Диференціал — це механічний пристрій, який ділить момент вхідного валу між вихідними валами. Найширше застосовується в конструкції приводу автомобілів, де момент від вихідного валу коробки передач (чи карданного валу) порівну ділиться між півосями правого і лівого колеса. У повноприводних автомобілях також може застосовуватися для ділення моменту в заданому співвідношенні між ведучими вісями.

Необхідність застосування диференціала в конструкції приводу автомобілів обумовлена тим, що зовнішнє колесо при повороті проходить довшу дугу, ніж внутрішнє.

Звичайний диференціал відмінно працює, доки ведучі колеса нерозривно пов'язані з дорогою. Але, коли одно з коліс опиняється в повітрі або на льоду, то крутиться саме це колесо, тоді як те, що стоїть на твердій землі втрачає всяку силу.

Звідси головний недолік звичайного диференціала : крутний момент від двигуна передається на колесо, яке легше прокручується. Звичайно, доцільніше передавати крутний момент на колесо з кращим зчепленням.

На сьогодні є багато вирішень проблеми буксуючого колеса, але ми розглянемо тільки деякі, що широко застосовуються на позашляховиках.

Ручний блоківник диференціала (ARB, TracTech, Maxi-Drive, K&S Vacuum Locker)

По команді з кабіни шестерні диференціала блокуються і колеса обертаються синхронно. Таким чином, диференціал можливо заблокувати на в'язкому грунті і відключити блокування на асфальті. Ідеальне рішення. Поєднання свободи на дорозі і упевненості поза дорогами.
Але такий тип блокувань має і недоліки. При їзді на таких автомобілях не можна вмикати блокування, коли автомобіль рухається. На заблокованому диференціалі можна їздити тільки на малих швидкостях і тільки на важкопрохідній місцевості. Включене блокування, особливо в передньому мосту, негативно впливає на керованість. Необхідність своєчасно вмикати і вимикати блокування, залежно від дорожніх умов. А вчасно невимкнене блокування нерідко призводить до поломки трансмісії.
Штатно встановлюється на деякі моделі позашляховиків Mercedes, Toyota, Mitsubishi.

 

Самоблокувальний диференціал сам вирішує, коли йому вмикатися.

Самоблокувальний диференціал підвищеного тертя (LSD)

Облаштування таких диференціалів досить просте і принципово нічим не відрізняється від облаштування звичайного відкритого диференціала. Для створення додаткового тертя, між півосями і чашкою диференціала додані комплекти блоків фрикційних пластин. Досить часто фрикційні блоки підпружинюють. Коли починається забіг однієї з півосей (буксування колеса) - диференціал перерозподіляє крутний момент на користь відстаючої півосі за рахунок тертя між фрикційними пластинами. Цей тип блокування має дуже великий недолік - під дією тертя пластин диференціал перешкоджає виникненню навіть невеликої зміни в кутових швидкостях півосей (яка потрібна в поворотах), що негативно впливає на керованість автомобіля. У зв'язку з цим, коефіцієнт блокування цих диференціалів зазвичай вибирають невеликим (інакше автомобіль матиме неадекватну керованість на дорозі). Проте, для автоспорту випускаються моделі таких диференціалів з досить високим конструктивно закладеним тертям пластин і відповідно до високим коефіцієнтом блокування. Для усіх фрикційних диференціалів необхідно застосовувати спеціальну оливу, яка містить присадки для нормальної роботи фрикційних блоків. Ці диференціали штатно встановлюються в задній міст багатьох позашляховиків - Toyota 4Runner (Hilux Surf), Toyota Land Cruiser, Nissan Terrano, Kia Sportage і т.п.

 

Червячні (гвинтові) блокування (Torsen, Quaife).

Усі вони грунтуються на властивості черв'ячної передачі "заклинювати" при певному співвідношенні крутних моментів. Такі диференціали передають велику частину моменту (до 80 %) небуксуючому колесу.

Визначається це маржей швидкостей обертання ведучих коліс. Якщо ця маржа невелика (автомобіль рухається в повороті), то диференціал поводиться як звичайний "відкритий", але варто одному з коліс забуксувати, як різниця кутових швидкостей коліс різко збільшується, черв'яки розклинюються і блокують диференціал.

Також слід зазначити властивість цих блокувань передавати більший крутний момент на колесо, яке має краще зчеплення з дорогою. Але це доки друге колесо залишається на землі. Варто йому повиснути в повітрі (діагональне вивішування) - гвинтове блокування перетворюється на звичайний диференціал. Щоб цього не сталося - при виробництві конструктивно роблять "переднатяг" черв'яків, також часто водії імітують зчеплення колеса з грунтом натисненням на педаль гальма.

Гвинтові блокування добре поводяться взимку, а також на піску. Але їх властивостей не вистачає для серйозного бездоріжжя, безпорадні в діагональних вивішуваннях. Зате працюють м'яко і не вимагають від водія спеціальних навичок керування. Довгий час Torsen був традиційним рішенням для Audi Quattro, але потім його змінили електронні системи.

Блокування типу Лок-райт

У дослівному перекладі "правильний замок". Цей тип блокувань перетворює диференціал на муфту двосторонньої дії.

Встановлена замість сателітів і напівосьових шестерень звичайного диференціала перетворює його на деяку подібність постійно включеного ручного блокування, але при цьому сама вимикається при необхідності. Таким чином в поворотах колеса розблоковані і мають можливість котитися з різною швидкістю.

Лок-райт – блоківник 100%-ї дії. Він завжди передає крутний момент на колесо, що має краще зчеплення з дорогою. При своїй простоті і порівняльній дешевизні такий тип блокувань знайшов багато прихильників серед любителів бездоріжжя.

Читайте також : як працює лок-райт

Блокування Lock - right складається з:

1) Двох куплерів. Вони передають крутний момент через півосі (або шруси) колесам.

2) Двох локерів. У перекладі з англійського - замки. Кожен відповідає за підключення/відключення свого куплера.

3) Пружин. Залежно від виробника їх кількість коливається від двох і вище. Вони запобігають "зависанню" локера у відключеному стані.

4) Штифтів. Зазвичай двох або чотирьох. У парі з віссю сателітів від них залежить правильність алгоритму роботи локерів, тобто вмикання/вимикання правого або лівого.

5) Вісі сателітів. Її завдання передавати крутний момент блокуванню.

 

Розглянемо можливі режими руху автомобіля і роботу блокування в цих режимах.

1. Автомобіль розганяється по прямій дорозі.

Вісь сателітів своєю силою розклинює два локера (стрілки 1, 2). Вони щільно притискаються до своїх куплерів і починають обертатись разом з віссю сателітів, передаючи крутний момент до коліс (стрілки 3).

Рис.1

2. Автомобіль їде накатом або гальмує двигуном по прямій дорозі.

Тепер колеса крутять трансмісію (стрілки 1). Крутний момент передається від куплерів через локеры до вісі сателітів, примушуючи її обертатись у напрямі руху (стрілка 3). Локери розклинені, але вже з протилежного боку вісі сателітів (стрілки 2).

Рис.2

3. Поворот (наприклад праворуч). Тиснемо газ.

У повороті внутрішнє колесо проходить менший шлях (стрілка 3), ніж зовнішнє. Відповідно при повороті праворуч ліве колесо обганятиме праве.

Лівий куплер внаслідок більшої швидкості тягне за собою локер (стрілки 4, 5), він виходить із зачеплення з віссю сателітів і виявляється точно над нею (Рис.3.1).

Чому локер не прокручується далі? За це відповідають штифти. Вони входять в овальні пази в локерах. Вільний хід штифтів в цих пазах і обмежує вільний хід локера.

Але ліве колесо разом з куплером продовжують обганяти, локер від провертання утримують штифти. Завдяки трапецеїдальним зубчикам локер, долаючи зусилля пружин, відштовхується від куплера (стрілка 6), даючи йому можливість обертатися далі (стрілка 5). Відбувається розблокування (Рис.3.2).

Отже, маємо передачу крутного моменту тільки на праве колесо (стрілки 1, 2, 3). Ліве від'єднане і вільно обганяє.

При повороті ліворуч - навпаки, обганятиме праве колесо, а ліве - розгоняти машину.

Рис.3.1

Рис.3.2

4. Поворот (наприклад праворуч). Скинули газ.

У повороті внутрішнє колесо проходить менший шлях, ніж зовнішнє. Відповідно при повороті праворуч ліве колесо обганятиме праве. Тут нічого не змінилося.

Але газ ми скинули, і тепер не вісь сателітів крутить колеса, а колеса крутять вісь. Але яке колесо, праве чи ліве? Природньо те, чий локер швидше "зустрінеться" з віссю.

Отже, вісь відстає, лівий куплер внаслідок більшої швидкості (стрілка 1) тягне за собою локер (стрілка 2), він зустрічається з віссю сателітів, розклинюється і передає їй крутний момент (стрілки 3, 4).

Тепер лівий локер разом з віссю сателітів обганяють праву сторону і виявляються над виїмкою в правому локері (Рис.4.1).

І знову в роботу вступають штіфти, не даючи правому локеру зустрітися з віссю і розклинитися. Таким чином правий локер знаходиться увесь час навпроти вісі, продовжуючи обертатись разом з нею і обганяючи правий куплер. Трапецеїдальні зубці локера, долаючи зусилля пружин, відштовхуються від куплера (стрілка 5) і відбувається розблокування (Рис.4.2).

Отже, маємо передачу крутного моменту тільки від лівого колеса. Праве від'єднане і вільно "спізнюється" (стрілка 6) .

При повороті ліворуч - навпаки, буде від'єднано ліве колесо, а праве - гальмувати машину.

Рис.4.1

Рис.4.2

5. Автомобіль забуксував в повороті.

Як ми вже з'ясували - в поворотах блоківник розблокований. Але цей стан буде доки автомобіль не забуксує. Коли швидкість внутрішнього колеса зросте до швидкості зовнішнього (стрілки 3) - вісь зустрінеться з другим локером і передасть крутний момент на два колеса (стрілки 1, 2). Маємо знову заблокований диференціал (Рис.5).

Рис.5

 

З цих можливих варіантів руху автомобіля можна зробити висновки про роботу блокування Лок-райт:

1) Лок-райт заблокований постійно, а коли необхідно сам розблоковується (у поворотах, їзда по нерівностях).

2) У розблокованому стані крутний момент від двигуна передається на колесо, що має краще зчеплення з дорогою. А при его пробуксовці Лок-райт знову блокується на 100%.

 

1. Яка гарантія на блокування?


2. Якщо поставити лок-райт в передній міст, то машина зможе повертати?


3. Чи обов'язково при їзді по асфальту вимикати хаби або досить вимкнути міст роздавальною коробкою?


4. Як елементарно перевірити роботу блокування лок-райт?


5. Яку оливу ви рекомендуєте заливати в міст з блокуванням лок-райт?


6. Лок-райт заблокований тільки коли колеса рухаються прямо? Адже в повороті він розблоковується.


7. Особливості керування автомобілем зі встановленим блокуванням лок-райт.

 

1. Яка гарантія на блокування?

Гарантія на блокування 12 міс.з дня продажу.

2. Якщо поставити лок-райт в передній міст, то машина зможе повертати?

Звичайно. При повороті зовнішнє колесо почне обганяти внутрішнє і локер розблокується. Кермо вільно обертається, відмінностей від звичайного "вільного" диференціала ви не помітите.

3. Чи обов'язково при їзді по асфальту вимикати хаби або досить вимкнути міст роздавальною коробкою?

Експлуатація автомобіля з блокуванням не відрізняється від експлуатації автомобіля зі звичайним диференціалом. Тому керуйтеся рекомендаціями виробника Вашого автомобіля.

4. Як елементарно перевірити роботу блокування лок-райт?

Спосіб 1: Увімкніть хаби. Роздавальна коробка в режимі 2wd (повний привід вимкнений). Проїдьте автомобілем декілька поворотів. При цьому кермо нікуди не повинно тягнути. "Важке" кермо" - ознака неробочого блокування лок-райт.

Спосіб 2: Увімкніть хаби. Роздавальна коробка в режимі 2wd (повний привід вимкнений). За допомогою домкрата вивісьте одне переднє колесо та обертайте його руками. Колесо повинне легко обертатися, при цьому з переднього моста буде чути легкі клацання блокування, що розблокувалося.

5. Яку оливу ви рекомендуєте заливати в міст з блокуванням лок-райт?

Спеціальну оливу для експлуатації локера "Аміса" не потрібно. Використовуйте рекомендовану оливу виробником Вашого автомобіля. Не допускайте роботи редуктора зі зниженим рівнем оливи.

6. Лок-райт заблокований тільки коли колеса рухаються прямо? Адже в повороті він розблоковується.

Так, лок-райт в повороті розблоковується. Але це доки є різниця в швидкостях лівого і правого коліс. Досить відстаючому колесу забуксувати - воно "наздожене" випереджаюче колесо і локер знову заблокується. 7. На відміну від вільного диференціалу, який розподіляє крутний момент між колесами, з встановленим блокуванням лок-райт є особливості в керуванні автомобилем. І головна відмінність в тому, що лок-райт не розподіляє крутний момент між колесами, а під'єднує-від'єднує колеса в залежності від умов.

Особливості керування автомобілем з встановленим блокуванням лок-райт у задній міст:

при прямолінійному русі особливих відмінностей не спостерігається, машина поводить себе як без блокування. А ось в поворотах робота лок-райта починає проявлятися. Машина намагається "продовжити" прямолинійний рух. При крутому повороті ведучим стає внутрішнє колесо і якщо надмірно начавити важіль газу або на дорозі наявний сніг (гравій, пісок) - тоді внутрішнє колесо пробуксує, блокування підключить зовнішнє и маємо занос задньої частини автомобіля. Саме тому рекомендуєтся проходити повороти на "рівному" газу чи ледь скидаючи газ. При старті автомобіля в поворот набирати швидкість потрібно плавно, постійно контролюючи момент пробуксовки колеса. Ця особливість поведінки автомобіля в поворотах призводить до деякого дискомфорту при їзді по місту. На бездоріжжі з невеликими швидкостями ця незручність непомітна і лок-райт демонструє тільки свої плюси.

Особливості керування автомобілем з встановленим блокуванням лок-райт у передній міст:

переважна більшість позашляховиків мають постійний задній привід і передній що підключається. Для повсякденної їзди по місту і регулярних виїздів на природу рекомендується встановлення лок-райта в передній міст. Це дозволить зберегти динаміку і керованість автомобіля з вільним диференціалом та підвищену прохідність на бездоріжжі. Хоча й тут є свої відмінності, які добре помітні при їзді по місту взимку. Ці особливості походять від алгоритму роботи блокування: ведуче колесо те, яке більше навантажене (внутрішнє при повороті чи яке має краще зчеплення з дорогою). Зазвичай зимова дорога має ділянки з різним покриттям: лід, асфальт, сніг, пісок... Природьно, що машину тягне колесо, яке має краще зчеплення з дорогою. Як результат водій чітко "чує" на кермі де асфальт чи сніг. При цьому кермо випускати з рук не можна, інакше машину "поведе". В поворотах також не можна сильно газувати, інакше буде пробуксовка обох передніх коліс і автомобіль просто не поверне. Скидаючи газ спостерігається явище навпаки - "довертання" автомобіля. При певному досвіді, комбінуючи керування кермом і газом, можливо досягти дуже непоганої керованості на ожеледиці, яка недосяжна при їзді зі звичайним диференціалом. Також неприпустимі люфти в рульовому керуванні автомобіля, неправильні кути встановлення коліс, різні діаметри коліс (різний тиск, неоднакове зношення), що обов'язково призведе до погіршення керованості. При їзді на бездоріжжі перерахованих незручностей не спостерігається завдяки малим швидкостям та приблизно однакового зчеплення коліс з дорогою.

Також читайте: Робота Lock-right