифференциалах, решил немного подробнее остановиться на том выборе, который сделали специалисты компании Бронто при создании свой «Рысь-1». Почему? Да потому что Рысь — автомобиль хоть и тюнингованый, с увеличенной проходимостью, но, как и стандартная нива — сохранил свою универсальность.Прекрасно чувствуя себя как на асфальте, так и на бездорожье.

Итак. Рысь -1 комплектуется самоблокирующимися диффенециалами винтового типа в переднем и заднем мостах.
Основные достоинства самоблокирующихся дифференциалов .

1. Самоблокирующийся дифференциал позволяет частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления колес автомобиля.

2. Самоблокирующийся дифференциал повышает проходимость автомобиля и его управляемость при движении по дорогам с разным покрытием.

3. Самоблокирующийся дифференциал улучшает динамику разгона автомобиля на дорогах с любым покрытием.

4. Самоблокирующийся дифференциал не требует дополнительных усилий от водителя

В нормальных условиях движения они работают как классический дифференциал, а при начале пробуксовки одного из колёс блокируются. В результате крутящий момент поступает на оба колеса, и автомобиль продолжает движение! Главный их недостаток — при вхождении в поворот «самоблок» стремится крутить ведущие колёса с одинаковой скоростью и автомобиль норовит ехать прямо, несмотря на то, что водитель поворачивает руль. далее
Пример движения со свободными межколесными дифференциалами:

как только автомобиль попадает на неровную поверхность — два разгруженных (переднее и заднее) расположенных по диагонали колеса — имеющие наименьшее сцепление с поверхностью — получают весь крутящий момент. Тогда как колеса, твердо стоящие на почве — остаются без дела.

Обратный пример:

На видео четко видно, что вывешенные колеса работают наравне с тем, что касаются земли, и автомобиль без проблем преодолевает излом местности.

Принцип работы самоблокируемого винтового дифференциала и что такое преднатяг

На рисунке приведен эскиз самоблокируемого дифференциала.

Когда одно из колес (например правое) начинает отставать связанная с ним полуосевая шестерня 4 вращается медленнее корпуса 1 и поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит 5. Он передает движение связанному с ним сателлиту 5 из левого ряда, а тот, в свою очередь, на левую полуосевую шестерню 3. Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни 3, 4 и сателлиты 5, 6 торцами к корпусу 1, 2. Сателлиты 5, 6 также прижимаются к поверхности отверстий 8, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы осуществляющие частичную блокировку.

Преднатяг

Читать еще:  Передняя стойка ока схема

Вследствие срабатывания любого межколёсного самоблокирующего дифференциала винтового или кулачкового типа (далее по тексту «самоблок») в трансмиссии автомобиля появляются кратковременные пиковые нагрузки, способствующие повышенному износу деталей трансмиссии. При работе «самоблока» на передней оси автомобиля может дополнительно создаваться толчковое усилие на рулевое колесо, что требует особой внимательности и навыков водителя и кратковременно резко снижает характеристики управляемости автомобиля.

Муфта предварительного натяга связывает между собой полуоси с определенным усилием, заданным значением преднатяга. При превышении усилия полуоси проворачиваются относительно друг друга и механизм работает как обычная винтовая блокировка.

Муфта предварительного натяга, используемая в «самоблоках» производства компании VAL-RACING:

— позволяет исключить возникновение пиковых нагрузок в трансмиссии автомобиля и на рулевом колесе;

— способствует более раннему срабатыванию «самоблока» в условиях движения, требующих повышенной проходимости автомобиля;

— при полном отсутствии момента на одном вращающемся колесе позволяет гарантированно подключать в работу второе неподвижное колесо этой же оси (ситуация трогания автомобиля с места в условиях диагонального вывешивания или трогания автомобиля с места при вывешивании одного колеса ведущей оси на домкрат).*

* — данное свойство приобретает автомобиль с использованием «самоблока» с высокими «натягами», точные величины которых в настоящее время устанавливаются дорожными испытаниями. Такие «самоблоки» рекомендуется устанавливать только на заднюю ось автомобилей, используемых в основном для пробега по бездорожью или для участия во внедорожных соревнованиях.

И напоследок. В первом тесте Бронто Рысь-1, который мы проводили под Киевом — сравненияе стандартной Нивы и Рыси, с самоблоками — выделено отдельным пунктом. Там, где Нива начала закапываться, и смогла проехать лишь ходом, у Бронто-Рысь не возникло никаких сложностей.

Удачи Вам на дорогах, и вне их)

Дифференциал редуктора переднего/заднего моста самоблокирующийся винтовой «AVT» ВАЗ 2101-2107, 2121-2131

Отличительные особоенности блокировок AVT:

Коэффициент блокирования — 75% — 80%, (у аналогов обычно — 50% — 70%).
10 сателлитов внутри, пара дополнительных сателлитов дает прирост трения в 20%.
Сателлиты расположены более равномерно.

Полка из двух фланцев на блокировках других производителей существенно толще, поэтому в стандартный дюралевый редуктор Нивы он устанавливается только со своими болтами, а блокировка AVT устанавливается в любой редуктор с родными болтами.

Возможно изготовление блокировки с любым преднатягом по желанию заказчика (от 0 кг. до 10 кг.)
Блокировки AVT теряют преднатяг медленнее, чем известных аналоги.
Полностью отсутствуют люфты.
Гарантия: 12 месяцев с момента продажи и 18 месяцев с момента изготовления.

Самоблокирующиеся дифференциалы винтового типа

Высокий ресурс и отсутствие проблем при установке делают самоблокирующиеся винтовые дифференциалы наиболее распространенными. Относительно несложная конструкция делает их доступными и практически не требует технического обслуживания.

Для предупреждения повышенного износа трансмиссии винтовая блокировка имеет сглаженный процесс включения и выключения. Также в момент включения блокировки дополнительное толчковое усилие не передается на рулевое колесо. Однако необходимо учесть, что при включении устройства возникают кратковременные пиковые нагрузки.

Установка самоблокирующегося дифференциала увеличивает на скользкой дороге устойчивость автомобиля и повышает его проходимость. Оптимальное перераспределение крутящего момента между ведущими колесами позволяет разгрузить буксующее колесо и дает колесу, имеющему лучшее сцепление дополнительный крутящий момент.

Для чего нужна блокировка дифференциала?

Во время движения автомобиля по неровной дороге или в момент поворота на детали трансмиссии и шины подается дополнительная нагрузка из-за прохождения ведущими колесами различного пути. Это обстоятельство ухудшает управляемость и способствует их существенному износу. В эпоху отсутствия автомобильных дорог и малых скоростей данная проблема не сильно беспокоила водителей, к тому же цельная ведущая ось служила для повышения проходимости автомобиля.

Шло время, пропорционально совершенствованию техники возрастали скорости, поэтому возникла необходимость развязать ведущие колеса. Был придуман дифференциал — планетарный механизм, который распределял поровну крутящий момент между полуосями и позволял колесам вращаться с различной скоростью.

Дифференциал значительно увеличил (улучшил) управляемость и устойчивость автомобиля, но при этом снизил его проходимость. Величину крутящего момента стало задавать колесо, имеющее менее прочное сцепление с дорогой, поэтому одно колесо пробуксовывало, второе в этот момент просто останавливалось.

Ручная блокировка дифференциала не смогла решить проблему улучшения проходимости автомобиля, так как это требовало постоянного внимания водителя и годилось только для преодоления труднопроходимых участков. Поэтому возникла необходимость автоматической блокировки. Всевозможные конструкции самоблокирующихся дифференциалов не требуют дополнительных действий от водителя и помогают компенсировать ошибки в управлении.

Автомобиль, имеющий винтовую блокировку:

  • быстро разгоняется по плотному снегу и льду
  • легко управляется в поворотах
  • при резком старте на асфальте предупреждается срыв ведущих колес

Для выравнивания срабатывания блокировки и уменьшения нагрузки на трансмиссию устанавливают муфту предварительного натяга. Величина преднатяга определяет минимальный крутящий момент, который действует на колесо. Больший преднатяг позволяет повысить проходимость на труднопроходимых участках дороги, меньший — помогает проходить резкие повороты. Установить необходимую величину натяга могут только специалисты, которые учитывают все особенности конструкции автомобиля, манеру вождения и уровень дорожного покрытия.

Предлагаем инновационную продукцию, по своим качествам превосходящую все конкурентные предложения, — блокиратор дифференциала (дифференциал повышенного трения) с десятью сателлитами

Число сателлитов в дифференциале увеличивает срок эксплуатации узла. Десяти сателлитная конструкция создаёт больше точек касания сателлитов — полуосевых шестерен. Это способствует более равномерному распределению и снижению нагрузок на отдельный саттелит и большей площади трения.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector