Тестируем блокировки дифференциалов для «УАЗов» — Журнал «4х4 Club»

Тестируем блокировки дифференциалов для «УАЗов» — Журнал «4х4 Club»

И немедленно появляется проблема выбора. Чтобы решить ее, мы провели небольшой тест совместно со специалистами Ульяновского авторемонтного завода. Целью теста было просто понять, какая блокировка как работает и для каких режимов эксплуатации подходит лучше.

Для испытаний мы взяли четыре блокировки: винтовую системы Torsen (о ней мы уже не раз писали в нашем журнале), не менее известную кулачковую нижегородского производства, ставшую, пожалуй, самой популярной среди «уазоводов», принудительную «Спрут» с пневмоприводом и новомодный ДАК (дифференциал автоматический Красикова), о котором последнее время ходила масса слухов, но в глаза почти никто не видел. Тем более интересно было все это подержать в руках и посмотреть, как оно работает.

Стенд, на котором мы проверяли работу блокировок, выполнен следующим образом. Задний мост от «УАЗа» смонтирован на верстаке, его редуктор крутит большой электромотор. Вместо колес на барабаны одеты шкивы, каждый из которых с помощью ременной тяги соединен со своим электромотором. Включаем главный мотор – начинают вращаться шкивы-колеса. Подаем электричество на мотор, управляющий шкивом, – имитируем торможение одного колеса. Обычный дифференциал без блокировки начинает в таком случае крутить второе, свободное колесо в два раза быстрее. Что будет, если в мост установить блокировку?

КУЛАЧКОВАЯ ИЛЛЮЗИЯ
Первой мы решили испытать кулачковую блокировку. Которая на самом деле вовсе не блокировка, а дифференциал повышенного трения. Что и подтвердили испытания: при торможении одного колеса второе продолжало крутиться, а колесо, которое мы затормаживали, почти сразу полностью остановилось. Измерения показали, что усилие на нем возросло на 3.06 кг•м. Что это означает на практике? Если вывесить машину на диагональ или провалиться одним колесом в скользкую лужу (или снег, лед), автомобиль будет беспомощно буксовать – колесом, которое на скользкой поверхности или вывешено. Второе колесо, имеющее хорошее зацепление, будет в лучшем случае подергиваться. Поможет такая «блокировка» только в том случае, если разница в зацеплении небольшая и машина имеет некоторый запас хода – вы и не узнаете, что могли застрять там, где проехали, если бы в мостах вашего «УАЗа» стояли обычные дифференциалы.

ВИНТОВАЯ НАДЕЖДА
Винтовые дифференциалы повышенного трения известны давно. Производят их для «УАЗа» разные производители. Я сам такими пользовался целый спортивный сезон. Тем интереснее было сравнить с кулачковой блокировкой. Результат получился практически одинаковым: момент на тормозящем колесе точно такой же – 3.06 кг•м. Выводы – те же самые. Кстати, полностью подтверждаются моей практикой. Если газануть заранее перед препятствием, то поджатый винтами дифференциал действительно помогает по сравнению с обычным. Если ты уже вывесился, то дифференциал гудит, колесо буксует, машина дергается, но не едет.

ВКЛЮЧИЛ? НЕ ЗАБУДЬ ВЫКЛЮЧИТЬ!
Принудительные блокировки на «УАЗ» появились несколько лет назад. Павел Греков из компании «Экстрим-Авто» порекомендовал мне их на триальный джип, оснащенный мостами от «УАЗа». Особенности их заключались в том, что в комплект входила самодельная полуось с дополнительными шлицами, а установку невозможно осуществить в гаражных условиях: требовались сварка и настройка механизма включения-выключения. Кроме того, до последнего времени на мосты типа «спайсер», которыми оснащаются выпускаемые ныне автомобили «УАЗ», такие блокировки не производились.

Теперь появилась новая принудительная блокировка, лишенная этих недостатков. Называется «Спрут» и выпускается Ульяновским авторемзаводом. Выполнена аналогично широко известной ARB и работает точно так же. Будучи установленной на стенд, в выключенном состоянии функционировала как обычный дифференциал. Тормозим одно колесо – второе продолжает вращение. Включаем компрессор, затем блокировку. Раздается шипение пневмопривода, и ремень на шкиве, тормозящем одно колесо, начинает буксовать – обе полуоси вращаются с одинаковой скоростью. Опять нажимаем кнопочку, теперь чтобы выключить блокировку. Одно колесо не вращается, второе крутится. Опять обычный дифференциал.
Чудес не бывает. Жесткая принудительная блокировка – это жесткая принудительная блокировка. Надо тебе – включил. Не надо – выключил.

ГЛАМУР В ЗАКОНЕ

Дифференциал автоматический Красикова – самый модный и самый обсуждаемый в сети девайс. Что это? Блокировка или все же дифференциал повышенного трения? Как он устроен и как работает? Вопросов было больше, чем ответов. Вначале нам его даже давать не хотели – сказали, что вы, дескать, о нем напишете плохо, а нам его продавать. После долгих уговоров дифференциал все же нам привезли. Разобрав устройство, мы увидели конструкцию, во многом напоминающую винтовой Torsen. Однако подробное изучение показало, что хотя устройство в целом винтовое, но работает иначе, чем все, что мы пробовали до этого. Установили на стенд. Тормозим одно колесо. Ремень проскальзывает, оба колеса крутятся. Как будто мы включили жесткую блокировку. Может, дифференциал просто не работает? Снимаем со стенда, вставляем в устройство две полуоси. Одну зажимаем в тиски, вторую крутим. Тяжело, рывками, но проворачивается. Возникает мысль: а что будет с машиной в повороте? Берем устройство и устанавливаем в «уазик». Сначала заезжаем одной стороной на эстакаду. Машина продолжает уверенно ехать с вывешенным колесом, и оба ведущих колеса при этом вращаются с одинаковой скоростью, как при включенной жесткой блокировке. Тогда делаем по-другому. Цепляем тросом машину к столбу. Пытаемся тронуться с места. «Уазик» честно буксует двумя колесами, из-под которых идет дым. Колеса при этом вращаются синхронно. Тогда отцепляем машину и начинаем накручивать пятаки по заводскому цеху, внимательно наблюдая за колесами одной оси. Разворот происходит без пробуксовки! И это – на передней оси автомобиля. На задней, кстати, тоже. Если резко не газовать.

Читайте также:  Тюнинг Лада Ларгус кросс - все новшества и варианты доработки своими руками с фото

Что такое дифференциал и зачем он нужен

Дифференциал — механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, называемыми полуосями. Непонятно? Попробуем разобраться.

Не путать с дифференциальными уравнениями: в нашем случае дифференциал — это важнейший элемент полноприводного автомобиля. В силу того что при прохождении поворота каждое из колес движется по собственной траектории, внешнее колесо проходит более длинную дугу, чем внутреннее. Таким образом, при вращении ведущих колес с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, что негативно сказывается на управляемости, а также приводит к существенному износу шин. Для предотвращения этих негативных явлений и служит дифференциал. Момент от двигателя передается карданным валом через коническую зубчатую передачу на корпус дифференциала. Тот, в свою очередь, через независимые друг от друга шестерни (сателлиты) вращает полуоси. Таким образом, каждая из полуосей вращается с разной угловой скоростью, а каждое колесо свободно перемещается по своей траектории без проскальзывания. При этом суммарная скорость вращения остается постоянной. Помимо этого, дифференциал позволяет неразрывно передавать крутящий момент от двигателя на ведущие колеса, а в сочетании с главной передачей служит дополнительной понижающей передачей.

В трансмиссии автомобилей концерна VW для блокировки дифференциала используется муфта Haldex. Она представляет собой многодисковую муфту, работающую в масля- ной ванне. Пакет фрикционов сжимается рабочим поршнем гидравлической системы

Все бы хорошо, но тут появляется другая проблема — как только одно из ведущих колес попадает на скользкую поверхность или вывешивается в воздухе, весь момент по принципу наименьшего сопротивления отправляется к нему. Если все четыре ведущих колеса вдруг попадут на лед, то автомобиль через какое-то время остановится, и будет буксовать на месте. Чтобы этого не происходило, инженеры были вынуждены искать конструктивные решения для блокировки дифференциала.

Жестко или мягко?

Первые опыты широкого использования полного привода (в основном на армейских внедорожниках и вездеходах) привели к появлению системы жесткого механического блокирования дифференциала. Для этого автомобиль необходимо было остановить и с помощью специального механизма заблокировать шестерни дифференциала. В данном случае речь идет о повышении проходимости на бездорожье, где скорость передвижения низкая и вероятность повредить привод — минимальная. Как только автомобиль выбирался на нормальную дорогу, необходимо было отключить блокировку, иначе существенно возрастает нагрузка на полуоси и механизм блокировки, а также увеличивается износ всех элементов конструкции. Поэтому нужно было придумать, как автоматизировать этот процесс и сделать его более простым и адекватным для рядового автолюбителя.

Вискомуфта

Развитие химической промышленности, и, как следствие, появление дилатантных жидкостей, изменяющих свою вязкость, послужило основой для создания вискомуфты. Пионерами ее применения в конце 60-х годов прошлого века стали британские инженеры Тони Ролт и Дерек Гарднер. Конструкция вискомуфты проста, как все гениальное. Она состоит из набора близко расположенных друг к другу фрикционов, одна половина которых соединяется с валом межосевого дифференциала, а вторая наружными выступами — с цилиндрическим корпусом. При обычном движении скорость вращения передних и задних колес одинакова, поэтому перемешивание жидкости в муфте слабое, и она обладает хорошей текучестью. Но как только колеса одной из осей забуксовали, шестеренки межосевого дифференциала начинают раскручиваться, и связанные с ним фрикционы вискомуфты начинают быстро перемешивать силиконовую жидкость. Она твердеет, сжимая оба пакета фрикционов. В результате межосевой дифференциал частично или полностью блокируется.

Запатентовав свое изобретение, Тони Ролт создал собственную фирму, которая наладила выпуск вискомуфт для различных автомобильных фирм по обе стороны Атлантики. Первым массовым авто с полноприводной трансмиссией и межосевым дифференциалом с вискомуфтой стал AMC Eagle, который выпускался компанией American Motors c 1979 по 1988 год. В различных версиях эта модель разошлась тиражом около 200 тысяч экземпляров. Позже с активным развитием полноприводных трансмиссий вискомуфты нашли широкое применение в автомобилестроении. Но, как у любого другого устройства, у вискомуфты есть и свои недостатки — инерционность срабатывания, громоздкость и ограниченность по величине передаваемого момента.

Торсен и Халдекс

Вернемся вновь на полстолетия назад в далекий 1958-й год, когда американский инженер Вернон Глизман разработал и запатентовал механический самоблокирующийся дифференциал Dual-Drive Differential, который позже получил привычную сегодня торговую марку Torsen. Основная идея фактически зашифрована в названии, происходящем от сокращения двух английских слов, torque sensing, чувствительный к крутящему моменту. Механический самоблокирующийся дифференциал Torsen представляет собой оригинальное сочетание червячных пар и зубчатых колес. Блокировка у этого устройства происходит не от разности скоростей вращения валов, как в вискомуфте и других дифференциалах повышенного трения, а при изменении баланса крутящих моментов на валах. Как только момент на одном из валов увеличивается, червячные пары «заклинивают» зубчатые колеса, блокируя нужную шестерню дифференциала.

Читайте также:  Замена масла в МКПП в Шевроле Авео т250, т300

Вторая конструкция, получившая сегодня широкое распространение, — электронно-управляемая фрикционная муфта, разработанная шведской фирмой Haldex. Она представляет собой многодисковое сцепление, работающее в масле. Как только появляется незначительная разница в скоростях вращения двух валов, с помощью гидравлики диски сцепления замыкаются. Электронный блок управления следит за многочисленными данными от датчиков, и, как только пробуксовка прекращается, давление в системе падает, и диски разжимаются. Среди главных достоинств муфты Haldex — практически мгновенное срабатывание, а также возможность менять характеристики с помощью перенастройки блока управления.

Что такое дифференциал и в чем его секрет?

Дифференциал – интересное механическое устройство, известное человечеству с давних времен. Несколько лет назад ученые считали, что первый механизм, работающий по типу дифференциала, был использован в антикитерском механизме – удивительной находке, поднятой со дна моря, и оказавшейся самым настоящим древним калькулятором для астрономических вычислений. Так что сама идея дифференциала не нова, однако настоящее признание она получила только с появлением первых автомобилей.

  1. Что такое дифференциал и для чего он нужен?
  2. Устройство и принцип работы
  3. Преимущества и недостатки
  4. Виды дифференциалов
  5. Заключение

Что такое дифференциал и для чего он нужен?

Дифференциал в транспортном средстве – это механизм, отвечающий за распределение момента вращения и угловых скоростей от главной передачи на колёса (или на оси, если говорить про межосевой дифференциал). Зачем это нужно? Затем, чтобы дать возможность транспорту нормально поворачивать, не нарушая равномерного сцепления с дорогой каждого колеса.

Если попробовать развернуть на ходу любую повозку с жесткой осью, выяснится, что колесо, находящееся внутри радиуса поворота, пробуксовывает. Одновременно с этим другое колесо, которое находится на наружной дуге и должно двигаться быстрей, теряет сцепление с поверхностью. Другими словами, поворачивать вот так, с двумя колесами, насаженными на одну ось, очень сложно. Можно только посочувствовать лошадям, вынужденным таскать неповоротливые телеги…

Однако автомобиль – давно уже не телега, в том числе и потому, что во время поворота срабатывает дифференциал, который распределяет скорость вращения так, чтобы замедлить колесо внутри дуги поворота и ускорить второе, которое движется по внешней дуге. Всё это происходит без вмешательства водителя, только за счет механического распределения момента вращения.

Размещение дифференциала зависит от того, какой тип привода использован в автомобиле.

  1. В переднеприводных автомобилях установлен передний дифференциал, который находится внутри коробки передач.
  2. В заднеприводных моделях установлен в заднем мосту на ведущей оси.
  3. В полноприводных автомобилях с постоянным полным приводом ставится межосевой дифференциал в раздаточной коробке (он распределяет усилия между передней и задней осью) и межколесные на каждую ось.
  4. А вот подключаемый полный привод не требует межосевого распределителя, в таких автомобилях устанавливается межколесный дифференциал на каждую из осей.

Почему только на ведущую ось (внедорожников это тоже касается, у них обе оси ведущие)? Просто потому, что дифференциал предназначен для того, чтобы распределять момент вращения, идущий от двигателя, а значит, на ведущей оси.

Устройство и принцип работы

С технической точки зрения дифференциал устроен достаточно просто, но при этом он способен выдерживать огромные нагрузки. Что внутри этого узла и как он работает?

Устройство типового дифференциала

По своему типу это планетарный редуктор со всеми необходимыми элементами.

  1. Шестерня главной передачи – подает вращение от КПП на дифференциал.
  2. Ведомая шестерня связана и с главной передачей, и с шестернями-сателлитами.
  3. Сателлиты – закреплены в «чашке» ведомой шестерни, так что вращаются вместе с ней.
  4. Шестерни полуосей – соединены с сателлитами и не контактируют с остальными элементами дифференциала.

Детально показано на видео-ролике, ниже.

  1. От КПП выходит вал главной передачи, от которого вращение передается на ведомую шестерню.
  2. Ведомая шестерня и скрепленная с ней «чашка» (водило) принимают крутящий момент.
  3. Вращаясь, ведомая шестерня и чашка приводят в движение шестерни-сателлиты.
  4. Сателлиты, в свою очередь, передают вращение на полуоси.
  5. При равной нагрузке на полуоси (когда автомобиль движется по прямой дороге с равномерным покрытием) сателлиты не вращаются. Работает только ведомая шестерня, в чашке которой закреплены сателлиты, и они описывают обороты вместе с ней, при этом не совершая вращения вокруг своей оси. Таким образом, момент вращения распределяется на полуоси поровну, 50:50.
  6. Когда автомобиль поворачивает и одно из колес должно замедлить, а второе – ускорить движение, сателлиты приходят в движение. За счет конической зубчатой передачи они, вращаясь, замедляют одну полуось и ускоряют вторую. Другими словами, перераспределяют момент вращения в нужной пропорции, вплоть до 0:100 без потери усилия.
  7. При пробуксовке одного колеса включается механизм блокировки, без которого на то колесо, которое вращается быстрее, ушел бы весь момент вращения. Без блокировки автомобиль останавливается при попадании хотя бы одного колеса на скользкую поверхность.
Читайте также:  Инструкция, как расчитать короб для сабвуфера

Преимущества и недостатки

Основное преимущество дифференциала – это то, что он дал возможность выполнять повороты. Скорость движения каждого колеса на ведущей оси подстраивается под дорожную ситуацию совершенно автоматически, без участия водителя, так что безопасность и маневренность транспортного средства выросли в десятки раз после внедрения этого механизма. Сегодня дифференциал той или иной конструкции используется во всех видах автомобильного транспорта.

Еще одно преимущество – довольно высокая надежность узла. Планетарная передача выдерживает большие нагрузки, а особенности некоторых типов дифференциала еще дополнительно повышают его мощность и стойкость к износу

Основным недостатком можно назвать необходимость использовать механизм блокировки, чтобы автомобиль мог двигаться и по льду, и по сложным дорогам. Ручная, автоматическая или электронная – любой тип блокировки должен применяться обязательно, а это означает, что появляется дополнительный механизм, который может выйти из строя.

И, конечно, нельзя забывать о контроле за техническим состоянием узла. Это еще один узел, в котором нужно менять масло, хоть и не часто, и отслеживать износ деталей. И, кстати, о необходимости этой процедуры многие автовладельцы забывают.

Виды дифференциалов

За годы эволюции это устройство менялось и совершенствовалось. Так что теперь в автомобилестроении используют различные виды дифференциалов, в зависимости от того, на какие нагрузки рассчитан автомобиль, для каких дорожных условий предназначен, какую цель ставили перед собой конструкторы.

    По особенностям конструкции различают конический, цилиндрический и червячный типы. Название зависит от того, какой тип передачи используется для вращения полуосей. В настоящее время самый распространенный вид – конический.

Виды блокировки дифференциала. Система блокировки разрабатывалась для внедорожников, для которых пробуксовка любого колеса означает полную остановку автомобиля. На видео, ниже, подробно рассказано о системах блокировки.

Существует три основных типа блокировки.

  1. Ручная блокировка дифференциала – это система, при которой водитель самостоятельно включает и выключает блокировку по своему усмотрению. Возле водительского места находится рычаг или кнопка управления блокировкой, с помощью которых принудительно останавливается вращение сателлитов вокруг свой оси. Фактически, дифференциал начинает работать так же, как при движении по прямой, распределяя усилие на обе полуоси поровну. При этом ухудшается управляемость, ведь повороты с заблокированным дифференциалом выполнить крайне сложно.
  2. Автоматическая блокировка или самоблокировка – система, которая облегчает управление автомобилем, снимая с водителя необходимость самостоятельно блокировать дифференциал. Самоблокирующийся тип называют еще дифференциалом повышенного трения.
  3. Электронная блокировка – это, по сути, имитация работы дифференциала, используемая в антипробуксовочных электронных системах. При необходимости забуксовавшее колесо принудительно замедляется тормозом, после чего дифференциал перераспределяет усилие, давая больше нагрузки на вторую полуось, которая имеет лучшее сцепление с дорогой.

Самоблокирующийся делятся на два основных типа.

  1. Тип Torque – блокировка, срабатывающая от разницы крутящего момента на полуосях. При пробуксовке срабатывают гасители скорости, подтормаживающие ту полуось, скорость вращения которой выше.
  2. Тип Speed Sensitive – блокировка с помощью вискомуфты, которая срабатывает, если одна из полуосей движется быстрее другой.

На сегодняшний день существует несколько видов дифференциалов, используемых в современных автомобилях.

  1. Квайф (Quaife) – самая простая конструкция, главной особенностью которой является использование нескольких пар сателлитов, сцепляющихся между собой попарно. Благодаря возникающим силам трения механизм автоматически подстраивается под дорожные условия, правильно распределяя момент вращения при поворотах и пробуксовке.
  2. Вискомуфта – устройство блокировки, основанное на применении жидкости с переменной вязкостью. Чем выше скорость ее перемешивания (соотношение скоростей вращения левой и правой полуосей), тем выше вязкость жидкости, вплоть до полной блокировки контактных дисковых блоков. Вискомуфта устанавливается на кроссоверы и легковые автомобили, то есть она не рассчитана на условия жесткого бездорожья.

Вискомуфта
Дисковая блокировка – конструкция с дополнительными коническими шестернями, муфтами и дисками. При разнице в скорости вращения полуосей разъединяются стыки между шестернями и система блокируется, после чего скорости вращения полуосей выравниваются.

Дисковая блокировка

  • Полная блокировка (кулачковая) – это тип с ручной блокировкой из салона автомобиля. Несмотря на некоторые неудобства его продолжают использовать во внедорожниках и есть много поклонников именно этого типа блокировки.
  • Торсен (Torsen) – агрегат комбинированного, коническо-червячного типа. Это один из самых мощных и надежных типов механизма, используемый для условий жесткого бездорожья. Принцип его работы подробно описан на видео, ниже.
  • Заключение

    Сегодня дифференциал используется на всех без исключения автомобилях, что говорит о его незаменимости. Многие автовладельцы и не задумываются о том, что там у них под днищем автомобиля, а обо всех нюансах и тонкостях этого узла знают только поклонники автоспорта и сурового бездорожья. Но от того, насколько качественно выполняет свою работу этот узел, зависит уверенность в маневрах и безопасность на дороге.

    Ссылка на основную публикацию
    Тест присадок в масло от журнала За Рулем показатели и выводы
    Присадки в двигатель самая хорошая по многочисленным отзывам водителей Автомобильная присадка представляет собой специальное вещество, напоминающее смазку. Она добавляется в...
    Температура горения бензина когда происходит вспышка и кипение топлива
    Температура кипения, горения и вспышки бензина АвтоЖидкость Любой, кто решит отыскать информацию о температуре кипения, горения или вспышки бензина обнаружит...
    Температура горения дров таблицы сравнительных характеристик
    Как правильно топить дровами 9 способов продлить горение дров, увеличить теплоотдачу и экономить дро Одно и то же количество дров...
    Тест свечей зажигания за рулем; Лада мастер
    Надо ли менять свечи при переходе на газ Переходя с бензина на газ, надо ли заодно менять свечи? Газ (пропан-бутан)...
    Adblock detector