Обычный дифференциал присутствует в любом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, за исключением картов, в то время как блокировка дифференциала свидетельствует о том, что модель имеет повышенные возможности для езды по бездорожью.
Что такое блокировка дифференциала
Блокировка дифференциала — это устройство, позволяющее устранить или смягчить основной недостаток свободного дифференциала. Он входит в состав трансмиссии и обеспечивает возможность колесам ведущей оси (или осям при полном приводе) вращаться с разной скоростью на неровностях или в повороты, когда колеса движутся по разным траекториям. Без дифференциала в таких условиях колесо одного борта пробуксовывало бы, что негативно отразилось на управляемости автомобиля и привело к преждевременному износу шин.
Главный недостаток свободного дифференциала заключается в том, что при пробуксовке одного из ведущих колес (или обоих на общей оси у автомобилей с полным приводом) он направляет основное усилие (крутящий момент) от двигателя именно на пробуксовывающее колесо. В результате автомобиль теряет способность двигаться или недостаточно активно ускоряется на выходе из поворота, когда из-за крена ведущее колесо одного борта разгружается и начинает проскальзывать.
Включение блокировки дифференциала создает жесткую связь между ведущими колесами или осями, что позволяет эффективно передавать усилие от двигателя. Это может оказаться полезным при:
- Преодолении сложного участка на бездорожье.
- На скользкой дороге при возникновении пробуксовки.
- При активном стиле вождения на извилистой трассе.
Для чего нужна блокировка дифференциала
Для блокировки дифференциала необходимо выполнить одно из двух действий:
- Соединить корпус дифференциала с одним из приводных валов трансмиссии.
- Ограничить вращение сателлитов, являющихся компонентами дифференциала.
Виды блокировок дифференциала
Степень блокировки
Дифференциалы различаются по степени блокировки на две группы:
- Полная блокировка дифференциала, позволяющая передавать всё усилие от двигателя на колесо, сохраняющее сцепление с дорогой. Такие блокировки могут включаться как вручную, так и автоматически.
- Частичная блокировка дифференциала, обеспечивающая движение автомобиля до тех пор, пока разница в сцеплении колес с поверхностью не превысит установленный предел. Они включаются только автоматически.
Степень блокировки определяется соответствующим коэффициентом, который отражает отношение усилия на колесе, имеющем контакт с поверхностью, к усилию на буксующем колесе. Для симметричного свободного дифференциала коэффициент блокировки равен единице, то есть крутящий момент на колесах одной оси делится поровну. Усилие возникает только при наличии объекта приложения; если его нет, усилия также нет. Если одно из колес буксует или вывешено, крутящий момент на нем стремится к нулю, что значительно снижает или обнуляет усилие на втором колесе. Блокировка нарушает эту симметрию. Чем выше коэффициент блокировки, тем большее усилие передается на колесо, сохраняющее сцепление с дорогой, что улучшает способность автомобиля справляться с пробуксовкой.
Способы реализации блокировки дифференциала
Блокировка дифференциала осуществляется двумя основными способами:
- С помощью специализированных устройств разных типов. Такие дифференциалы могут использоваться как межколесные, например, на моноприводных «заряженных» хэтчбеках (VW Golf GTI), так и межосевые на настоящих внедорожниках (Mercedes-Benz Gelandewagen).
- В форме функции противобуксовочной системы (ПБС) автомобиля. Датчики тормозов автоматически активируют тормоза на проскальзывающем колесе, что позволяет перенаправить усилие на колесо с лучшим сцеплением. В этом случае обычно говорят об электронной имитации блокировки межколесного дифференциала. Эффективность этой функции во многом зависит от совершенства программного обеспечения блока управления ПБС и состояния тормозной системы. Такая ПБС внедрена в многих современных автомобилях повышенной проходимости, включая моноприводные кроссоверы, такие как Peugeot 5008.
Виды специализированных устройств блокировки дифференциала
Существует множество специализированных устройств для блокировки дифференциалов. Они делятся на две группы по способу активации:
- Дифференциалы с принудительной блокировкой, которую активирует водитель. Они оснащены приводом (вакуумным, гидравлическим, механическим, пневматическим, электрическим или электромагнитным) для исполнительного механизма, обычно представляющим собой кулачковую муфту. Она обеспечивает жесткое соединение корпуса дифференциала с одним из приводных валов трансмиссии, что приводит к полной блокировке. Такие дифференциалы встречаются на настоящих внедорожниках, например, Jeep Wrangler Rubicon.
- Самоблокирующиеся дифференциалы или дифференциалы с повышенным трением (LSD). Они срабатывают автоматически и обеспечивают лишь частичную блокировку. Коэффициент блокировки обычно не превышает 5, что означает, что на колесе с лучшим сцеплением может быть реализован крутящий момент, в пять раз превышающий момент на буксующем колесе. В особенно тяжелых условиях этого может быть недостаточно. LSD широко используются как в обычных легковых автомобилях, так и в кроссоверах и внедорожниках.
По принципу действия и конструкции LSD подразделяются на две группы:
- Устройства, которые срабатывают от разницы скоростей вращения приводных валов трансмиссии. Для уравнивания этих скоростей используются пакеты сжимаемых фрикционных дисков, одна часть которых соединена с корпусом дифференциала, а другая — с приводным валом. В зависимости от конструкции, такие LSD могут различаться быстродействием. Наименее быстрыми являются вискомуфты, которые могут работать как самостоятельно, так и для блокировки шестерней обычного дифференциала. Самыми быстрыми считаются устройства с электрическим актуатором для сжатия дисков, как, например, у второго поколения Range Rover Evoque.
- Устройства, которые срабатывают от разницы моментов на ведущих колесах, что происходит во время пробуксовки. Блокировка осуществляется с помощью комплекта червячных (косозубых) шестерен, которые способны вращать другие шестерни дифференциала, но не могут вращаться сами под их воздействием. Самыми известными представителями таких LSD являются дифференциалы семейств Torsen и Quaife. Основное их достоинство — быстродействие.
Как включить блокировку дифференциала
На автомобилях с самоблокирующимся дифференциалом его блокировка при пробуксовке происходит автоматически. Принудительная блокировка активируется водителем с помощью рычага или кнопки, расположенных обычно на напольной консоли между передними сиденьями. Точное местоположение этих органов управления трансмиссией можно найти в руководстве пользователя. Для предотвращения рывков в трансмиссии и ее повреждений рекомендуется включать принудительную блокировку только после полной остановки автомобиля.
Недостатки систем блокировки дифференциала
Разными типами блокировок дифференциала следует уметь правильно пользоваться. В противном случае такие устройства могут оказаться бесполезными и даже привести к повреждениям, что вызовет дорогостоящий ремонт.
Разными типами блокировок дифференциала следует уметь правильно пользоваться. В противном случае такие устройства могут оказаться бесполезными и даже привести к повреждениям, что вызовет дорогостоящий ремонт. В компании redBTR представлены блокировки дифференциалов (самоблокировки), которые помогут улучшить характеристики вашего автомобиля.
