Самоблокирующийся дифференциал плюсы и минусы

0
2625

Содержание

  • 11 Января, 2019
  • Автомобили
  • Евгений

Самоблокирующийся дифференциал на "Ниву", как и любой другой аналог, представляет собой приспособление, служащее для трансформации крутящего момента от двигателя транспортного средства к колесам при помощи трансмиссионных элементов. Заводской самоблок свободной конфигурации при буксовании одного колеса не может воздействовать на второе. Получить необходимую разность на бездорожье помогает блокировка рассматриваемой детали. Она повышает момент кручения на одном из колес, которое лучше держит сцепление с дорогой. Альтернативой может послужить принудительный метод блокировки. Попробуем разобраться, насколько эффективен самоблокирующийся дифференциал на «Ниве», а также способ монтажа данного узла.

Особенности

Если автомобиль оснащается полным приводом, это не означает, что он имеет возможности вездехода. Часто по причине конструкционных особенностей внедорожники попадают в коварные ловушки песчаных и размытых трасс. Отечественные автомобили – далеко не исключение. Имеется предположение, что самоблокирующийся дифференциал на «Ниве» станет важным дополнением, особенно если владелец планирует активно эксплуатировать машину в условиях бездорожья.

Дифференциал повышенного трения, или самоблок, как еще называют рассматриваемую деталь, обеспечивает стопор колес автоматически в нужный временной отрезок. Его можно обозначить как промежуточный вариант между свободным аналогом и полной блокировкой. Возможности обоих приспособлений оптимально совмещает в себе самоблок.

Разновидности

Различают две основные группы самоблокирующихся дифференциалов. Первая разновидность работает в зависимости от угловых скоростных параметров по осям транспортного средства. В свою очередь, эти модификации подразделяются на несколько подвидов, а именно:

  • дисковые версии;
  • модели, оснащенные вязкостной муфтой;
  • варианты с электронным действием.

Ко второму типу причисляют механизмы, которые блокируются в соответствии с моментами кручения на осях. В эту группу входят червячные модификации.

Кроме того, различают межосевые и межколесные самоблоки. С их помощью крутящий момент распределяется между осями либо колесами, соответственно. От момента рассредоточения усилия напрямую зависит конструкция механизма, которая может быть симметричной или несимметричной. На полноприводных внедорожниках устанавливается одновременно три комплекта дифференциалов, два – между колесами, один – между осями.

Какой лучше поставить самоблокирующийся дифференциал на "Ниву"?

На отечественный внедорожник можно монтировать электронный, комбинированный, механический либо пневматический самоблок. Модель первого типа обладает существенным преимуществом перед остальными версиями. Для его активации просто необходимо нажать кнопку. Работа механизма осуществляется автоматически, но только при условии, что машина движется на скорости, которая меньше порогового показателя. Отключение системы происходит при достижении режима, выше номинального параметра.

Пневматический вариант — приспособление, монтируемое на оба моста. К плюсам механизма относятся компактные размеры, принцип работы основан на использовании пневматической системы. Самоблок механического типа – самый дешевый и простой по конструкции. Надежность и эффективность эксплуатации зависит от двух полуосевых и пары распорных муфт, а также штифтов, пружин.

Параметры и критерии выбора

На определение с самоблокирующимся дифференциалом на «Ниву» влияет модель авто, эксплуатационные условия, стилистика вождения, прочие объективные и субъективные факторы. К примеру, шариковая версия повышает нагрузку на рулевую колонку, что в корне меняет способ езды водителя. В полной мере это выражается на поворотах и разворотах, при неумелом обращении приводит к деформациям деталей трансмиссии.

Правильный подход выбора самоблоков заключается в учете момента, какая ось транспортного средства будет оснащаться указанным механизмом. Это связано с тем, что число шлицев отличается у различных модификаций. Их может быть 22 или 24 штуки. Обращайте внимание на маркировку, имеющуюся на упаковке. Обычно там присутствует информация, можно ли устанавливать приспособления для определенной марки автомобиля? Еще один момент – степень трансформации момента кручения (0,5 или 0,7). Здесь выбор зависит от владельца машины.

Преимущества и недостатки

Чтобы выяснить, какой лучше самоблокирующийся дифференциал на «Ниву», необходимо сравнить достоинства и недостатки по отношению к штатному аналогу авто. К преимуществам относят:

  1. Повышение проходимости транспортного средства по крутым, скользящим и ухабистым поверхностям.
  2. Не требуется вносить изменения в конструкцию машины, поскольку самоблок монтируется на место штатного элемента. Рекомендуется проводить работы по установке в специализированной мастерской или сделать это самостоятельно.
  3. Рассматриваемый механизм работает автоматически, не требует специальной подготовки шофера.

Недостатки установки самоблокирующегося дифференциала на «Ниву»:

  • управление рулем становится туже, что требует прикладывания добавочных усилий;
  • рабочий ресурс меньше, чем у заводского элемента;
  • на поворотах изменяется стиль управления;
  • нет полной гарантии блокирования.

Различные модификации самоблоков обладают своими нюансами, зависящими от производителя, типа разработки, установленных комплектующих компонентов.

Самоблокирующийся дифференциал на «Ниву» своими руками

Для выполнения процедуры самостоятельно необходимо изучить особенности конструкции автомобиля. Сначала определяются с местом производства работ. Там должно быть достаточно места. Машину при помощи домкратов вывешивают, снимают колеса, сливают машинное масло из корпуса редуктора, демонтируют ведущий привод. Эту процедуру выполняют посредством отвинчивания крепежных гаек накидным ключом со снятием редукторной крышки и прокладки.

Демонтаж полуосей и подшипников

Чтобы установить самоблокирующийся дифференциал на «Ниву» 4х4, необходимо аккуратно и качественно произвести снятие полуосей. Потребуется специальный съемник. Иначе это проблематично, поскольку металл прикипает к шлицам. Этапы демонтажа полуосей и подшипников:

  1. Отвинчивают все болтовые гайки на пластинчатом элементе фиксации полуосевого подшипника.
  2. Проводят стопорение тормозного блока болтами или арматурой подходящего диаметра. Если игнорировать эту процедуру, трубки тормозов оторвутся.
  3. Снимается непосредственно полуось при помощи спецприспособления.
  4. Для демонтажа подшипников понадобится гидравлический пресс, который облегчит посадку обоймы на вал с высокой точностью.
  5. Откручивают гайку ступичных подшипников, достают втулку.
  6. Отвинчивают крепежную гайку, фиксирующую рычаг с поворотным кулачком.
  7. Вынимают пластину-ступор, отводят рычаг.
  8. Отсоединяют все крепежи, разъединяют ступицу с диском тормоза и кулак. Демонтируют подшипник, предварительно зафиксировав поворотный элемент в тисках. Установка подшипника также производится прессованием.

Сборка узла

Когда вы определились с лучшим самоблокирующим дифференциалом на «Ниву», можно приступать к сборке узла. Изначально выполняют регулировку зазоров, что не так просто. Для этого используют специальные шайбы разной толщины. Как вариант, точность выставляют, используя безмен. Один край шнура (примерно метр в длину) наматывается на фланец, а второй – фиксируется за весы. Тянут приспособление в намотке, не забывая отметить поворотный момент.

Для обеспечения корректного функционирования редуктора перед комплектацией частей герметизируют элементы. Если этого не сделать, вскоре после монтажа наблюдается появление дефектов, вплоть до полной поломки некоторых деталей. После обработки поверхностей герметиком выжидают время до его полного высыхания. Далее редуктор заполняют новым маслом. Все уплотнительные компоненты с деформациями и намеком на протекание – заменяют. Сборку механизмов осуществляют в зеркальном порядке. После того как замена и установка деталей окончены, следует проверить работу тормозного узла. Это очень важно, поскольку нарушение в работе деталей влияет на безопасность дорожного движения.

Что говорят пользователи?

Как свидетельствуют отзывы, самоблокирующийся дифференциал на «Ниву» целесообразно устанавливать не во всех случаях. Если водитель намерен эксплуатировать постоянно транспортное средство на серьезном и труднопроходимом бездорожье, монтаж самоблока имеет смысл. При регулярной езде по городу или проселочной дороге – такая идея неактуальна. Имеющийся заводской аналог в таких случаях неплохо справляется сам, да и срок службы у него больше.

Кроме того, пользователи рекомендуют самостоятельно устанавливать механизм только в том случае, если у владельца имеются соответствующие навыки и четкое представление о конструкционных особенностях транспортного средства. В противном случае воспользуйтесь услугами автосервиса. Выбор конфигурации самоблока и места его монтажа зависит исключительно от предпочтений хозяина машины.

Главной из особенностей работы обычного свободного дифференциала есть то, что во время пробуксовки одной из ведущих осей (либо одного колеса) происходит передача крутящего момента, которого не достает для движения, на другую. Следовательно, по своей сути блокировка дифференциала необходима для повышения крутящего момента на оси (либо колесе) с наилучшим сцеплением.

Блокировка самого дифференциала может производиться как принудительно (механическим способом), так и в автоматическом режиме. В случаях производства принудительной блокировки дифференциала, все происходит только по команде водителя, поэтому автолюбители дали этому процессу другое название – ручная блокировка. А при автоматической блокировке дифференциала, данный процесс осуществляется при помощи специально разработанных технических устройств под названием самоблокирующиеся дифференциалы.

Основные сведения о дифференциалах.

1. Для того чтобы произошла блокировка дифференциала нужно обязательно выполнить одно из следующих действий:

  • произвести ограничение вращения сателлитов;
  • создать соединение одной полуоси с корпусом самого дифференциала.

Причем сама эта блокировка, исходя из степени блокирования, может быть либо полной, либо частичной.

При полной блокировке происходит жесткое соединение рабочих частей дифференциала, что провоцирует полную передачу крутящего момента на колесо, имеющее максимальное сцепление с покрытием. А при частичной –ограниченное (повышение крутящего момента опять же приходится на колесо с наилучшим сцеплением).

2. Показатель роста крутящего момента на необходимом колесе оценивается как коэффициент блокировки. То есть, если говорить другими словами, под коэффициентом блокировки понимают отношение возникшего крутящего момента на свободном колесе к моменту на буксирующем (забегающем) колесе. Для свободного симметричного дифференциала такой показатель (коэффициент блокировки) будет равен единице, так как на каждом из колес показатели крутящего момента всегда одинаковы (ровны). А в случае блокировки дифференциала данный коэффициент может иметь значение от 3 до 5. При этом дальнейшее повышение коэффициента блокировки совсем нежелательны из-за того, что, скорее всего, они спровоцируют выход из строя элементов трансмиссии.

3. Блокировка дифференциала может применяться как на межосевых дифференциалах, так и на межколесных дифференциалах. Причем на полноприводном автомобиле в целях повышения управляемости блокировка межколесного переднего дифференциала не производится.

Автоблокировка дифференциала.

Самоблокирующийся дифференциал (он также известен как дифференциал повышенного трения), по сути, есть ничто другое, как компромисс между абсолютной 100%-ной блокировкой и свободным дифференциалами, так как в своей работе может при необходимости реализовать возможности как одного, так и другого. Причем компромисс этот может требоваться в двух случаях:

  1. из-за возникновения разности в показателях угловых скоростей самих колес (сюда можно отнести: дифференциал с так называемой вязкостной муфтой, дисковой дифференциал и электроблокировку дифференциала);
  2. из-за различия крутящих моментов.

Осуществляется он автоматически, то есть без каких-либо усилий со стороны водителя, в моменты пробуксовки авто и имеет свои достоинства и недостатки.

Плюсы и минусы самоблокирующегося дифференциала.

Самый главный и, пожалуй, единственный недостаток «умного» механизма передачи крутящего момента на нужное колесо состоит в том, что он пытается крутить колеса с равной скоростью даже тогда, когда это совершенно не нужно, например, на поворотах. В то время как с дифференциалами, в которых блокировка осуществляется вручную, такого не происходит, ведь водитель сам решает, когда эту самую блокировку осуществлять.

Но этот факт легко перекрывается целым рядом достоинств самоблокирующегося дифференциала. Невысокая стоимость, простота монтажа, отсутствие необходимости выполнения человеком, управляющим авто, дополнительных действий во время движения, минимальный риск поломки полуосей неопытным водителем – все это делает применение рассматриваемого в данной статье механизма более чем оправданным.

Что такое самоблокирующийся червячный дифференциал?

Самоблокирующийся червячный дифференциал (самоблок) — устройство, которое позволяет частично компенсировать главный недостаток свободного дифференциала, а именно его полную беспомощность при наезде одного колеса на скользкое покрытие. По принципу работы, самоблокирующиеся дифференциалы можно разделить на два типа: speed sensitive, то есть срабатывающих от разницы в угловых скоростях вращения полуосей, и torque sensitive — срабатывающих от разницы передаваемого на полуоси крутящего момента. Для понимания работы самоблока сначала разберёмся с принципом работы обыкновенного дифференциала и его недостатками.

Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга. Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Принцип работы обыкновенного дифференциала

Почему для этого нужен дифференциал? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу. В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо. Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой).

При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте. Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами. Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду). В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса. Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой. Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста. Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).

Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт ? Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, отдаст весь полученный крутящий момент на это колесо. Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится передать крутящий момент туда, куда легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче отдать момент на мост с прокручивающимся на льду колесом, нежели чем на мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль. В результате, весь крутящий момент от двигателя и коробки передач пойдёт на раскручивание единственного колеса, находящегося на льду. Остальные три колеса остановятся и не будут получать никакого крутящего момента от дифференциалов. Итог: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое проскальзывает на льду — полноприводный автомобиль «застрял». Как же заставить дифференциалы передавать крутящий момент на колёса с более хорошим дорожным сцеплением? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже.

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи. В данном разделе мы рассмотрим способ частичной блокировки с помощью самоблокирующегося дифференциала. Другие способы частичной блокировки дифференциала можно посмотреть здесь, а с метод полной блокировки дифференциала можно ознакомится в разделе «Что такое принудительная блокировка?»

Самоблокирующийся червячный дифференциал типа «Квайф»

Автором этой конструкции является англичанин Rod Quaife. В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки.

Принцип работы cамоблокирующегося дифференциала

На рисунке приведен эскиз самоблокирующегося дифференциала. Рассмотрим его элементы и принцип работы.

Когда одно из колес (например, правое) начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня 4 вращается медленнее корпуса 1 и поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит 5. Он передает движение связанному с ним сателлиту 5 из левого ряда, а тот, в свою очередь, на левую полуосевую шестерню 3. Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни 3, 4 и сателлиты 5, 6 торцами к корпусу 1, 2. Сателлиты 5, 6 также прижимаются к поверхности отверстий 8, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы осуществляющие частичную блокировку. Степень блокировки определяется соответствующим коэффициентом.

— Мы производим и продаем Cамоблокирующиеся дифференциалы на следующие марки и модели автомобилей: