"Дифференциал повышенного трения", или "дифференциал порвало"... Наверняка слышали или хоть раз читали подобные фразы. Но что же за загадочный зверь такой - дифференциал, и зачем его рвать? Предлагаю разобрать данный вопрос подробно. И поэтому, сначала чуть-чуть теории.
Для самого очевидного примера возьмите самую обычную модельку машины за 300 рублей. Только здесь важно, чтобы она была совсем простой - то есть, имела два колеса, жестко насаженные на одну ось. Ставим ее на стол и катим вперед. Ничего необычного, правда? Да, здесь вопросов нет. А теперь пытаемся совершить во время движения медленный, но крутой поворот, как будто заезжаем во двор. Конечно, так как передние колеса не поворачиваются, машинку поворачиваем силой руки, но это не принципиально. И во время такого нехитрого манёвра внимательно наблюдаем за колесами. Вам не показалось странным, что внутренние к центру поворота колёса крутятся практически на месте? Вот. А вот на большом автомобиле вы такого эффекта не встретите (дрифт-кары и прочие вариации обычных авто не берем). Почему? Потому что у настоящей машины между ведущими колесами установлен дифференциал.
Если без занудных определений, то дифференциал - это устройство, обеспечивающее ведущей паре колес различную скорость вращения в один момент времени.
Не нужно быть инженером, чтобы взяв ту же игрушечную машинку или просто листок бумаги с ручкой, понять, что в процессе поворота внутренние колеса проходят меньший путь, чем внешние. И если бы не было дифференциала, то комплект резины едва ли отхаживал бы один сезон при вполне обычном режиме эксплуатации: так как одинаковую скорость вращения все колеса имеют только при строго прямолинейном движении. Которого, согласитесь, у нас от силы процентов 5-10, даже если бОльшую часть времени вы проводите на трассах. Ведь малейшее отклонение руля от нулевого положения - это, по сути, поворот. Маленький, незаметный, но поворот. И если пара колес без привода (например, передние - если у вас BMW) друг с другом никак не связана, то ведущие колеса постоянно приводятся в движение двигателем, и "расцепить" их друг от друга никак нельзя. Вот дифференциал как раз и обеспечивает передачу крутящего момента на пару колес при разности в скорости их вращения.
Если говорить о техническом устройстве, то для полного понимания процесса работы лучше, конечно, покрутить эту штуку в руках самому. :) Ну или хотя бы посмотреть это видео, где на примере дифференциала радиоуправляемой модели подробно показан принцип его работы. Кстати, "модельный" узел от такового на настоящем авто, принципиально абсолютно ничем не отличается.
Итак, зачем нужна эта штука мы выяснили - чтобы колеса ведущей оси не пробуксовывали на месте при поворотах. Это, конечно же, благо. Но при этом мы упустили один весьма "скользкий" нюанс этого девайса... Я уверен, вы не раз видели (да и сами сталкивались, если являетесь автовладельцем) как банально буксует автомобиль на льду или в грязи. При этом, одно колесо ведущей оси у него стоит без движения, а вот второе шлифует "на все деньги" - и при этом машина беспомощно стоит на месте. Да-да, виновник такого явления - всё тот же дифференциал. Потому что ввиду своей конструкции, классический дифференциал всегда распределяет крутящий момент поровну. Причём - это принципиально важно! - момент на втором колесе всегда будет равен моменту на колесе, имеющем меньшее сцепление с поверхностью. Таковы законы физики и механики. :) То есть, если одно колесо ведущей оси будет стоять на сухом асфальте, а второе на мокром льду, то, как ни увеличивай газ, колесо на льду будет вращаться, а то, что на асфальте - стоять на месте как вкопанное. Как и вся машина. Такой дифференциал называется свободным - и он всегда будет крутить то, что ему проще. Такой вот лентяй.
Чтобы минимизировать этот неприятный момент, придумали дифференциал повышенного трения. Он имеет уже более сложное устройство, и способен "помогать" крутиться колесу с большим сцеплением - то есть тому, которое неподвижно при пробуксовке. Когда разность скоростей (или моментов на них - тут зависит от конструкции) вращения ведущих колес одной оси превышает определенную величину, то часть момента вращения перекидывается на неподвижное колесо - и уже оно пытается сдвинуть автомобиль с места. Вариаций и технических вариантов исполнения такого узла есть великое множество. Вплоть до сложных, напичканных электроникой и хитрыми исполнительными механизмами "автоматов", которые умеют изменять распределение крутящего момента в зависимости от скорости, угла поворота, уровня нажатия педали газа и т.д.
Еще более радикальным способом является блокировка дифференциала. Представить его работу проще всего: берёте в руки нашу игрушечную машинку и крутите за одно колесо "ведущей" оси. Второе колесо будет крутиться абсолютно синхронно. В этом - суть работы заблокированного дифференциала: осуществлять жесткую связь между колесами ведущей оси. Но вспоминаем то, о чем говорили вначале: ездить так постоянно нельзя, так как резина быстро придет в негодность, да и нагрузки на трансмиссию возрастут кратно. Кстати, еще и склонность к заносу возрастет на порядок. Именно поэтому заблокированные дифференциалы применяются в субкультуре всем известного дрифтинга (для эффективных заносов), либо на суровых внедорожниках - там, где нужно повысить проходимость, пусть и в ущерб ресурсу деталей. Но нужно помнить, что при определенном старании, шестерни-сателлиты внутри корпуса не выдерживают и ломают зубья. Кстати, кому интересно узнать о системах полного привода подробнее - я уже освещал эту тему чуть ранее.
Внимательный читатель может заметить что я, распинаясь про межколесный дифференциал, ни слова не сказал про дифференциал межосевой. То есть, тот, который стоит не между колесами, а между передней и задней осью. И распределяет крутящий момент не между правым и левым, а между парой передних и задних колес. Каюсь, не сказал. Но только лишь затем, чтобы не запутать начинающего автолюбителя обилием видов сабжа. Ведь по сути своей, межосевой дифференциал мало чем отличается от межколесного: и свободные бывают, и повышенного трения, и с возможностью полной блокировки. Кстати, если вы поймете принцип работы обычного свободного "диффа", то вы легко смоделируете в голове вполне реальную ситуацию, когда машина пусть и с полным приводом, но со всеми тремя свободными дифференциалами (2 межколесных + 1 межосевой) может запросто обездвижиться всего при одном-единственном буксующем в грязи колесе из четырех. Ага, правильно: потому что крутящий момент в системе со свободными дифференциалами будет "брать пример" с того колеса, которое имеет самый маленькое сцепление.
Итак, сегодня мы выяснили, что же такое дифференциал, зачем он нужен, и немного разобрались в основных его принципиальных видов. Надеюсь, теперь этот вопрос уже не будет вызывать бурю непонятных эмоций, а позволит вам вполне аргументированно объяснить собеседнику, что, где и почём. ;)
Надеюсь, кому-то было полезно!
Всем поменьше пробуксовок и крепких сателлитов!
P.S.: Друзья, буду очень рад лайкам и подписке! Вам не сложно, а мне поможет развивать это дело для вас.