Для чего заваривают дифференциал на ниве

iMetelev › Блог › Дифференциал. Блокировки. Заварка)

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.

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).

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.

Максимально понятные видео про принцип работы дифференциала. Жаль что не на русском.

1. Полная (100%-я) ручная блокировка.

При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. Такая блокировка как правило реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов.

Включать подобного рода блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле. Пользоваться ими надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники.

2. Теперь мы поговорим с вами о самоблокирующихся дифференциалах. Так называемых Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «проскальзыванием» (одной полуоси относительно другой).

2.1 Самоблокирующиеся дифференциалы с гипоидным (червячным или винтовым) и косозубым зацеплением (Более известные как Торсен)

2.1.1 Type — 1
производит компания Zexel Torsen.
Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси крутящих моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте. Как только одна из полуосей начинает буксовать и крутящий момент на ней падает, гипоидные пары «полуось/сателлит» начинают вращаться и расклиниваться, создавая трение с чашкой дифференциала и друг с другом, что приводит к частичной блокировке дифференциала. За счет момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу отстающей полуоси. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне распределения крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.

Схема работы Торсена T-1:

2.1.2 Type — 2
Автором второго типа является англичанин Rod Quaife.
В данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. 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 (на картинке слева). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и.т.д. А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства. Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший коэффициент блокировки, однако они более чувствительны к разнице передаваемого момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1).

Принцип работы Торсен T-2:

2.1.3 Type — 3
Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов.
Как и во втором типе, в данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение крутящего момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71. В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки обеспечивает 20-30% перераспределение передаваемых на полуоси моментов. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.

2.2 Автоматическая блокировка с использованием Вискомуфты в качестве «Slip Limiter».
В этом случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой — к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать ощутимо больший момент и более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки. По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и отключению блокировки. Данная схема применяется для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор. (Схема на картинке) Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя.

2.2 Speed sensitive differentials
Это то что мы привыкли называть именно LSD или Дифференциал повышеного трения (Хотя под это понятие попадают все самоблоки).

Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин.

Полуоси находятся в скользящем зацеплении с одной группой дисков (на картинке диск «В»), а корпус дифференциала с другой (на картинке диск «А»). Ось сателлитов заключена в камеру, созданную парой нажимных колец. Нажимные кольца находятся в скользящем зацеплении с корпусом. Передача момента от двигателя к полуосям происходит через распорные кольца, посредством зацепления дисков «А» с дисками «В». При появлении крутящего момента ось сателлитов «распирает» нажимные кольца, которые в свою очередь прижимают диски «В» к дискам «А». Таким образом, обе полуоси ведущего привода равномерно распределяют момент между колёсами. Степень прижима (блокировки) зависит от величины переданного двигателем крутящего момента. Этот эффект ограничивает проскальзывание разгруженного в сильном повороте колеса. Обеспечивая блокировку при ускорении и торможении, дифференциал повышенного терния работает как обычный при отсутствии передаваемого двигателем момента.

Виды дифференциалов повышенного трения (1 way, 1.5 way и 2 way)

Многие производители дифференциалов повышенного трения делят свою продукцию в соответствии с режимом работы на 1 way, 1.5 way и 2 way. Это деление зависит от вида разреза в камере под ось сателлитов. Форма разреза непосредственно влияет на работу LSD. 1 way означает, что из-за формы разреза блокировка дифференциала происходит только при ускорении. Дифференциал с индексом 2 way блокируется как при ускорении, так и при торможении. Дифференциал 1.5 way также как и 2 way блокирует и при ускорении и при замедлении, но блокировка при замедлении имеет более «мягкий» характер. Этот тип обеспечивает «щадящую» блокировку при торможении и лучше всего подходит для новичков, и менее эффективен, чем 2 way в профессиональном автоспорте.

Несколько видео про LSD, более понятных видео на просторах интернета найдено не было, если кто поделиться, буду благодарен.

2.3 Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.
Наименее интересные для нас самоблоки, так как имеют малое отношение к тюнингу и автоспорту.

Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте.

Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и. т. п.)

2.4 Заварка) Или тупо завареные сателиты)

Этот вариант для тех, у кого нет денег на самоблокировку, но очень хочется ездить боком, дрифтить и прочее)

Делается все это достаточно просто, нужен лишь хороший сварщик.

Для начала снимаем редуктор с авто. Далее разбираем и достаем сам дифф.

Источник

Винтовая блокировка на «Ниву»: принцип работы

Благодаря такому автотранспортному средству можно проехать по абсолютно любым, в том числе и по труднодоступным местам. Таких великолепных результатов позволяет достичь обычная блокировка. Вот о ней и пойдет речь в данной статье более подробно. Дифференциал представляет собой устройство, благодаря которому автомобиль может свободно двигаться по заданной траектории.

В автомобилях, у которых один привод, используется только лишь один межколесный дифференциал. А что касается полноприводных автомобилей, в них используется два-три межколесных и один межосевой дифференциал.

Общеизвестный факт, что во время поворота автомобиля левое и правое колеса проходят разный путь. Если они между собой очень жестко сцеплены, то одно колесо во время движения будет проскальзывать, а другое колесо, наоборот, тормозить. Из-за этого обстоятельства очень сильно возрастает нагрузка на ось. Следствием перегруженной оси является чрезмерный износ резины и поломка самой оси.

С этой проблемой справиться помогает исключительно дифференциал. Например, на обычных автомобилях он расположен между колесами на оси, благодаря этому колеса могут вращаться независимо друг от друга. Дифференциал при этом распределен между колесами не в равной пропорции, все зависит от условий движения каждого. То есть получается на одно меньше, а на другое – больше.

Работа дифференциального механизма

Дифференциал весь свой крутящий момент передает в ту сторону, в которой нагрузка минимальна. В результате этого получается, что одно колесо крутится максимально быстро, а что касается других колес, то они стоят на одном месте. И таким образом получается, что автомобиль не движется, а стоит на месте. Наглядным примером служит ситуация, когда автомобиль никак не может подняться по обледеневшей дороге в гору. В этих условиях получается, что колесо, которое попало на лед, продолжает крутиться, но сама машина при этом стоит на месте. В итоге автомобиль впустую шлифует дорожное покрытие. Избавиться от этой ненужной работы позволяет блокировка. Такая блокировка установлена на автомобиле «Нива», а также на многих других автомобилях, которые приспособлены к трудным дорогам.

Разновидности блокирования

В настоящее время существует два основных типа блокировки:

Межколесный тип блокировки тормозит работу дифференциала, который установлен между колесами на одной оси. А что касается межосевой, то ее задачей является обеспечить распределение усилий между мостами.

Принцип работы дифференциального механизма на «Ниве»

Если автомобиль двигается по хорошей дороге, то крутящий момент будет распределяться между всеми колесами равномерно. А если, например, двигаться по грязи или бездорожью, то крутящего момента будет недостаточно. Простая ситуация: если машина забуксовала, то весь крутящий момент будет поступать только на то колесо, которое застряло. В этом случае автомобиль двигаться не будет. То есть даже никакой полный привод в такой ситуации не поможет.

Для того чтобы выехать, необходимо включить межосевую блокировку. Работает этот тип блокировки по следующему принципу. В раздаточной коробке автомобиля есть специальная муфта. В момент включения блокировки происходит соединение валов, которые и передают крутящий момент на мосты. Таким образом, усилие, которое выдается в этот момент двигателем, будет между ними делиться принудительно поровну. Получается, что крутящий момент не уходит весь на буксующее колесо, а часть поступает на передний мост.

В каких ситуациях надо пользоваться блокированием

Если автомобиль движется по нормальной дороге, включать блокировку не требуется. А если выехать на проселок либо оказаться перед крутым подъемом, то водитель должен обязательно перестраховаться. Отсюда следует вывод, что к системе блокирования стоит прибегать только в тех ситуациях, когда перед автолюбителем при движении возникает препятствие. Делать это лучше всего заблаговременно, для того чтобы машина не застряла, тем более что процесс включения блокировки не занимает много времени.

И при этом необходимо помнить, что, если использовать систему блокирования без надобности, это не приведет к сохранности автотранспортного средства: начинает происходить перерасход бензина, а также изнашивается резина.

Каким образом можно включить блокирование

На автомобиле «Нива» делать это довольно просто. Справа от водителя находится три рычага, необходимо обратить внимание на самый маленький. Если его передвинуть назад, то начинает работать блокировка. Если эту ручку передвинуть, наоборот, вперед, то режим блокировки отключится. Стоит отметить, что подобные манипуляции лучше всего производить на неподвижном автомобиле.

Многие автомобилисты знают, что блокировка не всегда включается с первого раза. Иногда бывает так, что валы может «закусить». Это чаще возникает в тех ситуациях, когда автомобиль остановился на повороте. Для того чтобы этого избежать, необходимо немного проехать вперед либо назад и выровнять колеса. После этих действий блокировка включается с первого раза.

Блокирование дифференциального механизма

Полный привод не всегда гарантирует проходимость автомобиля по плохим дорогам. В большинстве случаев этого бывает недостаточно. Только в ситуациях, когда блокировка и полный привод работают вместе, автомобиль становится близким к вездеходам.

И при этом всегда нужно помнить о том, что блокировка дифференциала является режимом, предназначенным исключительно для трудных условий движения. С помощью системы блокирования можно проехать по тем местам, по которым другие автомобили не смогут проехать. Без необходимости в городе этот режим использовать не рекомендуется. В противном случае машина может сломаться.

Дифференциалы самоблокирующиеся

Для того чтобы процесс управления автомобилем был еще проще, используются самоблокирующиеся дифференциальные механизмы.

В настоящее время существует 4 основных вида системы блокирования:

Что касается современных разработок, то в них уже используются электронные системы контроля проскальзывания колес, которые основаны на использовании штатных тормозов, а также на применении датчиков вращения. Такие системы, как правило, совмещаются с противопробуксовочными и антиблокировочными.

Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Особенности самоблокирующегося дифференциального механизма винтового типа

Многие начинающие автомобилисты очень часто спрашивают, какой самоблок лучше поставить на «Ниву»? Ведь если установить не тот, могут возникнуть некоторые сложности.

Винтовую блокировку дифференциала по-другому еще называют червячной. В настоящее время эти самоблоки являются самыми массовыми, так же как и их производители. Поэтому очень важно обратить внимание на закалку металла и качество обработки. Не рекомендуется приобретать винтовую блокировку на «Ниву» от малоизвестных производителей. Это связано с тем, что такие самоблоки не смогут пройти и более 1000 км.

Поэтому необходимо приобретать проверенные винтовые блокировки. Отзывы на эту тематику стоит почитать. Например, если рассматривать наших отечественных производителей, то у автолюбителей пользуются спросом самоблоки от НИРФИ, «Вал-рейсинг», «Автоспринтер», AVT.

Многие автовладельцы на практике убедились в том, что винтовая блокировка на»Ниву» является идеальным балансом между проходимостью и управляемостью.

Червячные (винтовые) самоблоки представляют собой дифференциал повышенного трения, при котором блокировка частичная осуществляется за счет трения одних деталей о другие.

Винтовой тип самоблокирующихся дифференциалов в основном устанавливают на переднеприводные автомобили, например ВАЗ-2121, «Ниву-Шевроле». Для «Нивы» самыми популярными являются ДАН и ДАК.

ДАН и ДАК

ДАН расшифровывается как «дифференциал автоматический Нестерова». Он является неким продолжением ДАКа. Принцип работы винтовой блокировки заключается в следующем: он позволяет мягко распределять крутящий момент от двигателя к ведущим колесам и дифференцировать угловую скорость ведущих колес машины при ее маневрах.

ДАК расшифровывается как «дифференциал автоматический Красикова». Этот дифференциальный механизм относят к семейству шариковых автоматических дифференциалов. Благодаря ему происходит полное блокирование, а также равномерно распределяется нагрузка.

Если судить по отзывам некоторых автолюбителей, то можно сделать выводы, что при работе данного дифференциала без какой-либо нагрузки срок службы его значительно сокращается. ДАК является идеальным вариантом для установки в подключаемый мост.

Преимущества и недостатки винтового типа

К преимуществам винтовой блокировки дифференциала на «Ниву» можно отнести следующее:

Самым главным недостатком винтовой блокировки «Нивы-Шевроле» является то, что со временем преднатяг ослабевает.

Использовать этот тип дифференциального механизма можно как в обычном повседневном вождении, туризме, так и в любительском спорте.

Достаточно часто многие автолюбители у специалистов спрашивают, какой самоблок лучше поставить на «Ниву 2121»? По мнению вторых, самым идеальным для данного автомобиля является винтовой тип дифференциального механизма.

Преимущества и недостатки дискового дифференциала

К его преимуществам можно отнести следующее:

К основным недостаткам можно отнести такие:

Применять такой тип дифференциального механизма лучше всего в следующих случаях: во время кольцевых гонок, ралли, ралли-кросса, дрифта.

Особенности штатного дифференциала

Этот дифференциальный механизм устанавливается на автомобиль еще на заводе. Он распределяет крутящий момент между колесами в таком соотношении как 50 на 50 %

К преимуществам такого дифференциала можно отнести следующие моменты:

К основным недостаткам можно относятся:

Источник

Как работает блокировка дифференциала на Ниве и ее схема

Когда двигатель начинает вращаться, импульс поступает на коробку передач и раздаточную коробку, после чего крутящий момент распределяется к переднему и заднему мосту одновременно. После в действие приводятся редукторы, за ними начинают вращение передние и задние колеса Нивы. Крутящий момент заставляет вращаться сразу 4 колеса, поэтому его называют полным. Но ведущими все равно остаются задние колеса.

Зачем Ниве нужна блокировка

Дифференциал колеса – механизм, обеспечивающий автомобилю вращение колес с разной скоростью, при этом имеется в виду не переключение скоростей, и изменение на поворотах, когда одно колесо описывает малый диаметр, а другое – большой круг. При отсутствии дифференциала колеса в Ниве начали бы пробуксовывать, что чревато повреждением и быстрым истиранием резины.

Когда транспортное средство двигается по ровному дорожному полотну, тяга от мотора приходится на 4 колеса равномерно.

При пробуксовывании хотя бы одного колеса, что часто встречается на обледеневшей трассе, дифференциал прилагает больше усилий именно на буксующее колесо. В других легковушках такое устройство подразумевает установку на мосту ведущего типа. У Нивы он находится на других участках:

Как включать блокировку дифференциала на Ниве

Чтобы осуществить блокировку дифференциала на Ниве, производитель предусмотрел муфту для блокиратора. При включении принудительного блокирования колеса становятся взаимосвязанными и вращаются в одинаковом режиме. При включении блокиратора межосевого типа мосты, расположенные спереди и сзади, взаимодействуют и распределяют тягу по всем колесам. Такой механизм удобен в использовании, что подтверждает уникальная проходимость Нивы Шевроле.

Когда применять и как отключить блокировку

Принудительную блокировку в разных модификациях Нивы предпочтительно включать в таких ситуациях:

Блокировка колес не нужна во время спокойной езды по ровной дороге в черте города. Сцепление с асфальтовым покрытием будет приличным, тяговое усилие распределится равномерно по умолчанию.

Правила применения блокировки на Ниве

Чтобы блокирующий механизм прослужил длительное время, пользуйтесь такими правилами:

Где размещается рычаг, отвечающий за переключение? Обратите внимание на участок между крыльями, находящимися спереди, там есть 2 рычага. Один дает возможность переключать передачи на КПП, другой успешно управляет раздаткой.

Основу раздаточной коробки составляет редуктор, куда входят 2 ступени. Управляющий рычаг исходит как раз из него, двигать его можно вперед и назад – таким образом на Ниве меняют передачу. Направление движения рычага влево и вправо позволяет приводить в действие блокировку дифференциала и наоборот отключать ее.

Зачем нужна понижающая передача

Зафиксировав рычаг спереди, передаточный показатель удается увеличить до значения 2,1. Рычаг, переведенный в нейтральное положение, указывает на передаточное число 0.

Полезные рекомендации

Чтобы использовать блокировку, установленную на Ниве, эффективно, используйте такие рекомендации специалистов:

Как работает блокировка межколесного дифференциала на Ниве, наглядно показано в видео:

Источник