Дифференциал в автомобиле играет роль распределяющего элемента, позволяя вращаться колесам с различной скоростью. Это необходимо для нормальной езды в обыкновенных городских условиях, но на бездорожье становится существенным минусом, ограничивая проходимость автомобиля. Поэтому некоторые авто оснащаются специальной блокировкой дифференциала.
Блокировка дифференциала — что это и как функционирует
Блокировка дифференциала даёт возможность существенно увеличить крутящий момент у того колеса, которое имеет наиболее лучшее сцепление с дорогой. В ситуациях с диагональным вывешиванием автомобиля или прохождения им сложных грязевых участков блокировка необходима, иначе колесо с меньшим сцеплением возьмёт за себя весь крутящий момент и транспортное средство теряет возможность дальнейшего продвижения.
Блокировка дифференциала может выполняться путём соединения самого дифа с любой полуосью, что позволяет уменьшить скорость вращения сателлитов. Блокировать диф можно как полностью, так и частично:
Полная блокировка дифференциала подразумевает под собой полную сцепку, позволяющую почти на 100% передавать крутящий момент на ту ось с колесом, где лучше сцепление. В большинстве ситуаций на бездорожье такая блокировка считается самой оптимальной и предпочтительной;
Частичная блокировка дифференциала функционирует по аналогии с жесткой, но передаёт крутящий момент туда, где есть более высокое сцепление не полностью, а лишь на какой-то определенный процент от 100.
Важным фактом в понимании работы блокировки дифференциала выступает такая штука, как коэффициент блокировки, отображающий соотношение крутящего момента между шинами с лучшим и худшим сцеплением. Так, на свободном дифференциале он равен единице, что означает одинаковый крутящий момент у обеих шин. На заблокированном же дифе этот коэффициент уже существенно выше (как правило, от трёх до пяти. Возможность сделать его выше есть, но таким образом можно быстро сломать трансмиссию или её определенные элементы).
Блокировка дифференциала чаще всего встречается как межколесная, так и межосевая. В основном устанавливают блокировку в задний мост, так как при монтаже её в передний привод управляемость автомобиля существенно снижается. Хотя для прохождения прямых и коротких участков две блокировки будут предпочтительнее одной в заднем мосту. Но чаще всего автомобили оснащаются именно задней блокировкой, которая без труда ставиться в дифференциалы большинства внедорожников.
Принудительная и автоматическая блокировка дифференциала
Также нужно помнить, что блокировки заднего дифференциала (да и остальные) различаются способом включения — это может быть ручное, механическое включение или же автоматическое. Механическое включение также называют принудительным — водитель сам, по желанию, активирует блокировку дифференциала. Автоматика же срабатывает самостоятельно, при потере одним из колес сцепления до определенного момента. Автоматику также называют самоблокирующимися дифами или самоблоками. Подробнее о видах блокировки ниже:
Ручная блокировка дифференциала гарантирует полное, почти стопроцентное сцепление корпуса дифа с любой из полуосей. Сцепление осуществляется посредством кулачковой муфты, замыкающейся и размыкающейся, в свою очередь, посредством привода. Устройство, называемое приводом, можно ставить в разных вариантах. Бывает оно электрическим, механическим или гидравлическим (с пневматикой).
Механика очень проста — в кабине водителя есть рычаг, который тросами соединяется с муфтой. Приводя рычаг в нужное для блока положение блокирует дифференциал и начинает преодолевать препятствие. Но блокировать таким образом диф можно только в стоящем на месте авто. Делать это при движении нельзя.
Гидравлика чуть сложнее — авто оснащается несколькими цилиндрами. А главным рабочим элементом пневмопривода становится пневмокамера.
Электронная блокировка дифференциала устроена чуть более сложно — тут замыкание муфты осуществляется посредством маленького двигателя. Но в работу это приводится просто — нажатием нужной кнопки прямо на панели приборов авто.
Ручное блокирование дифференциала возможно как в межосевом варианте, так и в межколесном и нужно помнить, что по обыкновенной дороге или просто твердой поверхности, когда все колеса имеют нормальное сцепление, ездить можно только в свободном режиме. Блок дифа ставят только для преодоления трудного участка дороги или бездорожья. Либо заранее, за несколько метров до начала участка, либо непосредственно в проблемной ситуации, когда машина уже застряла. Естественно, включать блок желательно заранее;
Самоблокирующийся дифференциал также называют дифференциалом повышенного трения или LSD (Limited Slip Differential). На зарубежных, особенно стареньких внедорожниках, это очень популярный вид блокировки, который считается чем-то средним между полным блоком дифа и его не заблокированным состоянием. Вариативность обеспечивает автомобилю автоматическое реагирование на дорожные или бездорожные условия, передавая часть крутящего момента на то колесо, у которого лучшее сцепление.
Можно разделить самоблокирующийся дифференциал на два типа — тот, который блокирует, обращая внимание на разный крутящий момент колес и смотрящий на их разные угловые скорости.
Так, самоблок, работа которого основывается на разнице между угловыми скоростями, может быть представлен дисковым дифференциалом, вискомуфтой (дифференциалом с вязкостной муфтой) или же быть электронным. Во всех случаях блокировка производится непосредственно руководствуясь разницей между крутящим моментом колёс.
Чтобы каждое колесо внедорожника оптимально крутилось и на асфальте, и на нестабильном покрытии, нужен особый способ распределения крутящего момента. Его могут обеспечить дифференциалы и их блокировки.
Большие колёса и хорошая геометрическая проходимость позволяют подготовленному внедорожнику проехать там, где обычный просто не пройдёт. Но наличие полного привода не всегда может гарантировать нужное распределение крутящего момента. Для того, чтобы оно соответствовало условиям бездорожья, можно использовать дополнительные механизмы.
Немного о дифференциалах
В конструкции внедорожника, как и любого автомобиля, присутствует дифференциал. Иногда даже в трёх экземплярах: межосевой (находится в раздаточной коробке) и два межколёсных (находятся в мосту). Для чего же нужен дифференциал?
Когда автомобиль движется по твёрдому покрытию и колёса не проскальзывают, при прямолинейном движении они проходят равные расстояния. А вот при повороте все четыре колеса едут по разным траекториям и проходят разное расстояние, соответственно, оптимальна ситуация, когда скорость вращения у них разная. Собственно, дифференциалы дают возможность передавать на колёса такой крутящий момент, при котором они самостоятельно «выбирают» себе скорость. Если бы дифференциала не было, а колеса были связаны друг с другом намертво, то ось, которой были бы скреплены колёса, скорее всего бы лопнула — одно из колёс в повороте скрутило бы ее, как пружину (ведь внутреннее к повороту колесо крутится гораздо медленнее внешнего).
Главный недостаток дифференциала — обратная сторона достоинства. Колесо на бездорожье, стоит ему чуть потерять контакт с грунтом, начинает буксовать, а дифференциал честно отдаёт на это колесо весь крутящий момент — ведь механизм «думает», что оно просто «едет быстрее» другого. В результате даже автомобили с постоянным полным приводом типа Full-Time могут спокойно буксовать одним колесом, а три оставшихся будут при этом стоять на месте, хотя на бортах и присутствует магическое сочетание символов 4х4. То есть получается, что на дороге без дифференциала нельзя, а на бездорожье очень даже желательно? Для этого и придуман самый, пожалуй, почитаемый у любителей бездорожья способ улучшения проходимости — блокируемый дифференциал.
Конструкции блокируемых дифференциалов могут различаться. Есть автоматические «самоблокируемые» и с ручной блокировкой. А есть и их электронные заменители.
Электронные имитации блокировок
Самый простой и дешёвый способ псевдо-блокировки был придуман еще нашими дедами и знаком многим водителям внедорожников со стажем. Для распределения крутящего момента между буксующим и стоящим колесом нужно зажать тормоз. Тогда свободное колесо затормозится, а нагруженное получит крутящий момент, сопоставимый с силой торможения. Но у этого способа есть два существенных минуса — нужно обладать филигранной точностью в дозировании тормозного усилия и очень точно ловить момент начала движения, порой управляясь при этом с тремя педалями двумя ногами. Да и само по себе торможение не способствует движению вперёд, отбирая энергию на нагрев тормозных механизмов и преодоление трения.
Для борьбы с недостатками такого метода на основе систем ABS и TCS (анти-блокировочной системы тормозов и системы трекшн-контроля) были созданы различные версии и вариации псевдоблокировок, работающих на принципе подтормаживания потерявшего контакт с поверхностью колеса. Эффективность такой системы тем меньше, чем сложнее условия. На сухом бездорожье всё это работает просто великолепно, позволяя электронным имитаторам даже превосходить механические системы. Но чем глубже колеи и мягче грунт, тем хуже псевдоблокировка справляется. В итоге на тяжёлых грунтах и крутых подъёмах, то есть там, где действительно необходима блокировка дифференциалов, электронные имитации на основе тормозных механизмов пасуют. Но из-за дешевизны конструкции (ABS и TCS есть уже почти во всех автомобилях, нужно добавить только пару микросхем) они часто предлагаются автопроизводителями.
Самоблокируемые дифференциалы
Обычно применяются как заводское решение, чаще всего устанавливаются на автомобили как штатные. Есть несколько типов самоблокируемых дифференциалов, но самый распространённый из них — LSD, Limited Slip Differencial, то есть дифференциал повышенного трения. Их еще называют «не стопроцентными». Дифференциалы такого типа имеют определённый набор положительных и отрицательных качеств.
Их безусловный плюс — способность блокировать дифференциал при резком росте скорости одного из колёс. Минус, а вернее минусы — неспособность блокироваться при высоких нагрузках, довольно небольшой срок службы, ухудшение поведения автомобиля на скользких покрытиях, случайные срабатывания при разных покрытиях под разными колёсами, например когда вы съехали на скользкую обочину колёсами одного борта.
Несмотря на эти недостатки, конструкция весьма популярна из-за отличной «защиты от дурака», заложенной в системе изначально. Сломать LSD специально можно, но в обычной эксплуатации довольно сложно. Поэтому LSD и появляется в мостах внедорожников прямо на заводах: производители очень не любят, когда их техника выходит из строя. Но самое главное — LSD не особенно помогает на бездорожье. Так что если в заднем мосту вашей машины установлена такая система, не слишком надейтесь на глобальное улучшение проходимости.
Дифференциалы, подключаемые вручную
Здесь все просто. Пока автомобиль движется по асфальту — это обычные дифференциалы, в той или иной степени похожие на штатные. Как только вам понадобилось зафиксировать колёса друг относительно друга — нажимается кнопка, или дергается ручка, или поворачивается кран (в зависимости от конструкции привода), и между шестернями дифференциала возникает некий «клин», фиксирующий колёса друг относительно друга. Получается как раз эффект полной стопроцентной блокировки. Здесь также есть разные системы, но самые распространённые варианты имеют или электромагнитный, или пневматический привод. Электромагнитные системы несколько менее надёжны при контакте с водой и требуют хорошей герметизации. Для работы пневматических же необходима установка мощного недешёвого компрессора, который, впрочем, можно использовать и при накачке шин или лодки. Так что пневматика пока предпочтительнее. Тем более, что при поломке компрессора такие блокировки можно включить даже с помощью обычного насоса.
Дмитрий Ляховенко, независимый эксперт: «Всё, что я знаю о бездорожье, всегда связано с двумя предметами — лебёдка и блокировка дифференциала. И блокировка — это действительно самое необходимое средство, позволяющее буквально преобразить машину, заставить её «прогрызаться» сквозь такие участки, от которых даже у бывалых квадроциклистов волосы шевелятся. Когда вращаются одновременно все четыре колеса, обутые в серьёзную внедорожную резину, — это впечатляющее зрелище. Машина, как корабль, рассекает грязь и глину, как муха, взбирается на отвесные стены. Сделать такое с обычными открытыми дифференциалами просто невозможно. Физика…
Свой же выбор я останавливаю на пневматических системах. Они крайне просты в установке и обслуживании и очень, очень надежны. Электромагнит может не сработать. Давление же воздуха не сработать просто не способно».
Автор: Ирина Зверкова
Источник: www.aif.ru
Колесные хабы ручные AVM Nissan Terrano / Pathfinder 27 шлицов (серия Extreme) 19 300 руб.