Наша сеть партнеров Banwar
Блокування на Ниву
Взято з сайту Нива-Клубу www.niva.msk.ru
Що таке диференціал
Диференціал - це пристрій, що розподіляє потік потужності від двигуна до інших елементів трансмісії. В автомобілі з приводом на одну вісь використовується тільки один диференціал, міжколісний, в повноприводному їх цілих три - два міжколісних і міжосьовий.
Розглянемо для прикладу класичний диференціал (на відміну від заблокованих, його називають "відкритим" або "вільним"). Він встановлюється в картері головної передачі і отримує крутний момент від її веденої шестерні. У коробці диференціала розташовані конічні шестерні-сателіти. Вони входять в зачеплення з шестернями, закріпленими на півосях, а ті, в свою чергу, обертають ведучі колеса. При русі по рівній і прямій дорозі кутові швидкості коліс однакові, і сателіти не обертається навколо своєї осі. Під час повороту або руху по нерівностях, коли колеса правого і лівого борту проходять різний шлях, сателіти починають обертатися і перерозподіляти крутний момент.
Головна передача заднього моста ВАЗ-2101: 1 - фланець карданного валу; 2 - сальник; 3 - маслоотражательних кільце; 4 - передній підшипник провідної шестерні; 5 - задній підшипник провідної шестерні; 6 - регулювальне кільце; 7 - опорне кільце шестерні піввісь; 8 - шестерня піввісь; 9 - сателіт; 10 - палець сателітів; 11 - ведена шестерня головної передачі; 12 - коробка диференціала; 13 - болт кріплення стопора регулювальної гайки; 14 - стопор регулювальної гайки; 15 - підшипник коробки диференціала; 16 - регулювальна гайка веденої шестерні; 17 - болт кріплення веденої шестерні до фланця коробки диференціала; 18 - провідна шестерня головної передачі; 19 - картер редуктора головної передачі; 20 - розпірна втулка; 21 - шайба; 22 - гайка провідної шестерні заднього моста.
Існує проста формула, що відображає зв'язок між частотами обертання коробки диференціала і піввісь шестерень. Якщо через а1 і а2 позначити частоти обертання напівосьових шестерень, а через а - частоту обертання коробки диференціала, то: а = (а1 + а2) / 2. Формула показує, що якщо одне з коліс автомобіля нерухомо, то інше колесо обертається з подвоєною частотою. Якщо одне з двох ведучих коліс потрапляє на слизьку поверхню дороги (мокрий асфальт, масляні плями, лід), опір його обертанню різко падає, зменшується і зчеплення з дорогою, а значить, колесо не в змозі мати необхідну силу тяги. Таке колесо почне швидше обертатися і пробуксовувати. До іншого ведучого колеса, що має достатнє зчеплення з дорогою, буде підводитися такий же крутний момент, як і до буксує. Маючи можливість утворити велику силу тяги, друге колесо не зможе цього зробити тому, що диференціал передасть йому тільки половину крутного моменту від головної передачі. Якщо опір руху автомобіля перевищить силу тяги у небуксующій колеса, то машина не зможе рухатися. Частота обертання буксує колеса різко зросте, а друге колесо зупиниться. Виникне буксування автомобіля. Спроба водія підвищити силу тяги на колесах за рахунок збільшення подачі палива призведе тільки до збільшення частоти обертання одного з коліс. У такій ситуації виявляється істотний недолік звичайного диференціала, що знижує прохідність автомобіля як на слизьких дорогах, так і на грунтах, що роблять великий опір коченню коліс (пeсок, сніг, бездоріжжя).
примусове блокування
На автомобілях, призначених для руху по бездоріжжю, доводиться встановлювати диференціали спеціальних конструкцій. Блокування Часто застосовують диференціали з примусовим блокуванням. У них водій за допомогою спеціального приводу (найчастіше пневматичного) зупиняє на час обертання сателітів, і колeca автомобіля починають обертатися з однаковою швидкістю. Слід врахувати, що автомобіль із заблокованим диференціалом на звивистій дорозі витрачає більше палива і у нього відбувається інтенсивний знос шин. Як тільки взаємний поворот коліс на загальній осі із заблокованим диференціалом буде більше, ніж це допускає пружна деформація шин, станеться буксування коліс, триваюче до тих пір, поки будь-яке колесо на нерівності не відірветься від дороги. Це говорить про те, що водій не повинен забувати вимикати блокування диференціала після подолання важкої ділянки. У ряді конструкцій передбачена його автоматичне розблокування або обмеження можливості включення блокування по швидкості.
(Для Ниви не випускається, якщо Ви змогли виготовити самі пишіть )
самоблокувалися диференціали
Для спрощення процесу управління застосовуються так звані диференціали, що самоблокуються. В даний час, в основному, використовують чотири види блокувань: дискова (фрикційна, підвищеного тертя, LSD), вязкостная (віськомуфти) і гвинтова (черв'ячна). У найсучасніших розробках використовуються електронні системи контролю прослизання коліс, засновані на застосуванні датчиків обертання і використанні штатних гальм (як правило, ці системи поєднуються з антиблокувальними і протибуксувальну).
дискова блокування
Існують дві найбільш характерні конструкції диференціалів з фрикційними муфтами. У першому застосовують одну, в другому - дві муфти. У першому випадку фрикційна дискова муфта 1 введена між однією з піввісь і коробкою диференціала. Бронзові диски встановлені в шліцах гільзи 2, пов'язаної з коробкою диференціала, сталеві диски сидять на шліцах півосі 3. Диски притискаються один до одного пружинами 4. Коли обидва колеса випробовують однаковий опір, весь диференціал обертається як одне ціле і тертя в муфті 1 відсутній.
Друга конструкція представляє з себе диференціал підвищеного тертя з подвійними фрикційними муфтами, що набув широкого поширення на американських автомобілях. У цій конструкції хрестовина замінена двома окремими, пересічними під прямим кутом осями 5 сателітів 6. Осі 5 мають можливість переміщатися одна відносно іншої як в осьовому, так і в кутовому напрямку, для чого їх кінці мають скоси відповідно А і Б, якими вони спираються на коробку 9 диференціала. Крім того, в диференціал введені проміжні чашки 7, так само як і напівосьові шестерні, надіті на шліци півосей. При невращающихся сателітах зусилля до полуосям передається як і в простому диференціалі. При обертанні сателітів останні будуть зсувати кінцеві скоси осей 5 так, що зусилля на фрикційну муфту 8, передане через чашку 7, буде збільшуватися для відстаючої піввісь і зменшуватися для осі, що обертається швидше. При цьому величина пригальмовує моменту не буде постійною, як в диференціалі з однією дисковою муфтою, а буде пропорційна моменту, що передається колесами.
Для нормальної роботи такого диференціала потрібно використання спеціального трансмісійного масла для LSD або відповідних присадок до звичайного масла. Крім того, з часом виникає необхідність регулювання через зношування дисків.
(Для Ниви випускається, але останнім часом складно знайти, якщо тільки на батьківщині машини).
вязкостная блокування
Принцип її дії такий же, як у дискової. Гідравлічна муфта складається з великого числа дисків з липкими робочими поверхнями. Завдяки властивостям особливої в'язкої рідини на силіконовій основі тверднути при нагріванні диски передають крутний момент в залежності від різниці частот обертання вхідних і вихідних валів. Нагрівання відбувається, коли одна піввісь починає обертатися швидше іншого. Характерною особливістю конструкції є те, що в разі тривалого буксування коліс блокуюча муфта з в'язкою рідиною працює спочатку м'яко, а потім відбувається значне зростання ефективності блокування. У затверділому силіконі диски отримують жорстке зачеплення і піввісь блокуються. Віскомуфти не вимагають обслуговування і вважаються вельми надійними, однак для їх тривалої роботи необхідно збереження повної герметичності пристрою.
(Це так для підвищення ерудиції :-))
гвинтові блокування
Принцип її дії такий: в звичайному режимі гвинти (або черв'яки, як їх називають через характерну форму) вільно обкатуються навколо центральної шестерні. У разі зміни моменту гвинти прослизають в крайнє положення і фіксуються в ексцентричних пазах. Коли момент вирівнюється, гвинти повертаються в початкове положення. Момент спрацьовування гвинтових блокувань визначається профілем гвинтів. Такі диференціали мало схильні до зносу (термін служби зіставимо з терміном коробки або класичного диференціала), а масло використовується звичайне трансмісійне.
(Випускається, купити можна)
кулачкова блокування
Таке блокування спрацьовує при виникненні різниці в швидкостях обертання коліс. Розглянемо приклад реалізації диференціала від компанії Tractech. У корпусі диференціала між парами корончастих шестерень встановлені поворотні кулачки. У звичайних умовах вони не беруть участі в роботі, але, як тільки одне їх коліс починає пробуксовувати (т. Е. Обертатися значно швидше іншого), кулачки повертаються і пари шестерень входять в зачеплення, забезпечуючи тим самим повне блокування. Блокування вимикається, коли колесо, що буксує припинить прослизання. Цей тип диференціалів також досить довговічний і не вимагає спеціальних масел.
(Випускається, купити можна)
особливості управління
Керування автомобілем, обладнаним самоблокирующимся міжколісним диференціалом має деякі особливості. Зокрема, автомобіль в повороті на слизькому покритті може володіти надмірної поворачиваемостью, при занадто інтенсивному розгоні на змішаному покритті можливий відведення в сторону від передбачуваної траєкторії і т. Д. Особливо це стосується розробок, пропонованих в якості додаткового обладнання третіми фірмами. Однак грамотне використання властивостей таких диференціалів дозволяє впевнено переміщатися в складних дорожніх умовах, і істотно підвищує прохідність поза дорогами.
Міжосьовий диференціал і його блокування
При відсутності міжосьового розділення потужності (міжосьового диференціала або відключає механізму) необхідно відключити передній міст, щоб стало можливо обертання передніх і задніх коліс з різними кутовими швидкостями. За умовами руху потрібно, щоб колеса як переднього і заднього мостів, так і колеса одного моста могли обертатися з різною частотою і проходити різні шляхи. Особливо характерно це для поворотів: передні колеса при повороті проходять більшу відстань, ніж задні. На зміну шляху коліс впливають різні фактори: ковзання шин, їх кути відведення, тиск повітря, навантаження на колеса, кінематика підвіски. При цьому очевидно, що співвідношення між шляхами, прохідними колесами переднього і заднього мостів, також змінюється під час руху. Ця обставина виключає можливість застосування різних передавальних чисел в головних передачах мостів для компенсації різниці прохідних шляхів.
Колеса різних осей автомобіля, кінематично жорстко пов'язані одне з іншим, мають при обертанні однакові кутові швидкості. На твердій поверхні дороги при русі автомобіля з приводом на всі колеса (при відсутності міжосьового диференціала) можуть виникнути умови, при яких колеса різних осей будуть намагатися рухатися з різними лінійними швидкостями, а жорстка механічна зв'язок між ними стане перешкодою до досягнення цього. При прямолінійному русі описане явище може бути викликано, наприклад, різницею радіусів кочення пов'язаних між собою коліс. Кочення коліс в цьому випадку має супроводжуватися відносним переміщенням точок майданчика контакту шини по поверхні дороги (з ковзанням або буксуванням). Подібне ж можливо і при однакових радіусах кочення, але при русі по дорозі з нерівною поверхнею або на повороті. Що виникає в цих умовах ковзання або 6yксовaніе шин супроводжується збільшеним їх зносом, зносом механізмів трансмісії і непродуктивною витратою енергії двигуна на рух автомобіля. Для того щоб колеса котилися без шкідливих супроводжуючих явищ в трансмісії, крім диференціалів міжколісних встановлюють диференціали міжосьові.
Однак, в умовах позашляхового руху автомобіль може втратити рухливості в той момент, коли колеса одного з мостів втратять зчеплення з дорогою і почнуть буксувати. У такій ситуації диференціал звичайного типу буде не в змозі передати необхідну для руху величину крутного моменту заднім колесам, що спирається на твердий грунт. Для уникнення цього на позашляховиках встановлюють міжосьові диференціали з примусовим блокуванням. Прикладом подібного конструктивного рішення може служити "Нива" ВА3-2121, оснащена роздавальної коробкою з примусово міжосьовим диференціалом.
Блокуванням користується водій автомобіля для подолання труднопроходимого ділянки дороги. При поверненні на шосе міжосьовий диференціал необхідно розблокувати. У сучасних конструкціях, крім механічного, застосовуються і інші приводи (пневматичний, гідравлічний, електричний), при цьому сам процес включення зводиться до простого натискання кнопки на панелі.
Наступним кроком стала поява самоблокирующихся міжосьових диференціалів. Принципи їх роботи схожі з міжколесними, але умови і завдання дещо інші. Так, при поворотах машини забігає відносно корпусу диференціала завжди буде вал, що передає момент на керовану вісь, що визначається кінематикою повороту машини з колісною формулою 4х4. Виходячи з цього, при забіганні приводного вала керованого моста коефіцієнт блокування бажано мати невисоким, а при забіганні (буксовании) некерованого моста - дещо більшим. Такий диференціал називають самоблокирующимся з несиметричними блокуючими властивостями.
оригінал статті
Взято з сайту Нива-Клубу www.niva.msk.ru .