Диференціали, що блокуються примусово з повним блокуванням

Дифференциал с жесткой блокировкой - который по команде водителя может жестко соединить выходные валы друг с другом, полностью исключив проскальзывания отдельных колес на бездорожье. В «свободном» же состоянии, когда блокировка отключена, он ничем не отличается от открытого дифференциала, то есть обеспечивает такую же независимость вращения валов.

Подобные модели довольно широко распространены: возможность передать на один вал все 100% крутящего момента двигателя весьма востребована в среде внедорожников, где дифференциалы с жесткой блокировкой встречаются как в качестве межколесных, так и межосевых.

В то же время, далеко выйти за обозначенные границы этим дифференциалам не суждено, ведь на асфальте блокировку нужно каждый раз отключать, иначе трансмиссия будет испытывать чрезмерные нагрузки в поворотах. А значит, автомобиль остается безоружен против проскальзывания колес на неожиданно возникших скользких участках дороги.

Рисунок 4.15 - Дифференциал с полной принудительной блокировкой

Рисунок 4.15 - Полная принудительная блокировка

Обычный открытый дифференциал дополнен механизмом, жестко фиксирующим сателлиты. В результате полуоси не могут крутиться с разной скоростью, и усилие от двигателя распределяется поровну между колесами.

4.3.3 Колісні диференціали, що самоблокуються з частковим блокуванням

4.3.3.1 Дискові диференціали. Самоблокирующийся дифференциал (другое название – дифференциал повышенного трения, Limited Slip Differential, LSD) по своей сути является компромиссом между свободным дифференциалом и полной блокировкой дифференциала, т.к. позволяет реализовать при необходимости возможности и того и другого.

Простейший дисковый дифференциал представляет собой симметричный дифференциал, в который добавлены один или два пакета фрикционных дисков (рис.) Часть фрикционных дисков жестко связана с корпусом дифференциала, другая часть – с полуосью.

Рисунок 4.16 - Дисковый межколесный дифференциал с частичной блокировкой

Принцип действия дифференциала повышенного трения дискового типа основан на силе трения, возникающей вследствие разности скоростей вращения полуосей.

При прямолинейном движении корпус дифференциала и полуоси вращаются с одинаковой скоростью, фрикционный пакет вращается как единое целое. При увеличении частоты вращения одной их полуосей, соответствующая ей часть дисков в пакете начинает вращаться быстрее. При этом между дисками возникает сила трения, препятствующая увеличению частоты вращения. Крутящий момент на свободном колесе увеличивается, чем достигается частичная блокировка дифференциала.

Степень сжатия фрикционных дисков может быть фиксированной (реализуется с помощью пружин постоянной жесткости) или переменной (осуществляется с помощью гидравлического привода, в т.ч. с электронным управлением).

Дисковый дифференциал LSD применяется в качестве межколесного дифференциала спортивных автомобилей, а также межосевого дифференциала автомобилей повышенной проходимости.

4.3.3.2 Дифференциалы повышенного трения. Самоблокируемый червячный дифференциал типа «Квайф» (Quaife). Автором данной конструкции является англичанин Rod Quaife. Сателлиты у такого дифференциала расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Причем они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обоих концов отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый ряд, соответственно, с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно. Все зубчатые колеса имеет винтовые зубья.

Рисунок 4.17 - Червячная (косозубая) блокировка

Это быстро, но мягко срабатывающая блокировка. Более надежна по сравнению с дисковыми блокировками. лишена «задумчивости», имеет широкий диапазон блокирования, определяемый наклоном зубьев. Меньше, чем дисковые, боится длительной пробуксовки, но злоупотреблять такой блокировкой все равно не стоит. При обслуживании лучше применять масло для гипоидных передач. Подходит для умеренного бездорожья

Аналогичные дифференциалы повышенного трения производятся в России (г.Тольятти) для отечественных автомобилей ВАЗ, НИВА, ШевиНИВА, УАЗ.

Рисунок 4.18 - Дифференциал Quaife

Такие дифференциалы призваны обеспечивать равномерное распределение крутящего момента на оба колеса в зависимости от уровня сцепления шин с дорогой. Однако, как и в случае применения обычного дифференциала, если одно из колес вывешивается (т.е. возникает значительная разница в сопротивлении колес), практически вся мощность передается на него, и второе колесо становится бесполезным.

Когда одно из колес начинает отставать связанная с ним полуосевая шестерня 4 вращается медленнее корпуса 1 и поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит 5. Он передает движение связанному с ним сателлиту 5 из левого ряда, а тот, в свою очередь, на левую полуосевую шестерню 3. Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни 3, 4 и сателлиты 5, 6 торцами к корпусу 1, 2. Сателлиты 5, 6 также прижимаются к поверхности отверстий, в которых они расположены. За счет этого возникают силы, осуществляющие частичную блокировку, что увеличивает силу тяги на отстающем колесе и, соответственно, суммарную силу тяги автомобиля, повышая его проходимость.

4.3.4 Міжосьові диференціали, що самоблокуються з частковим блокуванням