Споры в форумах и курилках не утихают: надо ли блокировать межосевой дифференциал на скользких зимних дорогах? фанаты полноприводников давным-давно разбились на два лагеря и отстаивают свою правоту до хрипоты. Одни с пеной у рта доказывают, что блокировка межосевого дифференциала помогает держать обледенелый асфальт, другие готовы зуб отдать, что лишь мешает.

Чтобы поставить точку в споре, мы погрузили в "Ниву" два десятка конусов, измерительный комплекс "Датрон" и отправились на заснеженную площадку полигона НТЦ ВАЗа.

Все заезды проводим на однородном покрытии, при температуре воздуха минус 9-10 градусов. Шины - старенький зимний нешипованный "Мишлен" размерностью 175/80R16.

Начнем с разгона на однородном скользком покрытии. Задача - тронуться и как можно быстрее набрать скорость. Дистанция - 50 м. Трогание и разгон на первой-второй наиболее показательны - с переходом на высшие передачи колеса пробуксовывают гораздо меньше. Повторяем несколько разгонов с блокировкой и без.

Чуда, разумеется, не произошло: время практически одинаково. В такой ситуации блокировка не помогает. Коли так, зачем ее включать? Другое дело, если асфальт чередуется с пятнами снега и льда - тогда блокировкой лучше воспользоваться.

Движение в повороте. На снегу мы раскатали до блеска круг. Диаметр сделали таким, чтобы руль был повернут на один оборот от среднего положения. Таким образом, передние колеса оказались вывернуты на довольно большой угол, но при корректировке траектории оставалась возможность довернуть баранку. Теперь выставляем круговой коридор из конусов: внутренние расположили по диаметру 18,5 м внешние на 24,5 - так, чтобы ширина проезда составляла 3 м.

Для начала я езжу вкатыванием, на грани скольжения, опять-таки переключая рычаг раздатки. Газ придерживаю в обоих случаях: без блокировки автомобиль норовит заскользить наружу колесами передней оси. С заблокированным дифференциалом уберегаю от заноса заднюю ось.

А приборы твердят, что время прохождения круга в незаблокированном состоянии не намного, но меньше, чем с блокировкой. Средняя скорость - 14,8 км/ч против 14,2. Разница вроде небольшая, почти 4%. И все же становится ясно, что автомобиль с блокированным дифференциалом сорвется в скольжение при меньшей скорости, чем без блокировки. А скольжение для большинства водителей равносильно потере управляемости.

Теперь повторяю упражнение, но уже с увеличением скорости, переходя в скольжение. Условия прежние - удержать машину в трехметровом коридоре, то есть не пускать в глубокий занос.

Без блокировки руль приходится повернуть на больший угол, чем потребовалось бы на сухом асфальте, то есть почти до упора. Чуть поигрывая газом, вызывая пробуксовку и снос передка, заставляю идти "Ниву" не по минимальному радиусу, а по большему, по требуемой траектории. При определенных навыках это довольно просто: добавил газ - увеличил радиус траектории, сбросил - уменьшил.

С блокировкой - наоборот, руль нужно слегка "распрямить", так как занос задней оси сам доворачивает автомобиль. Но этот занос надо удерживать в начальной фазе, не давая ему развиваться. Иначе полноприводник того и гляди сметет "хвостом" фишки внешнего радиуса. По субъективным ощущениям, в этом режиме скорость самая высокая, а что показывают приборы?

Наиболее быстрым все равно остается незаблокированный вариант, хотя в обоих режимах трансмиссии скорости практически одинаковы.

Вывод таков - даже в начальных фазах скольжения блокировка не помогает, хотя разница в предельных скоростях с блокировкой и без нее становится заметно меньше, чем при движении вкатыванием.

Короткая "змейка". Конусы ставим с шагом 7,5 м, заезд "туда и обратно" с разворотом при минимальном радиусе. Общая длина дистанции - 120 м. Ехать приходится, естественно, без скольжений - иначе в створ не попасть. Без блокировки машина, как и прежде, норовит уехать прямо и при входе в поворот, и на дуге. А вот с блокировкой ситуация несколько изменилась - при входе в поворот машина "принимает" маневр неохотно, норовит ехать прямо, а при движении по дуге стремится соскользнуть в занос.

Итог - без блокировки заезд, не переходящий в скольжение, оказывается быстрее примерно на 4%.

А теперь "змейка" подлиннее. Расстояние между конусами увеличиваем до 15 м, разворот исключаем. "Трасса" получилась более плавная и скоростная. Мягкие повороты позволили поворачивать руль на меньший угол. Самый быстрый результат здесь, как и на короткой "змейке", достигается на грани скольжений. Скорость заметно возросла, а вот разница между "с блоком" и "без" снизилась почти в два раза - только 2%. Естественная закономерность - чем плавнее повороты, тем меньше влияние блокировки.

Танцы на льду на "Ниве" лучше всего исполнять с включенной блокировкой. В таком режиме она скользит более прогнозируемо. Вписывается передними колесами в поворот только при сбросе газа, хотя и менее охотно, чем при выключенной блокировке. Зато "подкрутить" заднюю ось в заносе удается только при заблокированном дифференциале. Вообще-то, самым быстрым будет завинтить машину перед входом в поворот, поставив ее боком - и уже так прописывать радиус. С выключенной блокировкой вызвать "подправляющий" занос, увы, практически невозможно. Впрочем, дороги общего пользования не полигон и с такими манерами соваться на них негоже.

При торможении юзом положение рычага блокировки безразлично - все равно все четыре колеса скользят. Если же тормозить "на грани", то на смешанном покрытии заблокированный дифференциал оказывает и вовсе медвежью услугу. Как только одно из колес попадает на более скользкий участок дороги, оно мгновенно срывается в юз. Другое, связанное с ним через межколесный дифференциал, пытается вращаться в два раза быстрее - блокировка-то включена и "лишний" момент не может уйти на другой мост. Из-за разнородного покрытия машину начинает разворачивать.

Резюме . Заблокированный дифференциал снижает скорость прохождения скользких поворотов вкатыванием. Скорость, при которой автомобиль начинает оскальзываться на дороге при включенной блокировке ниже. Вредность блокировки зависит от крутизны поворотов и коэффициента сцепления колес с дорогой. Чем круче повороты и более скользкое покрытие - тем раньше полноприводник с заблокированным дифференциалом потеряет управление. На практике это означает, что на льду ваш автомобиль вдруг откажется поворачивать - поедет прямо. Либо уже на дуге поворота при легком добавлении газа его развернет поперек дороги, а то и вовсе задом наперед.

Помочь в троганье и повысить эффективность разгона блокировка, увы, не в состоянии. Если, конечно, на дороге однородное покрытие, а не мозаика из островков льда, снега и чистого асфальта. К тому же блокировка при торможении может помочь потерять контроль над автомобилем.

А тем, кто любит погонять по льду замерзшего озера, дифференциал лучше заблокировать. Тогда машина ведет себя в скольжениях более понятно и однозначно.

Общий вывод : блокировка межосевого дифференциала повышает проходимость автомобиля и ухудшает управляемость на скользких дорогах.

Блокировка осей прежде всего необходима для преодоления автомобилем трудных участков дороги (грязь, уклоны), если не производить блокировку, как правило, одна из полуосей просто прокручивается, такова классическая конструкция дифференциальных механизмов для большинства трассовых автомобилей. В этом есть своя бесспорная практичность, разделение по частоте вращение полуосей значительно увеличивает ресурс эксплуатации шин и механизмов.
Блокировка как правило необходима для внедорожников, когда стоит вопрос о не экономии ресурса шин и механизмов, а необходимо проехать бездорожье. Как правило, дифференциал включается из салона, рычагом вручную или вспомогательными механизмами через нажатие управляющей кнопки или даже автоматически. Использовать блокировку дифференциала на трассе чревато поломкой его механизмов или полуосей, важно отключать его после преодоления плохих дорог.
В этой статье, мы подробно рассмотрим какие бывают дифференциалы, их конструктивные и эксплуатационные особенности.

Свободный дифференциал

Самый распространенный дифференциал, со своими плюсами и недостатками. Крутящий момент передается на сателлиты, а с них на зубчатые колеса полуосей. В равнозначных условиях режима работы полуосей крутящий момент делиться пополам и передается на одну и вторую полуось. Стоит убрать крутящий сопротивляющийся момент с любой из полуосей (подвешенное колесо) и весь крутящий момент начинает передаваться именно на эту полуось. Происходит следующее, крутящий момент от двигателя передается на зубчатое колесо (1), При вращении зубчатого колеса сателлиты (2) перемещаются, крутятся по зубчатым колесам полуосей. Если удерживать одну из полуосей, сателлиты начинают вращаться по зубьям одной зафиксированной полуоси, при этом вращая свободную полуось. Любое изменение крутящего момента одной полуоси относительно другой приводит к прокручиванию свободного колеса. В итоге проехать бездорожье становится очень проблематично

Но применение различных способов блокировки может исправить эту ситуацию

Антипробуксовочные системы на свободном дифференциале (Ручная блокировка свободного дифференциала)

1. Одна из полуосей (3), а вернее та которая проходит в ведущем зубчатом колесе, блокируется вместе с ним. При этом крутящий момент передается сразу же на эту полуось и через остановившиеся сателлиты на вторую полуось, происходит блокировка.
Возможен второй вариант, когда блокируются между собой полуоси (как на рисунке ниже).

Фактически такая блокировка является частным случаем фрикционного дифференциала, но имеет один существеный плюс. Блокировка может быть отключена.

Управление блокировкой как правило происходит посредством рычагов, ну а в дорогих машинах все делает электроника и приводы, достаточно лишь легкого нажатия на кнопку блокировки расположенной в удобном месте на панели автомобиля.
Не рекомендуется включать блокировку, во время движения. Необходимо остановиться включить блокировку и продолжить путь. Дело в том, что разсогласование передаточных чисел, мгновенно меняет частоту вращения полуосей, при этом возможны поломки зубьев.
Как правило производители указывают рекомендованную максимальную скорость движения при заблокированном дифференциале. Включение блокировки, отрицательно влияет на управляемость, особенно на поворотах.

2. Свойства свободного диффернециала можно успешно использовать на бездорожье и без полной блокировки. Так антипробуксовочные системы (TRC -Traction Control) устанавливается на автомобили Toyota) при пробуксовке одного из колес искусственно удерживает полуось за тормозной диск штатным тормозом. Что при этом происходит нетрудно представить. Ситуация для полуосей меняется противоположным образом, теперь увязшее колесо имеет намного меньший сопротивляющийся момент и оно как более свободное начинает вращаться.

Такой дифференциал надежен, ремонтропригоден, именно поэтому завоевал наибольшую популярность на автомобилях которым не требуется повышенная проходимость. Устанавливается навсе серийные автомобили ВАЗ и многие иномарки в том числе и бизнес класс например Porshe Caynne, но там есть возможность блокировки дифференциала для прохождения трудных участков дороги.

Многодисковый, фрикционный дифференциал

В принципе это конструкция самого распространенного обычного дифференциала, за исключением того, что крутящий момент связан для двух полуосей через муфту и два набора дисков. Фактически имея больший момент на одной полуоси мы передаем его на вторую, тем самым выравнивая нагрузку. Сила крутящего момент ограничивается проскальзыванием между дисками в наборе, это порядка от 2 до 12 килограмм.

Минусы очевидны, фактически такие дифференциалы предсобраны и всегда пытаются выровнять крутящие моменты на полуосях. Неизбежен износ поверхности дисков и в конечном итоге многодисковый дифференциал превращается в обычный. Как правило применяются в автоспорте, для разовых гонок и заездов, в следствии незначительного срока службы, невозможности отключения и невозможности регулировки после установки.

Дифференциал Вискомуфта, Вязкостная муфта, Viskodrive

Очень интересная конструкция, где если так можно сказать основной деталью является жидкость на силиконовой основе. Фактически это герметичная конструкция, также с пакетом дисков, которые имеют между собой минимальный зазор. Силиконовая жидкость заполняет корпус вискомуфты на 80-90 процентов.

Свойства технической жидкости таковы, что при нагреве она становиться более плотной, при этом начинает передавать крутящий момент, между ведомыми и ведущими дисками и соответственно к колесам. Эффективность вискомуфты довольно высока, но она имеет и свои недостатки. Все дело в том, что для ее срабатывания требуется время, пока жидкость не разогреется, так же возможен и другой вариант, срабатывание муфты, тогда когда этого не требуется. Отсутствие возможности четко управлять процессом передачи момента и является минусом.
Ремонтопригодность у муфты низкая, вернее она не ремонтопригодна. Как правило вытекает жидкость, при этом дифференциал подлежит замене в сборе.

Дифференциал Торсен

Название от английских слов TORQUE- крутящий момент и SENS- чувствительность. Это название говорит само за себя.
Сателлиты расположены в корпусе перпендикулярно оси, входят в зацепление попарно (прямозубые зубчатые колеса), а с полуосевыми зубчатыми колесами связаны через червячную передачу.

При падении крутящего момента на одной из полуосей, червячные передачи блокируют полуоси, тем самым начиная передавать крутящий момент на ось с меньшим сопротивляющимся крутящим моментом. Сила трения, возникающие в червячной передаче и производит блокировку дифференциала.
Конструкция очень сложная, технологичная, соответственно дорогая. Ремонт возможен только в специализированных мастерских и при применении оригинальных запчастей.

Дифференциал Квайф

Аналог предыдущей конструкции, система QUIFE. Здесь сателлиты расположены в два ряда параллельно (см фото). Причём они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обеих сторон отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов (их может быть от 3 до 5) входит в зацепление с правой шестерней полуоси, левый - с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой через один. Все зубчатые колёса имеют винтовые зубья, один и тот же модуль и угол профиля. Количество сателлитов и число зубьев шестерни полуоси должно быть связано условием собираемости агрегата в целом. Когда одно из колёс начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса дифференциала и поворачивать входящий с ней в зацепление сателлит. Он передаёт движение связанному с ним сателлиту, а тот в свою очередь, на полуосевую шестерню. Так обеспечиваются разные обороты колёс в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колёсах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу или крышкам и разделителю. За счёт этого возникают силы трения, осуществляющие блокировку, что увеличивает силу тяги автомобиля, повышая его проходимость. Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев шестерен. Изменяя на стадии проектирования угол наклона зубьев («угол спирали»), изменяют коэффициент блокировки в зависимости от характеристик автомобиля и условий его эксплуатации и применения. Такие дифференциалы получили наибольшее распространение в тюнинге автомобилей

В настоящее время получили распространение и активные дифференциалы. Фактически в таких дифференциалах происходит блокировка осей посредством систем управления. Вплоть до того, что принудительно меняется частота оборотов одной полуоси относительно другой в повороте.
То есть при прохождении поворота, колесо по большему радиусу ускоряется а по меньшему замедляется, что способствует лучшей управляемости автомобиля на дороге. Но в этом случае этим процессом управляет электроника. Подобная система применена на автомобиле Mitsubishi Lancer Evolution

Активные дифференциалы

Рассмотрим пример активного центрального дифференциала от Митсубиши (Active Control Differential). Это фактически многодисковое гидравлическое сцепление, мгновенно реагирующее на изменение частоты вращения передних и задних полуосей. Работа заключается в распределении крутящего момента между ними, обеспечивая баланс между управляемостью и тягой.
ACD предлагает три рабочих режима, которые водитель может задействовать в зависимости от условий движения: Tarmac (асфальт) - для сухих твердых покрытий, Gravel (гравий) - для неровных покрытий и Snow (снег) - для движения по скользким покрытиям с низким коэффициентом сцепления. (фото ниже)

Как правило в купе с центральным дифференциалом используется и дифференциал для полуосей (Active Yaw Control).Система AYC Высшего качества управляет вращательными силами транспортного средства в момент отклонения от курса, ощущая состояние дорожной поверхности, угол руля, боковое ускорение, и с помощью электроники управляя распределением мощности на левом и правом заднем колесах.
Входя в кривую, мощность перекидывается на внешние колеса, таким образом улучшается маневренность. Ускоряясь на следующей половине кривой, мощь возвращена на внутренние колеса и тем самым уменьшается занос автомобиля. Кроме того, мощность перемещается от колес, независимо от стороны, на скользких или грубых поверхностях на колесо (а), которые находятся на нескользкой поверхности. Это улучшает и стабильность и ускорение с места.
ACD & AYC установлены на Mitsubishi Lancer Evolution начиная с 8 поколения
Это самые совершенные системы, так как способны включаться и выключаться автоматически в нужное время.

Подведем итог. Будет ли автомобильная промышленность стремиться к передовым механизмам и конструкциям аналогичным Mitsubishi или нет? Вполне возможно, что ответ нет более реален. Все дело в том, что преодоление бездорожья, уклонов, вполне может быть решено и с помощью того же дифференциала Торсен или Квайф. В следствии этого отпадает необходимость в дополнительных излишних узлах усложняющих конструкцию и влияющих на надежность и возможность обслуживания автомобиля своими силами.
Здесь может преобладать практичность, а не незначительное улучшение, при значительных затратах, но выбор как всегда остается за вами.

Практически все, кто когда-либо интересовался ездой по бездорожью, обязательно слышали о такой вещи, как блокировки. Многие даже не представляют, как действует принцип работы этих самых блокировок, однако о их безусловной пользе в непролазной грязи слышали все. Давайте рассмотрим все применяющиеся в настоящее время блокировки межколёсных дифференциалов.

ABR AIR LOCKER

Эти блокировки относятся к принудительно включаемому типу блокировок, которые в нормальном состоянии являются классическим дифференциалом. Во время включения подобного дифференциала полуоси жёстко замыкаются между собой — по этой причине блокировки подобного типа называют очень часто "жёсткими" или "стопроцентными". В такой комплект входят сам дифференциал, оснащённый пневмомагистралями, механизмом блокирования и воздушным компенсатором, который необходим для того, чтобы создавать рабочее давление, которое и проводит блокировку в действие.

Совершенно ясно, что в системе присутствует неоспоримое достоинство: при мягкой работе обычного дифференциала на твёрдых поверхностях достигается абсолютная блокировка в необходимый момент.

Недостатками системы можно считать её большую стоимость, сложность монтажа, и необходимость умения её использовать. Если забыть включить блокировку на дороге с твёрдым покрытием, появятся все шансы поломать трансмиссию (особенно в том случае, если ARB используется на переднем мосту). Кроме того, жёсткие блокировки вообще предъявляют к транспорту требования более высокие — если устанавливать на лифтованные машины блокировки увеличенного размера, в определённых условиях могут быть порваны полуоси, карданные шарниры и прочие детали трансмиссии.

Помимо этого, система ABR является далеко не самой простой по конструкции системой. . В неё входит немалое число компонентов, что сказывается отрицательно на надёжности. К примеру, компрессор может выйти из строя, а если сломается генератор, то аккумулятор не протянет долго, и из этого следует, что работоспособным не будет мотор компрессора, вполне может оборваться электропривод или возникнуть случайное повреждение пневмомагистрали.

Бездифференцииальный мост

Если говорить честно, блокировка подобного типа вовсе даже не является блокировкой. Это скорее барабан, устанавливаемый на место коробки дифференциала, на который вставляются полуоси и монтируется ведомая шестерня, в результате этого, полуоси неразрывно сцеплены между собой, дифференциал отсутствует вовсе. Не стоит упоминать о том, что подобная система не может существовать в переднем мосту, по той причине, что управлять автомобилем было бы нереально, однако на ведущих задних мостах ATV данные механизмы применяются даже чаще, чем обычные межколёсные дифференциалы. Помимо этого, постоянно замкнутые применяются в триальных машинах и гоночных американских внедорожниках. Недостатки очевидны: слишком быстрое изнашивание резины на дорогах с твёрдым покрытием, высокие нагрузки на трансмиссию, недостаточно хорошая управляемость. Достоинствами можно считать простоту и надёжность.

Не исключено, что это самый известный тип блокировок. Он монтируется вместо заводского корпуса дифференциала (кроме GM 12.5), что позволяет увеличить общую прочность узла. Для того, чтобы подключить Detroit Locker, не нужно проводов, пневмомагистралей, включать рычаги или нажимать на кнопки — всё происходит полностью автоматически. Есть лишь минимальное количество внутренних деталей, что обусловливает высокую надёжность узла. Существует три версии Detroit Locker, которые исполняются в зависимости от типа моста, для которого он предназначен.

Detroit Soft Locker чаще всего применяется на современных мостах. Эта конструкция оснащена демпфирующими устройствами со стороны каждой полуосевой шестерни, поглощает часть шумов и рывков, неизбежно сопровождающих работу данного локера.

C-Locker - это модификация, которая предназначена для мостов с полуразгруженными полуосями, у которых они фиксируются с помощью С-образных стопорных шайб. Работает данная блокировка, издавая некоторые шумы и щелчки, так как в этой конструкции нет демпфирующих устройств. Во время использования данного механизма нужно с большой осторожностью относиться к установке больших колёс на лифтованные машины, а также к увеличению мощности и крутящего момента двигателя. В том случае, когда трансмиссия не рассчитана на подобные нагрузки, она просто выходит из строя, и поэтому... Свёрнутые шлицы полуосей считаются более чем нормальным явлением.

NoSpin является оборудованием, которое предназначено для тяжёлой техники, к примеру, для пикапов General Motors, которые укомплектованы мостами типа GM-14 bolt. В данной модификации тоже нет специальных демпферов.

Из-за того, что корпуса дифференциалов в подобных местах очень прочные, NoSpin может заменить только заводские шестерни внутри корпуса дифференциала.

Каждая из модификаций Detroit Locker собой представляет, можно сказать, кулачковую блокировку, которая весьма напоминает конструкцию, которая установлена на «ГАЗе-66». Отличается надёжностью в использовании, простотой и весьма непосредственными характеристиками на твёрдых покрытиях, что оказывает влияние на управляемость, особенно при применении на переднем мосту, что делает быстрее износ резины. Некоторый дискомфорт вызывают щелчки и металлические удары, которые слышны при работе Detroit Locker.

GOV-LOCK

Это включаемый автоматически дифференциал повышенного трения. Он был разработан специально для государственной и военной техники Соединённых Штатов.В виде опции предлагается практически для каждого пикапа и внедорожника GM. В нормальном состоянии имеет вид классически разомкнутого дифференциала. Как только скорость вращения одного колеса оси достигает определённой величины, центробежный замыкатель защёлкивает кулачковую муфту, зажимающую пакет фрикционов, причём, чем сильнее она это делает, тем тем быстрее крутится буксирующее колесо. Таким образом, получается, что GOV-LOCK оснащён прогрессивной характеристикой блокирования. Помимо этого, в данном устройстве имеется приспособление, отключающее автоматически блокировку, когда транспортное средство достигает необходимой скорости. Достоинств в такой блокировки достаточно много, но немало и недостатков: большое число маленьких деталей вызывает высокий шанс поломок, что нередко и происходит на практике. Кроме этого, GOV-LOCK далеко не всегда эффективно работает. Данная блокировка может серьёзно навредить, если автомобиль застрянет в мягком грунте, однако на управляемости автомобиля наличие её негативно никак не скажется.

Lock-Right Powertrax и EZ Tractech

Данные автоматические блокировки устанавливаются внутри заводских корпусов дифференциалов, что даёт удобство джиперам, которые желают сэкономит деньги на приобретении более дорогостоящих блокировок, которые требует выставление правильных зазоров в главных парах при их установке. Недостаток очевиден сразу — вся нагрузка при блокировании будет передаваться через единственную и совсем для этого не подходящую ось сателлитов. Помимо того, кулачковая конструкция издаёт посторонние шумы и звуки при работе.

Для того, чтобы установить блокировки в дифференциалы лифтованных машин, данный тип рекомендовать нельзя. Кроме того, при использовании кулачковых блокирующих устройств трансмиссия подвергается постоянным перегрузкам, что в итоге приводит к её быстрому изнашиванию, не говоря уже об снижении стабильности управляемости и быстром изнашивании шин.

Дифференциал повышенного трения (LSD)

Данные дифференциалы разделяются на два главных типа — с постоянной и с прогрессивной характеристикой. Первые отличаются простым набором функций, поджатыми пружинками, задают определённое усилие проворачивания одного колеса оси по отношению к другому, устанавливались они на таких автомобилях, как, например, старые Grand Cherokee. . На современные автомобили марки Джип устанавливается система Van-Lock, в которой роль пружины отводится героторному насосу, который в действие приводится при помощи шестерни полуоси. Также в современном автотранспорте широкое распространение получили дифференциалы с косозубыми шестернями сателлитов — при проворачивании появляется сила, которая прижимает их к корпусу дифференциала. Угол нарезки на сателлитах зубов задаёт характеристики блокирования.

Конечно чаще всего встречаются дифференциалы типа «дискового». Такая блокировка используется очень многими производителями внедорожников. Она отличается мягким срабатыванием, и практически не вредит трансмиссии. Тем не менее, LSD, которые установлены на серийные машины имеют слишком маленький коэффициент блокирования, поэтому он они недостаточно эффективны в тяжёлых условиях. Другим недостатком LSD считается его ограниченный ресурс.

Из всего вышеописанного можно сделать обоснованный вывод, что блокировки, помимо пользы, несут ещё и вред, и для любого конкретного случая необходимо делать самый подходящий дли него выбор.

Помимо этого, блокировками нужно иметь правильно пользоваться, чтобы не уродовать свою машину. Однако это — тема для другого разговора.

Практически все современные автомашины имеют блокировку дифференциала – механизм, многократно увеличивающий их проходимость по сложному рельефу, а также в непогоду. На старых авто такой механизм встречается редко – как правило, только на внедорожниках и грузовиках.

Какую функцию выполняет дифференциал

Колёса справа и слева вращаются неодинаково, и расстояние, которое проходит одно колесо, всегда отличается от расстояния, проходимого другим. Связано это с различными углами (в отношении полуоси), положения автомобильных колёс во время поворотов.

Колёса, находящиеся с внешней стороны во время поворота, едут дольше, нежели с колёса с внутренней стороны. Момент силы распределяется между колесами, благодаря дифференциалу. При полном «ступоре» одного из колёс, вся нагрузка, шедшая на него, перераспределяется между другими колёсами, которые крутятся независимо друг от друга. В этом случае, сообщаются друг с другом только полуоси, которые связывают ведущие колеса.

Устройство же привода таково, что, без проблем, на одной полуоси и трансмиссии прокручиваются два колеса. Если дорожное полотно ровное, то работа дифференциала незаметна. На пересечённой же местности, без блокировки дифференциала просто не обойтись, так как крутящий момент моментально чувствуется. При этом дифференциал, не имеющий блокировки, будет вращать одну из полуосей, имеющих наименьшее сопротивление. В общем, дифференциал представляет собой отдельный узел, который правильно распределяет момент силы на автомобильные колеса, передавая его через полуоси.

Отсутствие или поломка системы блокировки дифференциала, во время буксования, полностью обездвиживает автомобиль, из-за того, что небуксующее колесо на ведущей оси также не будет вращаться. В современных авто блокировка включается или в ручном режиме, или в автоматическом. При этом колёса машины, на которых включена такая система, будут всегда иметь равную скорость – это здорово упрощает езду.

Видео: Блокировки, как выбрать и установить на Уаз Патриот

В каком месте можно устанавливать блокировку дифференциала?

Лучше всего на задние колёса – так они будут получать тягу, равную тяге на передних колёсах. При этом, именно заднее ограничение не оказывает ощутимого влияния на простоту и удобство управления автомобилем.

Какой тип блокировки дифференциала выбрать?

Перед установкой блокировки дифференциала, необходимо определиться с тем, какой именно из её типов будет монтироваться на авто. Это может быть частичная или полная блокировка.

Полное блокирование может осуществляться как в автоматическом режиме, так и вручную. А использование частичного блокирования дифференциалов работает только на автомате.

ПОЛНОЕ БЛОКИРОВАНИЕ

Данный тип блокировки дифференциала не учитывает того, что полуоси и, соответственно, и колёса, вращаются с разной скоростью. В условиях бездорожья, такое положение приведёт к неизбежным пробуксовкам. Если же двигаться, в основном, приходится по асфальту, то покрышки будут быстрее изнашиваться, как и различные части трансмиссии. Для возможности самостоятельного включения и выключения блокировки дифференциала, требуется установка ручного привода.

РУЧНАЯ БЛОКИРОВКА

Использование ручной блокировки может прекратить перепад скоростей, с помощью нажатия одной лишь кнопки. Эта кнопка включает внешний источник, а тот входит во взаимодействие с замком, посредством сцепки.

Такая блокировочная система достаточно сложная и может иметь различные конструкции. Чтобы переключить некоторые из таких систем, требуется полная остановка машины. В качестве альтернативы, чаще всего применяют механизм, повышающий трение, либо систему, способную контролировать силу тяги.

Видео: Пневматическая принудительная блокировка

Если видео не показывает, обновите страницу или

Преимущества:

• При активации ограничения, ось работает в штатном режиме, что никак не отражается на комфортности езды;
• Водитель сам регулирует включение или отключение системы блокирования, что очень важно при передвижении по бездорожью.

Недостатки:

• При переключении режимов блокировки, нужно задействовать одну руку, а это делать небезопасно, при сложном маневрировании;
• Если забыть переключить вовремя ограничение дифференциала, то можно его вывести из строя;
• Высокая стоимость, связанная с монтажом системы, работающей автономно.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ БЛОКИРОВКА

Автоматическое блокирование включается в тот момент, когда водитель давит на педаль газа. Естественно, что, некоторое время, придётся привыкать к такому вождению, и именно из-за этого, некоторые водители предпочитают не ставить автомат.

Преимущества:

• Режим блокировки включается в работу тогда, когда это необходимо. Как итог, не приходится снимать одну руку с руля, чтобы что-то регулировать;
• Данный вид блокировки дифференциала проще в обращении, нежели ручной вариант.

Недостатки:

• Такое ограничение ощутимо во время езды: шины шумят во время выполнения поворотов, и управление становится более сложным;
• Во время сцепки шестерёнок, всегда слышен щелчок, а это многим автовладельцам не нравится.

ЧАСТИЧНОЕ БЛОКИРОВАНИЕ

При стабильной езде на автомобиле, безо всякого экстрима, можно ставить частичную блокировку дифференциала, поскольку она будет решать вопрос с пробуксовкой. Работает такая блокировка сама, ей не нужно управлять, при этом на трансмиссию приходится гораздо меньшая нагрузка, нежели при полном блокировании.

Частичная блокировка дифференциала может быть:

• На фрикционных дисках;
• На косозубых шестерёнках (самые известные бренды этого типа в нашей стране – «Quaife» и «Torsen»).

Какой варант блокировки дифференциала выбрать?

Конечно, определиться с выбором того или иного варианта блокировки непросто, но учитывать следует вот что:

• В условиях езды по хорошим дорогам, подойдёт вариант с дисковой муфтой или вискомуфтой;
• Демократичная цена, простота и высокая надёжность, благодаря червячному механизму шестерёнок, идеально подходит для бездорожья;
• Любителям экстремальной езды можно посоветовать ставить полную блокировку с принудительной функцией.

Процедура установки блокировки дифференциала

Сам процесс монтажа блокировки, выполняемый в автосервисах – недешёвое удовольствие, плюс стоимость устройства. Плюс куча дополнительных аксессуаров и деталей, которыми нужно заменить изношенные. Впрочем, неплохо сэкономить здесь несложно, если иметь всего лишь начальные навыки автомобильного механика.

Процесс монтажа блокировки дифференциала имеет следующие этапы:

1. Устанавливаем машину над смотровой ямой;
2. Фиксируем ее с помощью домкратов;
3. Демонтируем колёса;
4. Демонтируем барабаны;
5. Откручиваем и вытаскиваем полуоси, а затем и карданный вал;
6. Скручиваем и снимаем редукторы;
7. Монтируем механизм блокировки дифференциала, а затем – всё собираем обратно.

Видео: Установка блокировки дифференциала на ВАЗ (классика)

Если видео не показывает, обновите страницу или

Настройка привода включения блокировки

Первым делом, выполняют настройку рабочего хода. При этом, именно блокировка дифференциалов – это самый правильный вариант исправления «недостатка» этого механизма, так как именно он посылает крутящий момент на те колеса, на которые абсолютно требуется. Блокировка позволяет отключать равную раздачу момента вращения всем колесам, и даёт возможность колёсам автомобиля крутиться, с нужными им скоростями.

Если блокировку дифференциала отключить, то управлять автомобилем станет труднее, и все четыре колеса машины будут получать одинаковый вращательный момент. В итоге, никакое бездорожье, гололёд или провисание колёс, нам уже не страшны – автомобиль, в любом случае, выйдет на ровный участок.

Дифференциал - это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга.

Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Почему для этого нужен дифференциал? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу.

В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо.

Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой).

При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте.

Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами.

Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду).

В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса.

Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой.

Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста.

Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).

Однако, это уже тема другого раздела. В данном разделе нас интересует дифференциал и его свойства. Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт?

Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, отдаст весь полученный крутящий момент на это колесо. Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится передать крутящий момент туда, куда легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче отдать момент на мост с прокручивающимся на льду колесом, нежели чем на мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль.

В результате, весь крутящий момент от двигателя и коробки передач пойдёт на раскручивание единственного колеса, находящегося на льду. Остальные три колеса остановятся и не будут получать никакого крутящего момента от дифференциалов.

Итог: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое проскальзывает на льду — полноприводный автомобиль «застрял». Как же заставить дифференциалы передавать крутящий момент на колёса с более хорошим дорожным сцеплением? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже.

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.

Полная (100%-я) ручная блокировка.

При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. Такая блокировка как правило реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. На картинке изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой блокируются сателлиты.

Включать подобного рода блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле. Пользоваться ими надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники, такие как Toyota Land Cruiser, 4Runner (Hilux Surf), Mercedes G-Class и. т. п.

Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «проскальзыванием» (одной полуоси относительно другой).

Автоматическая блокировка с использованием
вискомуфты в качестве «Slip Limiter».

В этом случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой — к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать ощутимо больший момент и более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки. По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и отключению блокировки. Данная схема применяется для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор. (Схема на картинке) Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя. Данный тип блокировки межосевого дифференциала можно встретить на «паркетных» внедорожниках: Toyota Rav4, Lexus RX300 и. т. п.

Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.

Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте.

Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и. т. п.)

На картинках изображены (слева направо): кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit Locker и Detroit E-Z Locker (компания Tractech).

Самоблокирующиеся дифференциалы.

Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин (которые помечены на картинке справа красными точками). Именно поэтому, подобные дифференциалы часто именуют «friction based LSD». Когда дифференциал пытается перераспределить крутящий момент на одну из полуосей и начинает возникать разница в угловых скоростях полуосей и чашки, пластины под действием силы трения сдерживают возникновение этой разницы. Разумеется, когда величина крутящего момента превосходит силу трения пластин, всё вращение передаётся на более легко вращаемую полуось. Такие блокировки работают в сравнительно небольшом диапазоне отношения моментов.

Довольно часто фрикционные блоки подпружинивают. Такие дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Nissan Terrano, Kia Sportage и. т. п. Американская компания ASHA Corp. пошла дальше, снабдив пакет фрикционов LSD дифференциала устройством блокировки, состоящего из насоса с поршнем (Героторный дифференциал). При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки насос нагнетает масло (жидкость) на поршень и сдавливает фрикционный блок, тем самым блокируя дифференциал. Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.

Torque sensitive differentials.

Это одна из самых интересных, эффективных, технологичных и практически применяемых форм блокировки дифференциалов. Принцип работы основан на свойстве гипоидной пары «расклиниваться». В связи с этим, основные (или все) зацепления в таких дифференциалах гипоидные (червячные, или в простонародье — винтовые). Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных типа.

Первый тип производит компания Zexel Torsen. (T-1) Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте.

Как только дифференциал пытается отдать момент на одну из полуосей, то гипоидную пару этой полуоси начинает расклинивать и блокировать с чашкой дифференциала, что приводит к частичной блокировке дифференциала. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне отношений крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1, то есть является самой мощной в серии. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.

Автором второго типа является англичанин Rod Quaife. В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки (на второй картинке). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и. т. д.

А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства (на картинке справа). Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший диапазон работы блокировки, однако они более чувствительны к разнице передаваемого момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой.

Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71.
В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки происходит при 20-30% разнице в передаваемых на оси моментах. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.
Вышеописанные torque sensitive дифференциалы очень популярны в автоспорте. Более того, многие производители устанавливают такие дифференциалы на свои модели штатно, как в качестве межосевых, так и межколёсных дифференциалов. Например, Тойота устанавливает такие дифференциалы как на легковые автомобили (Supra, Celica, Rav4, Lexus IS300, RX300 и. т. д), так и на внедорожники (4Runner / Hilux Surf, Land-Cruiser, Mega-Cruiser, Lexus GX470) и автобусы (Coaster Mini-Bus). Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.

Управление работой дифференциалов при помощи электронных систем контроля тормозных усилий (Traction Control и т. п.)

В современном автомобилестроении применяется всё больше и больше электронных систем контроля за движением автомобиля. Уже редко можно встретить автомобили, не оснащенные системой ABS (не дающей колёсам заблокироваться при торможении). Более того, уже с конца 80-х годов прошлого века передовые производители стали комплектовать свои флагманские модели системами контроля тяги и сцепления колёс — Traction Control. Например, Тойота установила систему Traction Control на Lexus LS400 в 1989 (90) году. Принцип работы такой системы прост: универсальные (так же обслуживают ABS) датчики вращения, установленные на контролируемых колёсах, фиксируют начало пробуксовки одного колеса оси относительно другого и система автоматически притормаживает забуксовавшее колесо, тем самым увеличивая на него нагрузку и вынуждая дифференциал отдать момент на колесо с хорошим сцеплением. При сильной пробуксовке, система так же может ограничивать подачу топлива в цилиндры. Работа такой системы очень эффективна, особенно на заднеприводных автомобилях. Как правило, при желании такую систему можно принудительно деактивировать кнопкой на приборной панели. Со временем, электронная система контроля тормозных усилий совершенствовалась и к ней добавлялись всё новые функции, работающие наряду с ABS и TRAC. (например управление разностью разблокировки рулевых колёс для более успешного прохождения поворотов). У всех производителей эти функции назывались по разному, однако смысл при этом оставался одинаковым. И вот, данные системы стали устанавливаться на полноприводные автомобили и внедорожники, причем в некоторых случаях они являются единственным средством контроля тяги и перераспределения крутящего момента между осями и колёсами (Mercedes ML, BMW X5). В случае, если внедорожник оснащен более серьёзными средствами распределения крутящего момента (жесткими блокировками и/или самоблокирующимися дифференциалами), то электронная система контроля тормозных усилий очень удачно дополняет эти средства. Хороший пример тому — великолепная управляемость и проходимость последнего поколения Тойотовских внедорожников 4Runner (Hilux Surf), Prado, Lexus GX470. Являясь представителями одной платформы, они обладают межосевым дифференциалом Torsen T-3 с возможностью жесткой блокировки, а так же электронной системой контроля тормозных усилий и тяги со множеством функций, помогающих водителю управлять автомобилем.