Работа блокировки полного привода

Блокировка межосевого дифференциала: что это такое

В современных автомобилях есть немало узлов и агрегатов, которые имеются во всех моделях всех марок. Одним из них является дифференциал. Он необходим для того, чтобы обеспечить разную угловую скорость колес, расположенных при повороте на внешнем и на внутреннем его радиусе. У полноприводных автомобилей есть еще межосевой дифференциал, который в большинстве случаев оснащен блокировкой.

В данной статье мы расскажем о том, что такое межосевой дифференциал, для чего нужна блокировка межосевого дифференциала и каких основных типов она бывает.

Что такое межосевой дифференциал

В любом автомобиле есть как минимум один дифференциал. Такое устройство делит крутящий момент, поступающий в него с входного вала, между полуосями передающими его на каждое из ведущих колес. Полноприводный автомобиль (то есть имеющий четыре ведущих колеса) оснащается как минимум двумя дифференциалами, по одному на каждую пару. В большинстве случаев на них устанавливается еще один, межосевой, который имеет возможность блокирования.

Необходимость использования межосевого дифференциала на автомобилях с полным приводом вызвана тем, что им приходится передвигаться в достаточно сложных условиях, часто по неровной местности. В таких случаях на разные оси автомобиля создается разное давление и поэтому необходимо производить распределение между ними крутящего момента.

Для чего нужна блокировка межосевого дифференциала

Следует заметить, что у любого дифференциала (в том числе и межосевого) наряду с его главным достоинством, состоящим в обеспечении разделения крутящего момента, есть и один существенный недостаток. Он является прямым следствием преимущества и заключается в том, что если колеса одной из осей начинают буксовать, то именно на них дифференциалом передается больший крутящий момент. Это существенно понижает проходимость автомобиля, что совершенно недопустимо для внедорожников. По этой причине практически все межосевые дифференциалы, устанавливаемые на них, оснащаются функцией блокировки.

Когда она включена, то на обе оси автомобиля передается одинаковый крутящий момент. Благодаря этому на те колеса, которые не пробуксовывают, транслируется такое же усилие, что и на пробуксовывающие. Это необходимо для того, чтобы машина могла миновать «скользкое место».

Читайте также: Кроссовер — что это такое.

Разновидности блокировок межосевого дифференциала

В современных внедорожниках реализовывается два типа блокировки межосевого дифференциала: ручная и автоматическая. Оба они предполагают или полное, или частичное выключение узла. Чаще на автомобилях повышенной проходимости устанавливаются автоматические блокировки межосевых дифференциалов. Существует три их основных разновидности:

• Блокировка с вискомуфтой;
• Блокировка типа Torsen;
• Блокировка с фрикционной муфтой.

Каждый из этих видов блокировки имеет свои конструктивные особенности и преимущества.

Блокировка с вискомуфтой

Такая разновидность блокировки межосевого дифференциала является на сегодняшний день наиболее распространенной. Она построена по симметричной планетарной схеме, в основе которой лежит взаимодействие между собой конических шестерен. Одним из важнейших элементов ее конструкции является наполненная масляной воздушно-силиконовой смесью герметично закрытая полость. Она связана с полуосями посредством двух отдельных пакетов дисков.

Если полноприводный автомобиль едет с постоянной скоростью по ровной поверхности, то межосевой дифференциал, снабженный такой системой блокировки, транслирует крутящий момент на переднюю и заднюю ведущие оси в соотношении 50% на 50%. В том случае, если вращение одного из пакетов дисков ускоряется, то за счет повышения давления в герметичной полости вискомуфта начинает блокировать (то есть тормозить) соответствующий пакет. Благодаря этому угловые скорости выравниваются, и, по сути дела, происходит блокировка межосевого дифференциала.

Основными достоинствами такой системы являются простота ее конструкции и невысокая стоимость. Именно эти факторы обусловили широкое распространение вискомуфт в системах блокировок межосевых дифференциалов современных внедорожников. Что касается недостатков такой конструкции, то к ним следует отнести неполное автоматическое блокирование, а также риск перегрева в том случае, если она работает в течение длительного периода времени. Дело в том, что значительная часть передаваемой ей кинетической энергии вращения преобразовывается в энергию тепловую.

Блокировка типа Torsen

Она состоит из таких основных элементов, как корпус, левая и правая полуосевые шестерни, их сателлиты и выходные валы. Специалисты в области автомобилестроения считают, что конструкция блокировки межосевого дифференциала этого типа является на сегодняшний день наиболее эффективной и совершенной.

Основу этого механизма блокировки составляют две пары червячных колес, в каждой из которых есть ведущее и ведомое (они называются полуосевыми и сателлитами). Функционирование этой системы основывается на некоторых особенностях, которые имеют шестерни такого типа. Если все колеса автомобиля имеют одинаковое сцепление с поверхностью, то дифференциал работает в штатном режиме. Как только одно из них начинает по тем или иным причинам вращаться быстрее остальных, то сателлит, связанный с ним, пытается начать вращение в обратную сторону. Вследствие этого происходит перегрузка червячной шестерни, а выходные валы блокируются. «Высвободившийся» крутящий момент переходит на другую ось, в результате чего его значения уравниваются.

Важнейшими преимуществами блокировки межосевого дифференциала типа Torsen являются очень высокая скорость срабатывания и широкий диапазон значений переброски вращающего момента с оси на ось. Кроме того, такая блокировка не перегружает тормозную систему автомобиля. Основным недостатком такой конструкции ее сложность.

Блокировка с фрикционной муфтой

Главной отличительной особенностью такой системы является то, что она предполагает возможность как автоматической, так и ручной блокировки межосевого дифференциала. Конструктивно она очень похожа на системы с вискомуфтой, только вместо последней в ней установлены фрикционные диски.

При плавном движении автомобиля угловые скорости между его ведущими осями распределяются равномерно. Если одна из полуосей ускоряется, то фрикционные диски сближаются, сила трения между ними увеличивается, в результате чего происходит притормаживание полуоси.

Системы блокировки межосевых дифференциалов, устроенные на основе фрикционных муфт, на серийных автомобилях практически не применяются. Она достаточно сложна по своей конструкции, к тому же имеет невысокий ресурс из-за того, что рабочие элементы (фрикционные диски) быстро изнашиваются. Кроме того, устройства блокировки с фрикционными муфтами требуют частого обслуживания.

Читайте также: Что такое паркетник и чем он отличается от внедорожника.

Источник

5 правил работы с принудительными блокировками

В понимании начинающего офф-роуд энтузиаста полный привод – «это когда все четыре колеса гребут». И сколько разочарования ждёт застрявшего покорителя бездорожья, когда гребут только два из них

С егодня мы попробуем объяснить, почему так происходит и что с этим делать. Правда, сначала заметим, что наш рассказ адресован в первую очередь владельцам полноценных внедорожников, имеющих раздаточную коробку с «железным» подключением второго, как правило переднего моста. Впрочем, владельцам автомобилей, не оснащённых раздаточной коробкой, то есть тем, у кого привод к колёсам подключается посредством дисковых муфт, материал тоже будет полезен, разве что реализовать всё в нём написанное у них не получится. Просто эти прекрасные автомобили в меньшей степени предназначены для бездорожья, а потому не смогут полностью использовать потенциал грязевой резины с развитыми грунтозацепами.

Особенно мешают дифференциалы в случае переезда препятствия по диагонали

Слабый грунт, болото и скользкая глина – вот, где включённые
блокировки помогут реализовать всю мощь грязевой резины

Для распределения крутящего момента от мотора к колёсам все внедорожники оснащены специальной системой, которая называется «трансмиссия». Она устроена так: вращение от мотора передаётся коробке передач, необходимой для выбора прилагаемого к колёсам усилия. Это происходит через специально подобранные пары шестерён. Высокие передачи служат для быстрой езды, но усилие к колёсам при этом прикладывается меньшее. А низкие, например первая или вторая, дают большую силу, передаваемую к колёсам, но меньшую скорость. Это нужно для разгона машины или езды в тяжёлых условиях, например на подъёме. Преобразованное коробкой передач вращение от двигателя у полноприводника передаётся на следующую коробку – раздаточную, которая называется так потому, что раздаёт крутящий момент на переднюю и заднюю оси.

В повороте передняя и задняя оси автомобиля проходят разный путь, поэтому, чтобы исключить проскальзывание колёс, раздаточную коробку иногда оснащают дифференциалом.

Включённая передняя блокировка при движении в глубокой
скользкой колее может не дать колёсам из неё выбраться

Если он есть, то автомобиль может использовать полный привод во всех случаях, и такую схему полного привода с межосевым дифференциалом называют «постоянный полный привод». Им комплектуются наиболее продвинутые и дорогие внедорожники, а также наша Niva. Если его нет, то полный привод можно подключать только на покрытии, где пробуксовка шин позволяет компенсировать разницу пути, проходимого передней и задней осями в повороте. Колёса одной оси тоже проходят разный путь в повороте, поэтому каждый ведущий мост оснащён дифференциалом, позволяющим компенсировать эту разницу. Но так происходит только на асфальте, где все колёса одинаково хорошо сцепляются с поверхностью.

В повороте передняя и задняя оси автомобиля проходят разный путь.
Поэтому, чтобы исключить проскальзывание колёс, раздаточную коробку
иногда оснащают межосевым дифференциалом

Блокировка дифференциала позволяет механически заблокировать
вращение одной полуоси автомобиля относительно другой,
заставляя колёса крутиться синхронно

На бездорожье свободный, незаблокированный дифференциал может уменьшить проходимость машины, передавая вращение от мотора только на то колесо, которое имеет худший контакт с дорогой, одновременно обездвиживая другое, плотно с ней контактирующее.

Проще говоря, крутящий момент уйдёт на то колесо, которое легче крутится, буксует. Особенно ярко этот недостаток дифференциалов проявляется при преодолении препятствия наискось, когда автомобиль попадает в ситуацию диагонального вывешивания (буксуют два диагонально противоположных колеса). Также он заметен, когда внедорожник проваливается одной стороной в канаву и буксуют два колеса с одной стороны – той, которая выше. При этом два свободно вращающихся колеса лишены зацепа с грунтом. И даже если автомобиль обут в серьёзную грязевую резину, такую как наша Toyo Open Country M/T, он не сможет в полной мере использовать возможности мощных грунтозацепов. Для устранения этой проблемы существуют устройства блокировки межколёсных дифференциалов, которые, если подробно не вдаваться в особенности конструкции, принуждают оба колеса одной оси вращаться вместе, вне зависимости от сцепления с поверхностью.

Казалось бы, вот она – панацея! Съехал на грунт, заблокировал дифференциалы, и всё – проедем везде! Однако надо понимать, где и когда блокировками можно пользоваться.

Мы, конечно, ведём речь о настоящих (принудительных) блокировках, которые по команде водителя механически блокируют межколёсные дифференциалы. Существуют ещё и автоматические блокировки, которые действуют сами по себе, независимо от водителя. Но они, как правило, или не блокируют дифференциалы полностью, или не предназначены для дорог общего пользования. Есть и третий вид – электронные псевдоблокировки, имитирующие механические, но использующие лишь тормозные механизмы буксующего колеса. Хотя такие системы позволяют двигаться с любой скоростью по любым дорогам, они редко бывают способны полностью перенаправить крутящий момент к буксующему колесу и потому применяются на настоящих внедорожниках только как дополнительные.

В каких случаях нужны блокировки? Прежде всего, при переезде геометрических препятствий, когда колеса вывешиваются. Второй случай – слабый грунт, глубокий рыхлый снег, болото и скользкая глина. Особенно хорошо видна эффективность работы блокировок при движении на скользком подъёме. Однако есть моменты, когда включённые блокировки, наоборот, могут помешать.

Нельзя включать принудительные блокировки на асфальте и дорогах общего пользования! С включёнными блокировками машина может выйти из-под контроля в повороте, особенно если заблокирован передний дифференциал.

Да и с включённой задней блокировкой машина крайне неохотно входит в поворот. Наиболее заметно это на сухом асфальте. Правда, включив заднюю блокировку, легче выполнять управляемый занос, но это уже отдельная тема.

Итак, в каких случаях передняя блокировка не нужна? Можно с уверенностью сказать, что в большинстве ситуаций достаточно только задней. А при движении, например, по глубокой скользкой колее вы вообще не выберетесь, если она будет включена. Даже опытные джиперы часто не знают об этом нюансе и елозят вперёд-назад по колее с заблокированным передним мостом и вывернутыми до упора колёсами. И так пока не надоест. А после, кряхтя, расчехляют лебёдку, хотя иногда достаточно просто отключить переднюю блокировку.

Но есть случаи, когда включённая передняя блокировка не уменьшает, а, наоборот, увеличивает манёвренность машины. Это прежде всего происходит при движении по очень сильно пересечённой местности, когда передние колёса по очереди вывешиваются, и внедорожник управляется фактически только одним передним колесом, которое не вывешено. И при движении на очень крутых спусках, когда машина почти падает со склона. В таком случае, как мы уже рассказывали, требуется газовать, чтобы выровнять автомобиль. Но отсутствие контакта на одном из передних колёс приводит к пробуксовке и потере управления, поэтому в таком случае передняя блокировка может очень помочь. Задняя блокировка хороша на слабом грунте всегда, кроме случаев, когда нужна манёвренность. Кроме того, надо иметь в виду, что она так же сильно распрямляет траекторию движения машины в повороте.

Необходимо помнить: движение с высокими скоростями на заблокированных мостах, а особенно прыжки, чревато поломкой трансмиссии.

Больше всего страдают полуоси. Большие колёса с мощным зацепом при подпрыгивании резко раскручиваются, а в момент приземления просто впиваются грунтозацепами в землю и резко затормаживаются. И в этот миг излишний момент на колесе рвёт полуось или ШРУС. Так что, запрыгивая ходом на крутой короткий подъём, выключайте хотя бы переднюю блокировку. Потому что на самом верху передние колёса оторвутся от грунта и при приземлении может произойти обрыв привода. В любом случае не газуйте в прыжке!

При включении и выключении управляемых блокировок следует помнить, что они приводятся в действие не мгновенно. Трансмиссия должна хоть немного вращаться без нагрузки, чтобы зубья смогли войти в зацеп.

Поэтому после нажатия на кнопку нужно проехать хоть какое-то расстояние для того, чтобы блокировка включилась. А чтобы ее выключить, зачастую приходится не только поездить вперёд-назад, но и покрутить рулём, чтобы кулачки, замыкающие блокировку, разгрузились и смогли выйти из зацепления.

В общем, вывод очевиден: только полноценные управляемые блокировки помогут вам реализовать всю мощь грунтозацепов настоящей внедорожной резины.

Благодарим мотоклуб «Кутузовский Редут» за помощь в организации съёмки

Источник