Автомобильный дифференциал и системы его блокировок

Благодаря наличию в автомобиле такого механизма, как дифференциал, колеса двигающегося автомобиля на поворотах, кочках и других неровностях проходимого пути, могут двигаться с разной скоростью. Это помогает повысить манёвренность автомобиля и скорость его движения при достаточно жёсткой конструкции рабочих узлов.

Устройство автомобильных дифференциалов довольно простое: на главную пару, к ведомой шестерёнке крепится коробка, в которую заключены два сателлита на оси, передающие вращательные движения на две других шестерни полуосей; те, в свою очередь, и заставляют вращаться колеса с нужной скоростью. Такая конструкция позволила передавать больший крутящий момент на ту полуось и шестерню, которая будет оказывать наименьшее сопротивление при вращении. Во время поворота такое сопротивление оказывает полуось, отвечающая за вращение внешнего колеса, так как при таком манёвре внутреннее колесо получает больше нагрузки и оказывает большее сопротивление соответственно.

К сожалению, как и любой механизм, дифференциал, иногда даёт сбои. Так, например, из-за попадания колеса на скользкую поверхность — лёд или грязь, автомобиль начинает буксовать. Связанно это с тем, что потеряв нормальный контакт с дорожной поверхностью, колесо, а с ним и его полуось начинают оказывать меньшее сопротивление при вращении на сателлитах, отбирая мощность у другого колеса. Для того чтобы предупредить подобные инциденты дифференциал дополнили системой блокировки. Систем блокировок много и все они разные, рассмотрим некоторые из них.

Системы блокировки дифференциала

Первое, что нужно знать о системах блокировки, которыми может быть оснащён дифференциал — они бывают двух типов: полные и частичные.

В свою очередь, первые включаются вручную, а вторые — автоматические или как их еще называют самоблокирующиеся. Дифференциалы, оснащённые автоматической системой блокировки, разделяют на четыре подтипа: червячные, дисковые, жидкостные и управляемые электроникой.

1. Жидкостные или вискомуфта. В основе работы данной модели дифференциала лежит принцип повышения плотности отдельных материалов при нагревании, благодаря чему происходит залипание фрикционов, и скорость вращения осей при пробуксовке выравнивается. Единственный недостаток этой системы — позднее реагирование на пробуксовку, ведь для того, чтобы жидкость нагрелась до требуемой температуры и приобрела необходимую плотность нужно время. Из-за этого дифференциал данного типа применяется исключительно на автомобилях городского типа, для бездорожья он не предназначен.
2. Дисковый. Принцип работы этого механизма основывается на физических законах силы трения. Устройство дискового дифференциала несколько отличается от устройств обычных передаточных механизмов тем, что в его конструкцию встраивают пару дополнительных пакетов фрикционов и распорную пружину, которая обеспечивает сжатие пакетов. Часть пакета устанавливается на полуоси, а вторая на коробку дифференциала. При одинаковой скорости диски во фрикционном пакете вращаются, как одно целое, но когда появляется разница в скорости вращения — сила трения, которая появляется между ними, стремится выровнять скорость вращения, за счёт чего и осуществляется блокировка. Недостатки данного вида передаточных механизмов — срок службы фрикционов, он сравнительно небольшой. Плюс требуется дополнительное использование трансмиссионного масла.
3. Героторный дифференциал. В принципе, это одна из разновидностей дисковых дифференциалов, которую принято считать более совершенной. Блокировка в нём осуществляется за счёт наличия гидропоршня, который приводится в действие масляным насосом. При этом сила, с которой насос выдавливает поршень, прямо пропорционально зависит от того, насколько велика разница во вращении полуосей.
4. Дифференциал с электронным управлением. Здесь все просто. Это самый обычный дифференциал, дополненный двумя передачами, которые приводятся в действие электроникой, посредством двух приводов: гидравлическим либо электрическим. Естественно, как, и любой механизм, который контролируется с помощью компьютера, эти механизмы сцепления самые практичные, потому что степень блокировки колеса можно регулировать от 0 до 100%, в зависимости от потребностей автомобиля. Единственный недостаток данного устройства — его цена.
5. Если уж и заговорили об электронных системах блокировки дифференциала, то не упомянуть об имитации блокировок будет просто неправильно. Во-первых, для городских автомобилей — это то что надо. Во-вторых, она очень практична и не боится ни скользкой дороги, ни диагонального вывешивания, которое является проблемой для большинства других дифференциалов. Принцип работы её очень прост — при малейшем намёке на пробуксовку, электронная система автомобиля начинает подтормаживать колесо, которое буксует штатной системой торможения.
6. Червячный дифференциал. Во главу этого механизма заложены принципы червячных передач. То есть скорость вращения полуосей в данном случае зависит от угла наклонов витков червяка по отношению к червячному колесу. Чем меньше угол, тем выше скорость вращения, соответственно увеличение угла вращения сателлита по отношению к червячному колесу, приводит к уменьшению скорости колеса. При этом, когда угол вращения достигает своего максимального значения, происходит блокировка колеса, так как передача становится невозможной.

На последний дифференциал хотелось бы обратить чуть больше внимания, так как именно он является самым распространённым и наиболее надёжным из малобюджетных механизмов.

Преимущества, которыми обладает дифференциал червячного типа

Благодаря простоте своей конструкции и её эффективности червячные механизмы пользуются огромной популярностью не только у обычных автолюбителей, но и профессиональных гонщиков. Главным её достоинством является моментальный отклик на изменение в скорости вращения колеса. Но это не единственный плюс, которым обладает эта система, и их, кстати, гораздо больше, чем недостатков:

• как показал опыт, практически неограниченный срок эксплуатации;
• блокировка осей почти на 70%;
• замечательная проходимость и управляемость;
• отсутствие требований по специальному техническому обслуживанию.

Какие минусы есть у дифференциала червячного типа

Как и говорилось минусов у данной системы синхронизации не так уж и много. Главным, пожалуй, является падение диапазона преднатяжения в ходе эксплуатации. И чтобы это устранить придётся менять регулировочные шайбы. В принципе это все.