Блокировка дифференциала – это не только про внедорожники. "Мягкие" самоблоки в свое время ставили даже на такие "баржи", как Ford Scorpio, а сейчас многие современные модели имеют электронную имитацию межколесных блокировок. Значит, в этом есть смысл?
Зачем это нужно
Почему в автомобилях применяются дифференциалы? Они нужны, потому что в поворотах колеса катятся с разной скоростью и проходят разное расстояние. Без этих узлов, обеспечивающих разницу вращения валов, имели бы место постоянные повышенные нагрузки на трансмиссию, да и шины изнашивались бы ударными темпами.
На ровных дорогах, тем более с хорошими сцепными качествами покрытия, проблем не возникает. Но если одно из ведущих колес попало, скажем, на лед или разгрузилось при диагональном вывешивании, оно забуксует, а второе колесо, имеющее хорошее сцепление с дорогой, вращаться не будет – из-за свободного дифференциала крутящий момент на нем будет равен нулю. Эта проблема актуальна не только для монопривода – беспомощным в подобных условиях будет и полный, если в трансмиссии нет блокировок.
Блокировка дифференциала позволяет передать крутящий момент на оба вала, даже если один из них вращается свободно, не встречая сопротивления. На внедорожниках и полноприводных кроссоверах, как правило, имеется блокировка межосевого дифференциала (принудительная или автоматическая), что значительно повышает их проходимость, но не спасает от диагонального вывешивания – с этим призваны бороться межколесные блокировки. Задняя в качестве стандартного или опционного оборудования встречается на многих моделях, а вот передняя – редкость.
На легковых моделях полный привод используется не столько ради повышения проходимости, сколько для лучшей устойчивости и реализации всех возможностей мощного двигателя на скользких покрытиях. Соответственно блокировки нужны и здесь, но уже для других целей – передачи крутящего момента на все колеса. Не менее важна такая возможность и на мощном моноприводе: без блокировки избыточная тяга просто уйдет в пробуксовку одного из колес, тогда как второе будет пассивно катиться по асфальту. Передний привод с блокировкой можно "заправлять" в поворот под тягой, а задний – отправлять в силовое скольжение.
Не только плюсы
Если все так чудесно, почему блокировку ставят далеко не на все модели? Во-первых, это дополнительный механизм, который усложняет конструкцию, а также увеличивает себестоимость автомобиля, притом что при обычной эксплуатации рядовой автомобилист не получит от него весомых преимуществ.
Во-вторых, блокировка имеет свои нюансы по части эксплуатации и процесса управления автомобилем. Особенно принудительная жесткая, которую можно использовать только на скользких покрытиях или слабонесущем грунте. Если оставлять ее включенной на асфальте, получим повышенную нагрузку и ускоренный износ шин. Включать такую блокировку некоторые производители рекомендуют только при полной остановке, хотя, скажем, на внедорожниках Toyota и Mitsubishi это допускается делать и на ходу.
Более мягкие самоблоки таких проблем не преподносят, но при неумелом обращении или агрессивной езде можно сломать привод или ШРУС. Например, это может произойти, если с хорошим "газом" попасть со снежно-ледового покрытия на асфальт.
Что касается вождения, то многое, конечно, зависит от степени "жесткости" блокировки: если она высокая у центрального или переднего дифференциала, то автомобиль будет демонстрировать недостаточную поворачиваемость, а при жесткой задней блокировке будет достаточно "нервным". Передний привод с блокировкой очень требователен к точности управляющих действий рулем и "газом". И так далее.
Вообще, если говорим про автоспорт, то тип и настойка блокировок – выбор инженеров и пилотов. А если речь про массовый автопром, то этим занимаются конструкторы, настраивая работу узлов таким образом, чтобы получить все требуемые от автомобиля качества, но минимизировать побочные эффекты. Особенно это касается "заряженных" легковых моделей с самоблоками, где от работы блокировки довольно сильно зависит и курсовая устойчивость, и управляемость.
Какие бывают
По степени воздействия механические блокировки бывают полными и частичными, по способу управления – принудительными и автоматическими (самоблоки). При этом по конструкции их можно разделить на следующие виды.
Кулачковые муфты используются в дифференциалах с полной принудительной блокировкой, изначально с ручным механическим управлением, но по мере развития технологий был внедрен гидравлический, пневматический и электрический привод. Как правило, именно они обычно применяются в межосевых дифференциалах внедорожников. Простой и надежный механизм, который, правда, допускает только два варианта работы дифференциала: полностью свободный и полностью заблокированный.
Автоматические самоблоки (дифференциалы повышенного трения) могут иметь определенный диапазон по жесткости срабатывания в зависимости от конструкции и настройки. Они "включаются" и "выключаются" без команды со стороны водителя – режим работы зависит от разности вращения валов. При одинаковой скорости дифференциал остается свободным, но если один вал начинает вращаться заметно быстрее, блокировка срабатывает. За счет чего?
Червячные блокировки используют следующий принцип: при разном вращении валов, а следовательно, и шестерен "червяки" сдвигаются и упираются в корпус дифференциала, обеспечивая за счет трения вращение обоих валов. Такие механизмы применяются и в межколесных дифференциалах, и в межосевых, а наибольшее распространение получил механизм Torsen, который плавно и очень быстро перераспределяет тягу. В тюнинге и автоспорте также хорошо известны блокировки Quaife, которые используют похожий принцип, но со своими особенностями.
В дисковых блокировках применяются фрикционные диски. Благодаря им при разном вращении валов крутящий момент на вторую ось передается за счет сил трения. Преднатяг регулируется пружинами, а в более сложных электронно-управляемых системах может применяться гидропривод, позволяющий выбирать степень блокировки в ручном или автоматическом режиме, что хорошо подходит для межосевого дифференциала.
Вискомуфта (вязкостная муфта) же работает несколько иначе. В ней тоже имеется набор фрикционных пакетов, но они находятся в специальной силиконовой жидкости, которая в обычном состоянии свободно проходит через отверстия этих дисков. При разности скорости вращения валов между фрикционами происходит трение, температура возрастает – и вязкость жидкости увеличивается, за счет чего все пакеты начинают вращаться с одинаковой скоростью.
Некоторые производители использовали вискомуфту именно для передачи тяги на вторую ось (например, старые модели Volkswagen Synchro), но также этот узел может использоваться именно в качестве блокировки дифференциала (например, Subaru с механическими КПП). В силу не очень высокой скорости срабатывания, а также склонности к перегреву эта схема сейчас практически не используется, разве что в качестве заднего самоблока.
Имитируй это!
Если блокировка межосевого дифференциала в полноприводных моделях все еще довольно активно применяется (или же используется электронно-управляемая многодисковая муфта с возможностью блокировки), то межколесные блокировки на массовых моделях практически ушли в историю, а их заменила электронная имитация.
Принцип ее работы тот же, что и у дедовского метода сдвинуть с места застрявший заднеприводный автомобиль. Если приподнять рычаг ручника, начнут подтормаживаться задние колеса, в том числе и то, которое проскальзывает из-за слабого сцепления с дорогой. Колесо получает сопротивление, на нем появляется крутящий момент – тягу получает и второе колесо, имеющее сцепление с дорогой.
Вот и электроника действует по тому же принципу: гидроблок ABS выборочно подтормаживает проскальзывающие колеса – тяга появляется на остальных. По сути, речь идет лишь об одном из режимов работы ESP. И если софт прописан грамотно, электронная блокировка дифференциала действительно работает и на управляемость, и на реализацию крутящего момента, и на проходимость.
Если завод не позаботился
Что делать, если блокировка нужна (для покорения бездорожья, освоения дрифта, просто для усовершенствования автомобиля и своих навыков), а ее нет на вашем автомобиле? Один из хороших вариантов – найти и установить заводскую блокировку, если она ставилась на эту или родственную модель. Но это может быть невозможно, или же вас может не устроить тип, степень "жесткости" блокировки или ее стоимость.
"Заварка" (сателлитов) дифференциала – решение из разряда "дешево и сердито". Сойдет для дрифта, но для большинства автомобильных соревнований это решение подходит не лучшим образом, поскольку негативно сказывается на управляемости автомобиля, а для повседневной эксплуатации не годится тем более (помним про повышенную нагрузку на трансмиссию и шины).
Что тогда остается? Искать и приспосабливать блокировки от сторонних производителей или от моделей других марок. Решение тут зависит еще и от целей. Например, для обычной эксплуатации сгодится "мягкий" самоблок, например, вязкостная муфта или Torsen. Для спорта обычно применяют дисковые или все те же червячные блокировки. При этом, если нет решений для вашей машины, возможно, придется "колхозить" альтернативный конструктив, что, конечно, потенциально снижает надежность техники.
Здесь стоит посоветовать обращаться к уже распространенным и неоднократно проверенным другими пользователями решениям, а еще неплохо бы прежде устроить тест-драйв на такой технике, чтобы представлять, что даст блокировка и какие нюансы в управлении подкинет.
Хотя заводские трансмиссии, та же Quattro, обладают завидной надежностью и долговечностью, заметим, что ресурс блокировки, особенно автоматической, все же отнюдь не бесконечен, особенно при активном использовании "по назначению". Например, вискомуфта может потребовать переборки и замены жидкости, в механическом самоблоке со временем изнашиваются детали, работающие на трение (фрикционные диски или "червяки").
Если механизм – от известного производителя (британский Quaife, российский Торгмаш), найти запчасти или заменить его будет относительно легко. Если что-то редкое и экзотичное, снова придется что-то придумывать. Но если лично вы видите эффект от блокировки и точно представляете, что она вам дает, то оно того наверняка будет стоить.
