Дифференциал - это механическое устройство, позволяющее ведущим колесам вращаться с разными угловыми скоростями. В повороте внутреннее колесо проходит меньшее расстояние, чем меньшее, значит, должно вращаться медленнее, иначе повышенные нагрузки очень быстро убьют шины, а затем и трансмиссию.
Простейший дифференциал (открытый) построен на основе планетарной передачи с системой полуосевых шестерен с сателлитами, как правило конических. Такие преимущественно используются для передачи крутящего момента между колесами ведущей оси моноприводных автомобилей. Распределение тяги на каждое колесо зависит исключительно от разницы угловых скоростей, что в свою очередь приводит к нежелательным последствиям: например, в крутом повороте автомобиль кренится в сторону наружного колеса, из-за чего сцепление на внутреннем уменьшается, оно зачастую вывешивается и на него начинает передаваться избыточный крутящий момент. Это приводит к падению скорости и ухудшению управляемости. Другой пример - проскальзывание одного из колес на льду, когда 100% тяги передается только на него и автомобиль вообще никуда не едет.
Отдельно стоит упомянуть межосевые дифференциалы на полноприводной технике: открытый дифференциал между передней и задней осями мало поможет на бездорожье, поэтому в конструкции как правило предусмотрена возможность блокировки и принудительного распределения момента в неких пропорциях. Для серьезной спортивной и гоночной техники используют самоблокирующиеся дифференциалы. При этом, несмотря на общие и вполне конкретные задачи, их устройство может отличаться весьма существенно. Ниже приведены самые популярные конструкции.
Дифференциал с принудительной блокировкой
Используется в полноприводной технике и представляет собой стандартный дифференциал с кулачковой муфтой, замыкание которой приводит к жесткому соединению корпуса с одной из полуосей. Распределение крутящего момента при блокировке - только в пропорции 50:50, благодаря простоте конструкции и надежности используется на внедорожниках. Единственный недостаток - блокировку приходится включать и выключать вручную, для чего нужно останавливаться. Раньше это никому особо не мешало, но в наше время выглядит немного анахронизмом.
Механический дифференциал «торсен»
С ходу стоит отметить, что «торсен» - не фамилия шведского изобретателя, а сокращение от слов Torque Sensitive и потому не склоняется. Его устройство настолько сложное, что рассказывать о нем бесперспективно, а лучше сразу посмотреть видео.Этот полностью механический дифференциал на определенном этапе (например, при распределении тяги в соотношении 80:20) блокируется и не дает передать весь крутящий момент на проскальзывающую ось.
В силу своей природы срабатывает «торсен» мгновенно и точно так же «отпускает», за что полюбился некоторым производителям: к примеру, несколько поколений Audi quattro и последняя версия Mitsubishi SuperSelect используют именно его. Впрочем, и у «торcена» есть проблема - его не так просто подружить с системами стабилизации, поскольку он именно что механический.
Самоблокирующийся дисковый дифференциал
Симметричный дифференциал, в конструкцию которого добавлен пакет фрикционных дисков, часть из которых закреплена на корпусе, часть - на полуоси. При увеличении угловой скорости одной из полуосей часть дисков начинает вращаться быстрее и между ними возникает сила трения, не позволяющая достичь большой разницы в частоте вращения между колесами. Еще такой дифференциал называется повышенного трения, или LSD, и используется в качестве межколесного на спортивных и гоночных автомобилях.
Вязкостная муфта
Конструкция следующего поколения, использующая в своей работе принцип изменения плотности некоторых жидкостей при активном перемешивании. В герметичном корпусе расположен набор перфорированных дисков, залитых именно такой силиконовой жидкостью. При прямолинейном движении диски вращаются с одинаковой скоростью, но когда одна из полуосей ускоряется, возникает разница скоростей между самими дисками и они начинают активно перемешивать жидкость, которая твердеет от нагрева и блокирует устройство.
Основное преимущество муфты - автоматическая блокировка и отсутствие ударных нагрузок на трансмиссию. Недостатков, к сожалению, больше: медленное и непрогнозируемое срабатывание, оборачивающееся проблемами с управляемостью и на бездорожье. Раньше вискомуфты были весьма популярны - например, Subaru использовал их в моделях с АКПП. Но в последние годы от них отказались в пользу электронно управляемых многодисковых аналогов.
Многодисковая фрикционная муфта
Последний писк инженерной моды, претендующий на статус современного промышленного стандарта в автопроме. Имя нарицательное - Haldex. Основной компонент - пакет фрикционных дисков, и электронасос, который по сигналу электроники создает давление, прижимающее диски друг к другу - таким образом достигается требуемая степень блокировки.
Муфты Haldex первого поколения срабатывали при определенной степени пробуксовки на одной из осей. Таким образом, блокировка была реакцией на уже свершившийся факт потери сцепления. Система срабатывала быстро, но жестко и часто неожиданно для водителя, за что была многажды и по делу раскритикована. С тех пор в алгоритме работы муфты произошло одно ключевое отличие: команду на начало и степень блокировки дает электронный блок управления, распознающий первые признаки уменьшения сцепления. Благодаря этому современное 4 и 5 поколение Haldex срабатывает своевременно и быстро, а кроме того - позволяет гибко распределять тягу между осями по требованию той же электроники, которой виднее.
Многодисковая муфта имеет массу преимуществ и отлично вписывается в концепцию легких полноприводных автомобилей и кроссоверов, предназначенных скорее для легкого бездорожья. Кроме того, электронное управление позволяет встроить ее во все возможные системы активной безопасности и автономного управления. Однако, в настоящих внедорожниках ее используют нечасто ввиду перегрева при высоких постоянных нагрузках.
Комментарии (1)
Автор спасибо за статью. Инфа для узкого круга людей.