Заваренный дифференциал на повседневной машине: боль или ты король?

В технической документации полноценных внедорожников, некоторых кроссоверов и полноприводных городских автомобилей имеется фраза «блокировка дифференциала». Разберемся, что это такое, какое его назначение в машине, как он работает, а также как подобрать новый взамен вышедшего из строя.

Что такое дифференциал машины

Дифференциал в автомобиле это элемент трансмиссии. Он обеспечивает независимое вращение ведущих колес, но при этом передает на каждое из них одинаковый крутящий момент.

Данный элемент особенно важен для стабильности автомобиля на виражах. Из физики нам известно, что при повороте колесо, находящееся на внутренней части полукруга проходит меньший путь, чем колесо, которое находится на внешней стороне круга. В случае с ведомыми колесами это вообще не ощущается.

Что же касается ведущих колес, то если бы в трансмиссии не было дифференциала, на виражах любой автомобиль значительно терял бы в стабильности. Проблема в том, что внешнее и внутреннее колеса на повороте должны вращаться с разной скоростью, чтобы сохранялось сцепление с дорожным покрытием. В противном случае одно из колес либо скользило бы, либо пробуксовывало.

image

Дифференциал устанавливается на ведущую ось. В случае с автомобилями с полным приводом (класс SUV или 4х4) этот механизм имеется на всех осях.

В некоторых автомобилях выполняется заварка дифференциала специально для того, чтобы автомобиль дрифтовал. Примером тому служат поноприводные раллийные машины, имеющие заваренный дифференциал. Однако для обычной городской езды лучше использовать заводской или, как его еще называют, открытый дифференциал.

История создания и назначение дифференциала

Конструкция дифференциала появилась практически одновременно с началом производства транспортных средств, оснащенных двигателем внутреннего сгорания. Разница была лишь в пару лет.

Первые машины были настолько нестабильными на поворотах, что инженерам пришлось ломать голову над тем, как бы передать одинаковую тягу на ведущие колеса, но при этом сделать так, чтобы они могли вращаться с разными скоростями на виражах.

Хотя нельзя сказать, что сам механизм был разработан после появления автомобилей с ДВС. Дело в том, что для решения управляемости первых авто была позаимствована разработка, которая до того применялась на паровых повозках.

image

Сам механизм был разработан инженером из Франции – Онесифором Пеккёром в 1825-м году. Работу над проскальзывающим колесом в машине продолжил Фердинанд Порше. При сотрудничестве его компании вместе с ZF AG (Friedrichshafen) был разработан кулачковый дифференциал (1935 год).

Массовое применение LSD-дифференциалов началось, начиная с 1956 года. Технологией пользовались все автопроизводители, так как она открывала новые возможности для четырехколесного транспорта.

Устройство дифференциала

За основу дифференциала был взят редуктор с планетарной передачей. Простой редуктор состоит из двух шестерен, которые имеют разное количество зубьев одинакового размера (для постоянного зацепления).

Когда вращается большая шестеренка, меньшая выполняет больше оборотов вокруг своей оси. Планетарная модификация обеспечивает не только передачу крутящего момента на приводную ось, но и преобразует его так, чтобы скорости ведущего и ведомого валов были разными. Помимо обычно шестеренчатой передачи в планетарных редукторах применяется несколько дополнительных элементов, которые взаимодействуют с тремя основными.

Дифференциал использует весь потенциал редукторов планетарного типа. Благодаря тому, что такой механизм имеет две степени свободы и позволяют менять передаточное число, такие механизмы оказались эффективными для обеспечения стабильности ведущих колес, вращающихся с разной скоростью.

В устройство дифференциала входят:

  • Корпус или чашка дифференциала. В нем закреплена вся планетарная передача и шестерни;
  • Шестерни полуосей (чаще всего используется солнечный тип). Принимают крутящий момент от сателлитов и передают на ведущие колеса;
  • Ведомая и ведущая шестерни главной передачи;
  • Сателлиты. Выполняют функцию шестерен планетарного механизма. Если автомобиль легковой, то таких деталей в одном механизме будет два. У внедорожников и грузовиков планетарная передача имеет 4 сателлита.

Схема работы дифференциала

Существует две разновидности подобных механизмов – это симметричный и несимметричный дифференциал. Первая модификация способна передавать крутящий момент на полуоси в равной степени. На их работу не влияют угловые скорости ведущих колес.

Вторая модификация обеспечивает регулировку крутящего момента между колесами ведущей оси, если они начинают вращаться с разной скоростью. Нередко такой дифференциал устанавливается между осями полноприводного транспорта.

Подробней о режимах работы дифференциала. Механизм по-разному срабатывает при таких ситуациях:

  • Машина прямо едет;
  • Автомобиль выполняет маневр;
  • Ведущие колеса начинают буксовать.

Вот как действует дифференциал:

При прямолинейном движении

Когда машина едет прямо, сателлиты просто являются связующим звеном между осевыми шестернями. Колеса автомобиля вращаются с одинаковой скоростью, поэтому чашка вращается, как единая труба, которая соединяет обе полуоси.

Крутящий момент распределяется между двумя колесами равномерно. Обороты колес соответствуют оборотам ведущей шестерни.

При повороте

Когда машина выполняет маневр, колесо, находящееся во внешнем радиусе поворота, совершает больше оборотов, чем то, что находится на внутреннем радиусе поворота. Внутреннее колесо сталкивается с большим сопротивлением, так как крутящий момент для внешнего колеса увеличивается, а дорога не позволяет ему вращаться с соответствующей скоростью.

Учитывая этот момент, крайне сложно найти идеальный аналог с другого автомобиля. Что же касается покупки дифференциала на вторичном рынке, то это оставлено на страх и риск самого автовладельца, так как разобрать и проверить состояние детали никто не даст. Это увеличивает риск купить сильно изношенный механизм.

Подводя итог, стоит сказать, что без дифференциала невозможно создать безопасный и эффективный автомобиль, хотя любители покрутить пятаки на сухом асфальте с этим поспорят.

Главная » Статьи » Устройство автомобиля » Автомобильный дифференциал: устройство, неисправности и методика выбора

Зачем нужен дифференциал раздаточных коробок или мостов

Рассмотрим механику движения автомобиля в повороте. Движущееся по внешней дуге виража колесо проходит большее расстояние, чем то, что катится по внутренней стороне. Например, при повороте направо, левый диск вращается быстрее, чем правый, так как ему приходится преодолевать большее расстояние.

Коробка дифференциала призвана решить эту проблему. При движении на высоких скоростях хорошая управляемость – залог безопасности водителя и пассажиров. Если не обеспечить меньшую скорость вращения колеса, находящегося с внутренней стороны поворота, покрышка будет пробуксовывать. Этот фактор не только ускоряет износ авторезины, но и затрудняет управление транспортным средством.

Читайте также:  Как правильно называется паук на автомобиль. Установка «паука» и «банки» для тюнинга. Что такое паук в автомобиле

Очистите и поставьте крышку на место

фото: NICK FERARRI/POPULAR MECHANICS

Предположим, что после снятия крышки все оставшееся масло в корпусе полно металлической стружки. Ее (стружку) желательно оттуда удалить. С поверхности корпуса и шестерен. Проверьте наличие следов износа металла (стружку) в укромных уголках дифференциала.

Обезжириватель или безворсовая тряпка – это все, что необходимо для очистки крышки корпуса от старого масла. Когда очистите крышку, возьмите магнит и пройдитесь по внутренней стороне дифференциала, чтобы подобрать мельчайшие металлические ошметки.

фото: NICK FERARRI/POPULAR MECHANICS

Очистите также заглушку сливной горловины. Большинство из них снабжены магнитом для захвата мелких металлических частиц. По поводу различных промывок или чистящих, моющих средств: их лучше не использовать, поскольку их остатки могут повлиять на вновь залитое свежее масло .

Очистите сопрягаемую поверхность корпуса и крышки при помощи очень мелкозернистой наждачной бумаги. Затем протрите обе поверхности безворсовым магазинным полотенцем и очистителем тормозов.

Для сборки (если крышка на дифференциале снимается), чтобы масло не подтекало, понадобится установка прокладки между двумя частями корпуса. На некоторые автомобили ставятся готовые прокладки (ищите комплекты в магазине). Если такой нет, используйте жидкую прокладку, предназначенную для жестких условий эксплуатации и воздействия масел.

Нанесите средство на сопрягаемую поверхность крышки, пройдясь вокруг каждого монтажного отверстия, затем поставьте крышку на место с достаточной силой нажима, чтобы расплющить нанесенную субстанцию. Дайте ей схватиться в соответствии с инструкцией, а затем затяните болты в соответствии со спецификациями вашего автомобиля, проверяя усилия с помощью динамометрического ключа.

Устройство коробки дифференциала

Полуоси (5) имеют на концах обращенных друг к другу конические шестерни (3). Такие же шестерни (4), но меньшего диаметра (сателлиты), установлены между ними в коробке дифференциала. Когда на одно колесо начинают действовать силы торможения, его вращение замедляется. Второй диск продолжает вращаться с той же скоростью. Если бы колесная пара была жестко соединена, на ось бы действовали большие силы скручивания.

Здесь и начинают действовать сателлиты. Они просто прокручиваются, позволяя одной полуоси вращаться относительно другой. Механизм действует одинаково, независимо от того находится ли дифференциал в раздаточной коробке, картере моста или КПП. То есть одно колесо может оставаться неподвижным и даже вращаться в другую сторону.

  1. Ведущая шестерня
  2. Ведомая шестерня
  3. Шестерня полуосей
  4. Сателлиты дифференциала
  5. Полуоси колёс

Для движения в сложных дорожных условиях обычные редукторы малоэффективны. На джипах дифференциалы устанавливаются в раздаточных коробках, и имеют принудительную или автоматическую блокировку. Это нужно, чтобы, когда одно колесо попадет на поверхность с плохим сцеплением, на него не передавался весь крутящий момент.

Читайте также:  Замена радиатора охлаждения ваз 2114 16 клапанный. Замена радиатора охлаждения ваз.

Например, дифференциал раздаточной коробки «Нива» семейства «Лада» блокируется механически. Этот узел распределяет усилие между передним и задним мостом. Межосевые дифференциалы блокировки не имеют. То есть одна ось не пробуксовывает относительно другой, но колеса всегда вращаются независимо.

На автомобилях «Шевроле Нива» блокирующимися являются все три дифференциала: в раздаточной коробке и между полуосями на каждом мосту. Кроме того на Niva Chevrolet можно отключать один мост. Например, если пробуксовывают задние колеса, можно переключить автомобиль в переднеприводной режим. В этом случае весь крутящий момент от двигателя передается на передний мост, который и вытянет машину.

Снятие и разбор коробки передач

Замена подшипника ваз 2110

Не стоит говорить, что прежде чем начать проводить замену подшипника, следует демонтировать коробку с авто и разобрать ее.

Замена подшипника на ваз 2110

  • автомобиль устанавливаем на смотровую яму;
  • капот машины поднимаем и фиксируем чем-нибудь намертво, чтобы не шатался;
  • снимаем клеммы аккумуляторной батареи;
  • сливаем масло из коробки передач.
  • начинаем с демонтажа защиты картера (крепится он болтами, которые следует вывернуть);
  • провод массы нужно извлечь, для этого отвернув болт;
  • находим наконечник троса привода сцепления, который выключает сцепление и ослабляем затяжку гаек;
  • извлекаем наконечник троса;
  • демонтируем с автомобиля стартер и тяговое реле;
  • теперь следует ослабить затяжку хомута, держащего тягу привода переключения передач;
  • трос отсоединяется от привода спидометра;
  • провод света заднего хода отсоединяется;
  • разводим растяжки от рычагов подвески автомобиля.
  • находим, как крепится шаровой шарнир рулевой тяги к поворотному рычагу (это гайка, которую следует вывернуть);
  • теперь следует выпрессовать палец шарового шарнира (для этого используется специальный съемник);
  • извлекаем шаровой шарнир, выворачивая два болта;

Болты, фиксирующие шаровой шарнир

  • берем монтировку, которой выдавливаем из КПП хвостовик одной гранатки привода передних колес (ШРУС следует отвести в сторону);

Вместо хвостовика гранатки нужно вставить что-нибудь. К примеру, это может быть, старый ШРУС(см.ВАЗ 2110 замена шрус — как нужно делать) или иная технологическая заглушка.

  • повторяем ту же операцию со второй гранаткой;
  • пришло время отвернуть щиток картера сцепления;
  • теперь нужно взяться за снятие самого картера, который крепится к блоку цилиндров.
  • переходим к снятию двигателя, который нужно прицепить за специальный рым к брусу, используя для этого длинный болт с крюком;
  • выворачиваем гайки крепления двигателя с КПП;
  • отводим коробку в сторону от двигателя, выводя первичный вал из сцепления;
  • извлекаем коробку.

Разбор КПП

Коробка передач снята и теперь нужно провести ее разбор. Приступим к процессу:

  • коробку следует тщательно очистить от масла и грязи.
  • теперь коробка ставится на попа (другими словами, вертикально вверх);
  • задняя крышка КПП демонтируется (для этого отворачиваем шесть гаек);
  • теперь нужно будет извлечь кронштейн троса сцепления;

Демонтируем кронштейн троса сцепления

  • крышку коробки заднюю аккуратно трогаем с места, для этого ударяя резиновым молотком по ней;
  • полностью извлекаем заднюю крышку с картера КПП;
  • далее снимается уплотнительная прокладка картера КПП.
  • теперь нужно включить третью и четвертую передачи;
  • затем, после отворачивания болта, фиксирующего пятую передачу, включаем 5-ую;
  • перемещаем 5-ую передачу вниз таким образом, чтобы шлицы муфты вошли в зацепление с шестерней.
  • выворачиваем гайку на вторичном валу, прежде расконтрив ее;
  • то же самое делается и с первичным валом, вернее с ее гайкой;
  • синхронизатор 5-ой пердачи вместе с вилкой извлекается;
  • снимается также ведомая шестерня с вторичного вала;
  • демонтируется также игольчатый подшипник, если нужно.

Замена подшипников на ваз 2110

После этого, нужно подвергнуть демонтажу следующие детали и элементы коробки передач, чтобы легко добраться до дифференциала:

  • ведущую шестерню первичного вала;
  • первичный и вторичный вал;
  • заднюю опору двигателя;
  • картер сцепления;
  • картер коробки передач.

Кроме того, должны быть извлечены:

  • вилка и шток первой и второй передач;
  • вилка переключения третьей и четвертой передач;
  • вилка заднего хода вместе с шестерней и осью.

Неисправности коробки дифференциала

Как и любой элемент трансмиссии, коробка дифференциала работает в условиях постоянных механических нагрузок. Со временем в этом узле происходят мелкие неисправности. Если их вовремя не устранять, произойдет крупная поломка.

Читайте также:  Перебои в работе сердца, пропуски ударов, замирания: причины, что делать в домашних условиях?

Наиболее часто в этом узле трансмиссии выходят из строя главная пара, сателлиты, шестерни полуосей и различные подшипники. Как правило, ремонт коробки дифференциала заключается в замене этих элементов. Иногда приходится менять весь узел в сборе.

Незначительные дефекты на поверхности сателлитов, зубьев шестерен полуосей и главной пары можно удалить наждачной бумагой или шлифующим инструментом. Таким же способом можно выправить мелкие повреждения коробки сателлитов дифференциала. Если у вас нет навыков в этой области, лучше обратиться в автосервис. Мастера сделают все быстрее и грамотнее.

Если коробка дифференциала вашего автомобиля функционирует нормально, все-таки стоит подумать о профилактике. Предприняв несложные действия, можно избежать множества проблем, сэкономить время и деньги. Когда меняете или доливаете трансмиссионную жидкость, добавляйте в нее состав «Редуктор» от фирмы Suprotec.

Попав в трансмиссию, средство образует на металлических поверхностях защитный слой. Частично восстанавливаются повреждения, закрываются мелкие задиры и вмятины. Это оптимизирует работу пар трения. Разработка отечественного не изменяет состав смазки, не повреждает резиновые или пластиковые детали. Состав разрешен к применению в дифференциалах любого типа.

Подготовка

фото: NICK FERARRI/POPULAR MECHANICS

В зависимости от конструкции дифференциала на вашем автомобиле смена масла может быть как очень грязной, так и достаточно чистой работой. Некоторые виды дифференциалов имеют сливную пробку (не забудьте, на ней расположен магнит для притягивания стружки и шестерен, после откручивания ее нужно почистить от нее), с других требуется снимать крышку корпуса.

В любом случае вам понадобится широкий поддон для масла (в него оно будет стекать) и место в гараже, где можно легко подлезть под машину и не бояться пролить немного масла на бетонный пол. Прогрейте свой автомобиль в течение нескольких минут, прокатитесь, чтобы разогнать масло в трансмиссии. Переоденьтесь в одежду, которую не жалко будет испачкать, и возьмите с собой перчатки.

Это же просто замена масла. В этом действии действительно нет ничего сложного, но приготовьтесь, потому что старое масло из дифференциала обладает очень специфическим едким запахом. Мы предупредили!

Открутите пробку заливного отверстия в верхней части корпуса дифференциала, а затем отвинтите сливную пробку (под пробками нередко рекомендуется менять уплотнительыне шайбы, чтобы исключить подтекания). Если на вашем автомобиле не предусмотрено сливной пробки, отвинтите болты корпуса, оставив пару верхних болтов чуть ослабленными, чтобы удерживать крышку на месте.

Как определить неисправность

Любую поломку легче предотвратить, чем потом исправлять. Это известно каждому водителю и автослесарю. Раннее обнаружение неисправности в коробке дифференциала – залог уменьшения стоимости ремонта. Каждому водителю стоит знать, как диагностировать отклонения в работе этого узла.

Когда появились только первые признаки: посторонние шумы, нужно выполнить простую операцию, чтобы понять, где неисправность. Требуется вывесить домкратом ось, которая «находится под подозрением». Коробка передач ставится в нейтральное положение. Вращайте колесо руками. Нет посторонних звуков? Прекрасно.

Теперь попросите помощника удерживать противоположное колесо. Диск с вашей стороны крутится, а с противоположной – неподвижен? Отлично. Значит, ремонт коробки дифференциала вашему автомобилю не требуется. Источник посторонних шумов – другой узел.

Не забывайте о профилактике, чтобы дифференциал раздаточной коробки или моста служил долгие тысячи километров пробега. Отличный вариант: состав «Редуктор» от отечественного разработчика Suprotec. Выполняйте все требования инструкции, чтобы добиться максимального защитного эффекта. На время обкатки старайтесь избегать высоких нагрузок на трансмиссию.

Основная задача трансмиссии в конструкции любого автомобиля – изменение передаточного числа, полученного от силовой установки и передача вращения на ведущие колеса.

Если рассматривать конструкцию заднеприводного автомобиля, то в состав его трансмиссии входит коробка передач (она меняет передаточное число), карданная передача (посредством ее осуществляется передача вращения на заднюю ведущую ось) и редуктор (передает вращение на полуоси, к которым крепятся колеса). Но в этой конструкции есть одна особенность – колеса в определенных случаях должны вращаться с различной скоростью. И чтобы это осуществить, в редуктор добавили еще один узел – дифференциал автомобиля.

Для чего нужен дифференциал

Схема полноприводного авто с раздаткой и межосевым дифференциалом.

При прямолинейном передвижении дифференциал, в принципе и не нужен, поскольку ведущие колеса крутятся с одной скоростью. Но ведь часто возникает надобность проходить и повороты. При этом колеса идут по различным радиусам, то есть пройденное расстояние при повороте у колес одной оси отличаются. Движущееся по внутреннему радиусу колесо проходит значительно меньший путь, чем идущее по внешнему.

Если при этом обеспечить равную передачу вращения на каждое из колес, то одно из них начнет пробуксовывать, при этом и возникает большая нагрузка на элементы трансмиссии. В результате происходит повышенный износ шин и высока вероятность повреждения приводных элементов.

Чтобы этого не произошло, требуется перераспределение вращения на колеса в соответствии с условиями движения. Другими словами нужно, чтобы при прохождении поворота  движущееся по внутреннему радиусу колесо – замедлилось, а идущее по внешнему – ускорилось. Именно это и обеспечивает добавленный в конструкцию трансмиссии авто дифференциал.

Виды и их особенности дифференциалов

Видео: GPS Навигатор — описание и тест

Видов дифференциалов по месту установки – два:

  1. Межколесный.
  2. Межосевой.

Дифференциал заднеприводного автомобиля

Первый используется на всех легковых авто с одной ведущей осью, и в его задачу входит только выполнение своей функции. На заднеприводных авто он располагается в заднем мосту и устанавливается на редуктор. То есть редуктор передает вращение на полуоси не напрямую, а через дифференциал.

Дифференциал переднеприводного авто с приводным валом

Что касается переднеприводных авто, то из-за отсутствия карданной передачи и моста с редуктором, вращение от коробки передач передается напрямую на дифференциал (они размещены в одном корпусе), а от него уже оно поступает на приводные валы.

Межосевой дифференциал используется на полноприводных авто, у которых обе оси являются ведущими. Там он нужен для того, чтобы правильно распределять получаемое вращение по осям при движении по неровностям.  К примеру, авто движется на подъем, в результате чего задняя ось находится в низком положении относительно передней. В результате происходит перераспределение массы авто, она начинает больше давить на задок, и установленный узел в этом случае повышает крутящий момент на задних ведущих колесах. И все выполняется с точностью до наоборот на спусках.

При этом на полноприводных авто также требуется распределение вращения и на колесах, поэтому у них в общей сложности используется 3 дифференциала (1 – межосевой и 2 – межколесных).

Конструкция, принцип работы дифференциала

Дифференциалы, используемые на авто, делаются на основе обычного редуктора планетарного типа. Основными его составными компонентами являются:

  • корпус, он же — чашка (выполняет роль ведущего элемента);
  • сателлиты;
  • ведомые шестеренки;

Видео: Как работает дифференциал / How Differential Steering Works (на русском)

Эта конструкция может использовать разные виды зубчатых передач:

  1. Цилиндрические.
  2. Конические.
  3. Червячные;

Видео: Дифференциал, обзор конструкции, принцип действия

Редуктор состоит из двух шестерён (малой ведущей и большой ведомой). Часто ведомую из-за ее размера называют еще зубчатым колесом. Вот к ней и крепиться чашка при помощи болтового соединения.  Внутри чашки сделаны оси для крепления сателлитов. Количество их может варьироваться в зависимости от значения крутящего момента. На легковых авто, где усилия не особо высокие, устанавливается по два сателлита, на внедорожниках же их количество может составлять 4 штуки.

Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с правой и левой ведомыми шестернями (вторые получаются зажатыми между первыми). Ведомые шестеренки закрепляются посредством шлицевого соединения на полуосях (в переднеприводных авто они соединены с приводными валами).

Количество зубьев на ведомых шестернях может быть как одинаковым (симметричный дифференциал), так и разным (ассиметричный). Первый тип обеспечивает распределение вращения по полуосям (приводным валам) в равном соотношении, а у второго это выполняется в строго определенных значениях.

Из-за этих особенностей симметричный тип используется в качестве межколесного, а ассиметричный – межосевого дифференциалов.

Работает планетарный узел так: во время прямолинейного движения оба колеса ведущей оси получают одинаковое сопротивление от дорожного полотна. Вращение, получаемое от коробки передач передается на ведомое зубчатое колесо редуктора, а вместе с ним и крутиться чашка дифференциала с размещенными в ней сателлитными осями. Поскольку сопротивление одинаково, то сателлиты осуществляют передачу крутящего момента на ведомые шестеренки в одинаковых соотношениях, то есть скорость вращения их, а вместе с ними и полуосей, равна. При этом сателлиты лишь передают вращение, сами же они остаются неподвижными относительно своих осей.

При вхождении в поворот, колеса начинают двигаться по разным радиусам. При этом, идущее по внутреннему радиусу получает большее сопротивление, чем внешнее. Это сопротивление обеспечивает замедление вращения ведомой шестеренки, из-за чего сателлиты начинают крутиться на осях. В результате начала движения сателлитов, скорость вращения полуоси наружного колеса возрастает, то есть происходит изменение угловых скоростей полуосей (приводных валов). Примечательно, что общая скорость вращения обеих полуосей соответствует скорости вращение зубчатого колеса редуктора, но увеличенной вдвое. При этом крутящий момент от разницы угловых скоростей не меняется, и он разделяется на ведущие колеса равномерно.

В результате такой работы узла при прохождении поворотов удается избежать появления пробуксовки и увеличения нагрузки на элементы трансмиссии.

Блокировка дифференциала

Блокировка дифферециала с гидроприводом включения

Но у автомобильного дифференциала есть существенный недостаток, который проявляется в случае, когда сопротивление вращению на одном из колес полностью пропадает (к примеру, оно попало на скользкий участок дороги). В результате особенностей работы, у колеса, потерявшего сопротивление дороги, максимально возрастает угловая скорость. То есть, по сути, все вращение передается только на него, в то время как второе колесо из-за сопротивления останавливается.

В результате автомобиль обездвиживается, поскольку из-за низкого сопротивления на одном колесе падает и крутящий момент на нем. А поскольку дифференциал работает симметрично, то на втором колесе момент тоже очень мал, и его явно недостаточно, чтобы заставить его вращаться. Чтобы решить такую проблему, достаточно лишь замедлить вращение буксующего колеса, тем самым повысив крутящий момент на нем, и соответственно, на втором колесе. И для этого применяются блокировки дифференциала.

Видео: GБлокировки дифференциала для УАЗа, разновидность и принцип работы

Все просто – если обеспечить жесткое соединение одной полуоси с чашкой дифференциала, то она просто не сможет вращаться быстрее, чем шестерня редуктора. Из-за этого не будет происходить перераспределение вращения, крутящий момент на обеих полуосях будет одинаковым, и его хватит, чтобы обеспечить вращение и колеса, на котором имеется сопротивление, то есть автомобиль сможет двигаться даже в случае потери сопротивления на одном из колес.

Блокировки дифференциала различаются по степени блокирования и бывают они с:

  1. Полной.
  2. Частичной блокировкой.

Полная описана выше и указывает она на то, что происходит жесткое соединение элементов дифференциала машины, по сути, он просто прекращает выполнять свои функции и крутящий момент подается равно на обе полуоси.

В частичной же блокировке передача усилия между составными элементами узла ограничена определенной величиной, что обеспечивает повышение крутящего момента на колесе, получающем повышенное сопротивление.

Управление блокировкой

Блокировка может устанавливаться на любой автомобильный дифференциал, как межколесный, так и межосевой. При этом в полноприводных авто передний межколесный дифференциал обычно не оснащают блокировкой, чтобы не оказывать влияние на управляемость авто. Задействование же блокировки, если она имеется, может осуществляться в ручном и автоматическом режиме.

Ручное включение подразумевает принудительное блокирование дифференциала, то есть оно задействуется только когда нужно. При этом водитель задействует привод, в результате чего происходит жесткое соединение составных элементов дифференциала между собой.

Привод блокировки может быть:

  • механический;
  • гидравлический;
  • пневматический;
  • электромеханический;

Основной недостаток ручного управления крыт в надобности соблюдения условий эксплуатации. Так, заблокированный дифференциал может повредить трансмиссию в случае, когда оба колеса окажутся на дороге с хорошими сцепными свойствами. Такое может произойти, к примеру, когда водитель забыл разблокировать дифференциал в авто после преодоления бездорожья.

Виды самоблокирующихся дифференциалов

Дифференциалы, у которых блокирование происходит в автоматическом режиме, называются самоблокирующимися. В них, при определенных условиях происходит самостоятельная блокировка, без какого-либо участия водителя. Точно также он и разблокируется.

Видео: Кардан Главная передача Дифференциал

Самый простой самоблокирующийся дифференциал – дисковый, имеющий в своей конструкции дополнительный элемент – пакет фрикционных дисков, одна часть которого жестко соединена с чашкой дифференциала, а вторая – с одной из осей. При этом диски прижаты друг к другу.

Действует такая блокировка очень просто: при прямолинейном движении машины чашка и полуось вращаются с одной скоростью, а вместе с ними и фрикционный пакет.

В случае повышения угловой скорости на одной из полуосей, она начинает вращаться быстрее чашки. При этом одна часть фрикционного пакета (закрепленная на оси) ускоряется относительно второй. А поскольку они прижаты, то между ними возникает сила трения, которая и препятствует повышению угловой скорости, соответственно крутящий момент на колесе с большим сопротивлением повышается.

Вискомуфта в качестве межосевого дифференциала

Примерно так же действует и вязкостная муфта, она же вискомуфта, которая сейчас является достаточно распространенным способом заблокировать дифференциал в автоматическом режиме. Но из-за больших габаритных размеров ее в качестве межколесной блокировки не используют. Муфта устанавливается только на межосном дифференциале, как вспомогательное устройство, а в некоторых случаях она полностью его заменяет.

Конструкция этой муфты такая: имеется герметичный корпус, с помещенным в нее пакетом дисков, одна половина которого жестко связана с ведущим валом (от которого подается вращения) а вторая – с ведомым.

Вискомуфта в разобраном состоянии

Все пространство между дисками заполнено дилатантной жидкостью, особенность которой заключается в повышаемой вязкости при перемешивании.

Действует вискомуфта примерно также же, как и дисковая блокировка. Пока валы вращаются с одной скоростью, перемешивание жидкости, расположенной между дисками, не происходит. Но как только появляется разница в скоростях вращения, диски начинают мешать жидкость из-за чего она становиться более вязкой. В результате повышения вязкости жидкости, которая при большой разнице скоростей может стать практически твердой, выравнивается угловая скорость на валах.

Существует также электронная блокировка дифференциала, которая используется на межколесном дифференциале автомобиля. Причем в качестве основного рабочего элемента в ней выступает антиблокировочная система тормозов.

Такая блокировка имеет свое обозначение – противопробуксовочная система, суть работы которой сводится к тому, что в случае увеличения угловой скорости на одном ведущем колесе, тормозная система притормаживает его, тем самым повышая крутящий момент на другом колесе.

Как работает простой дифференциал

Устройство простейшего дифференциала показано на анимации: вращение от двигателя передается через ведущую шестерню главной пары к ведомой шестерне, которая жестко закреплена на корпусе дифференциала. Затем через установленные в корпусе шестерни-сателлиты вращение передается на полуосевые шестерни которые в свою очередь через приводные валы передают вращение колесам автомобиля.

image

Дифференциал устроен таким образом, что установленные в его корпусе шестерни-сателлиты могут вращаться вокруг своей оси. При движении по прямой вращение от ДВС через ГП передается на корпус дифференциала, он вращаясь передает крутящий момент на колёса через шестерни-сателлиты и полуосевые шестерни, при этом сателлиты в корпусе дифференциала не вращаются вокруг своей оси, так как автомобиль едет по прямой и его колеса проделывают равный путь. Если автомобиль отклоняется от прямолинейного движения и начинает поворачивать мы наблюдаем картину которая изображена на рисунке выше. Как мы можем понять колеса движутся с различной скоростью, внутренне колесо движется по более короткому пути, внешнее соответственно проделывает более длинный путь. Чтобы стало возможным проделать разный путь за одинаковое время колёса должны вращаться с разной скоростью, что и обеспечивает дифференциал. В повороте увеличивается сопротивление вращению у внутреннего колеса, внутренняя полуосевая шестерня вращается медленнее наружной, заставляя сателлиты в корпусе дифференциала поворачиваться вокруг своей оси, позволяя колесам вращаться с разной скоростью. Всем автомобилистам известно что дифференциал отлично справляется со своей задачей пока мы ездим по дорогам и не съезжаем в сторону. Если автомобиль движется по дороге с одинаковым сцеплением никаких проблем нет, но стоит нам съехать с асфальта хотя-бы одним колесом например на лед или просто качественную грязь как мы просто не сможем сдвинуться. В этом случае колесо с плохим сцеплением с дорогой начнет бодро и весело вращаться в воздухе раскидывая грязь, второе колесо которое стоит на асфальте при этом и не подумает пошевелиться, думаю многие попадали в подобную ситуацию.

РЕМОНТ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

Детали дифференциала показаны на рис. 5.13.

Читайте также:  Вся правда о Газель-Next – особенности устройства, недостатки, цена и уникальные фото

Вам потребуются: отвертка, торцовая головка «на 17».

image

Рис. 5.13. Дифференциал:

1–ведущая шестерня привода спидометра; 2–сателлит; 3–полуосевая шестерня; 4–ведомая шестерня главной передачи; 5–ось сателлитов; 6–корпус дифференциала; 7–подшипник дифференциала

image

2. Повернув на 90° вокруг оси сателлитов, выньте полуосевые шестерни из корпуса дифференциала.

image

3. Снимите стопорное кольцо с оси сателлитов.

image

4. Выньте из корпуса дифференциала ось сателлитов и два сателлита.

Виды дифференциалов повышенного трения

Для устранения вышеперечисленных недостатков в трансмиссию машины был внедрён дифференциал, который также должен передавать на колёса все нагрузки, получаемые от двигателя. На машинах более ранних выпусков устанавливались планетарные дифференциалы классической конструкции с симметричной схемой распределения крутящего момента.

image Данный дифференциал всего лишь частично устранял указанные недостатки. Начиная с 30-х годов прошлого столетия стали проводиться исследования применения дифференциалов повышенного трения. Они устанавливались сперва на спортивных автомобилях, а затем в серийных внедорожниках и дорожных авто. Наиболее широкое применение получили следующие дифференциалы повышенного трения: ФРИКЦИОННЫЕ • самоблокирующийся фрикционный многодисковый дифференциал. Состоит из корпуса, сателлитов, оси сателлитов, выходных полуосей, шестерен полуосей, пакетов дисков. Диски поочередно связаны с корпусом дифференциала и шестернями полуосей. Диски подпружинены пружиной. Работа основана на синхронном вращении полуосей с корпусом на прямом участке дороги и разности вращений при выполнении маневров. В этом случае, в работу вступает фрикцион и подаёт дополнительный крутящий момент на отстающую шестерню. Имеющие в своей конструкции подпружиненные пакеты фрикционных дисков. Они имеют статическое преднатяжение (момент срабатывания) от 2 до 12 кг/м. Используются в автоспорте, быстро изнашиваются, требуют вмешательства для восстановления рабочих характеристик после каждой гонки. • самоблокирующийся героторный дифференциал. Конструкция подобна вышеописанному дифференциалу, только вместо пружин установлен поджимной поршень и гидронасос. Фрикционные диски сжимаются поршнем под давлением жидкости от одного или двух шестерёнчатых насосов. Недостатки примерно такие же, как и для подпружиненного фрикциона • кулачковый (зубчатый) дифференциал. Состоит из сепаратора, наружной звёздочки, внутренней звёздочки, сухарей, двух полуосей, ведомой шестерни главной передачи, корпуса. Основан на применении кулачковых (зубчатых) пар вместо планетарного механизма. При небольшой разнице в угловых скоростях полуосей зубчатые пары взаимно проворачиваются, а при пробуксовке блокируют оси. Положительные стороны: простота конструкции, доступность монтажа, низкая стоимость. Отрицательные стороны: резкая работа, низкая эффективность, повышенный расход топлива. В связи с этим, устанавливаются, в основном, на военную и специальную технику. • вискомуфта. Состоит из корпуса, ведущего вала, ведомого вала, пакета дисков (дисков ведущего и ведомого валов), ступицы, нажимного диска, 2-х кольцевых нагнетательных поршней, кольцевого рабочего поршня, балансировочной пружины. Принцип работы основан на заполнении междискового пространства фрикциона динатантной жидкостью, силиконовой, способной загустевать и увеличиваться в объёме при повышении температуры. С увеличением разности во вращении полуосей увеличивается температура от трения, соответственно, увеличивается вязкость жидкости и, как результат, сцепление дисков. Преимущества: простота конструкции и эксплуатации. Недостатки: малая эффективность, громоздкость конструкции, инертность в использовании. В связи с массивностью, в основном применяются для межосевых дифференциалов.ШЕСТЕРЁНЧАТЫЕ • самоблокирующийся дифференциал (КВАЙФ). Состоит из корпуса, сателлитов левого и правого рядов, полуосевых шестерен (левой и правой), 2-х выходных валов. В данном дифференциале оси с сателлитами закрыты в корпусе (в специальных отверстиях), расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно винтовыми зубьями. • «торсен» первого типа. Состоит из корпуса, сателлитов левого и правого рядов, правой и левой шестерен полуосей, 2-х выходных валов. «торсен» первого типа. Каждая полуось имеет свои сателлиты, попарно связанные с сателлитами другой полуоси. Зацепление прямозубое, ось сателлита перпендикулярна полуоси.

image • «торсен» второго типа. Состоит из корпуса, сателлита, связанного с правой шестернёй полуоси, сателлита, связанного с левой шестернёй полуоси, правой и левой полуосевых шестерен, левого и правого выходных валов. «торсен» второго типа. Применяются косозубые шестерни полуосей и винтовые сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям.

Заваренный дифференциал на повседневной машине: боль или ты король?

image

Эх, заваренный дифференциал, мечта любого дрифтера! С каждым днем он становится все популярнее среди любителей покататься боком, поскольку это самый дешевый вариант заставить задние колёса вращаться с одинаковой скоростью и избежать нежелательного ускорения одного из колес.

Читайте также:  Что делать если возникают вибрации при торможении

Для тех, кто не знает, что такое заваренный дифференциал, я объясню. Когда дифференциал находится в рабочем состоянии, при повороте, одно из задних колёс автомобиля начинает вращаться быстрее, поскольку оно должно пройти большее расстояние, т.к. катится по увеличенному диаметру. Как вы поняли, речь идет о колесе, находящемся дальше от угла поворота.

Когда дифференциал заварен, оба колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, поэтому при повороте оба колеса совершают одинаковое количество оборотов. Такая ситуация заставляет ближнее к углу поворота колесо «прокручивать», в связи с чем автомобиль начинает вести себя совсем иначе. Если вы уличный дрифтер-проказник, и вы мечтаете заварить дифференциал, но боитесь, потому что гуру интернета вас напугали, то не переживайте, сейчас я вам все расскажу.

На самом деле, повседневная езда с заваренным дифференциалом не является сущим кошмаром, хотя именно так ее и выставляют в интернете. Да, есть свои тактики и предостережения, о них я тоже расскажу.

Да, я мог бы начать рассказывать вам, что это опасно, что вы замучаетесь менять покрышки, но это ни к чему не приведет, потому что это была бы та же самая сказочка, которую вам расскажут школьники на любом форуме. Вместо того, я расскажу вам, как подготовить себя и свой автомобиль к повседневной езде, чтобы вы, выезжая каждый раз в магазин за хлебушком, не переживали за свою жизнь.

Первым делом, даже прежде, чем вы задумаетесь о заваривании дифференциала, залезьте под автомобиль и проверьте состояние трансмиссии. Речь идет о каждой детали, от сцепления до задней оси, а лучше даже до ступичных подшипников. Заваривание дифференциала значительно увеличивает нагрузку на каждую из этих деталей, а вы вряд ли захотите, чтобы через неделю ваша трансмиссия рассыпалась. Кроме того, заваривайте дифференциал правильно, или отнесите его кому-то, кто умеет это делать. Криворукая спайка легко развалится, а куча металлических осколков в дифференциале – не самая приятная ситуация.

Итак, если вы завариваете дифференциал, значит, скорее всего, вы повёрнуты на дрифте и сжигании покрышек. Ах, да, мы же договорились не разговаривать насчет сохранения покрышек… В любом случае, о сохранности других деталей поговорить стоит. Вам необходимо снизить нагрузку на трансмиссию, а также снизить нагрузку на ваш мозг, избавившись от постоянных стуков во время поворотов. Так вот, ключ к успеху лежит в прохождении каждого поворота по особой «гоночной линии». Это относится не только и не столько к гоночному треку, сколько к повседневной езде по дорогам. Чем более округло вы проходите поворот, тем больше нагрузки ложится на плечи вашего бедного автомобиля. Словом, проходите поворот по гоночной линии. Впрочем, кто вообще проходит повороты по правилам? Все мы их срезаем!

«Гоночная линия» — это самая прямая линия прохождения поворота. Суть в том, что на прямой у нас нет никаких проблем с колесами, так почему бы не проходить поворот по прямой? На изображении вы можете увидеть широкую, узкую и гоночную линии поворота. Проехать по этой линии можно, используя всю ширину дороги. Если вы хотите сохранить свой автомобиль в идеальном состоянии, то использование полосы встречного движения при повороте – ваш вариант. Я бы крайне не рекомендовал этого делать на общественных дорогах, но у вас, надеюсь, имеется своя голова.

Не любите кататься по кишащим автомобилями парковкам супермаркетов? Готовьте свои нервишки, с заваренным дифференциалом вы поймете, что такое боль. Парковки станут вашим врагом номер один. На высокой скорости, возможно, вы и не заметите, что ваш дифференциал заварен, а вот когда вы будете медленно, нудно вертясь туда-сюда искать место на парковке, все вдруг станет печально. Будьте готовы к колёсным колебаниям и к удивленным взглядам людей, которые будут оборачиваться на ужасный звук, издаваемый вашей тачкой. А когда вы будете выезжать задним ходом, вся боль удвоится.

Читайте также:  Полная замена масла в АКПП Фольксваген Tiguan (Фольксваген Тигуан) в Москве

Также приготовьтесь к большому количеству внимания на дорогах. Звуки, которые издают ваши колеблющиеся колеса и звуки выхлопа, купленного на рынке (конечно, вы прошли этот этап перед заваркой диффа), привлекут множество удивленных взглядов. Кто-то будет тыкать пальцем в ваше ведро и смеяться, единомышленники будут подбадривающе улыбаться, другие будут укорительно смотреть на вас из своих Кайенов и Ленд Круизеров. Будьте к этому готовы, не расстраивайтесь и помните, что ваша тачка умеет дичайше круто дрифтовать!

Самое главное – получайте кайф. Несмотря на постоянный хруст, стук, волнение и осуждающие взгляды, в конце тоннеля виднеется свет. Ваша тачка может дрифтовать, да дрифтовать так, что любой вам позавидует. Разве этого не достаточно, чтобы приглушить весь негатив? Да, повседневная езда уже никогда не станет прежней, однако не забывайте, для чего вы заваривали дифференциал, и дрифтите везде, где предоставляется такая возможность. Только будьте осторожны.

Установка дифференциала повышенного трения.

Дифференциалы устанавливаются на всех типах автомобилей. На машинах с одной ведущей осью устанавливается один дифференциал на ведущей оси, между колёсами. На автомобилях с подключаемой второй ведущей осью устанавливается два дифференциала, по одному на оси, также между колёсами. На автомашинах с постоянным полным приводом устанавливается три дифференциала: один – межосевой, и по одному на осях между колёсами. Межколёсный дифференциал распределяет нагрузку между колёсами, в зависимости от условий их работы, а межосевой распределяет нагрузку между осями. Все виды рассматриваемых дифференциалов могут устанавливаться между осями полноприводных автомашин, а также между полуосями (межколёсные) полноприводных и с одномостовым приводом. Вискомуфта, в связи со своей массивностью, устанавливается, в основном, между осей. Для установки дифференциала необходимо досконально исследовать конструктивные особенности трансмиссии машины и определить, какой вид дифференциала подойдёт для установки (несмотря на универсальность изготовления дифференциалов, существуют отличия, не позволяющие произвести установку без выполнения доработок, замены деталей или агрегата). Установку дифференциалов повышенного трения необходимо выполнять специалистам высокой квалификации. При необходимости выполнения доработок может возникнуть потребность в токарных, фрезерных, шлифовальных и других станках.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий