Дифференциалы. Блокировки, LSD

Вместо введения

Прошлая статья о дифференциалахзакончилась на обещании рассказать о видах блокировок дифференциалах, и придётся снова пугать вас длительным техническим текстом. Поехали, как сказал Ю.А.Гагарин 58 лет назад.

О чём речь?

Итак, аббревиатура LSD, которая указана в названии статьи, является сокращением от Limited Slip Differential, а по-русски - дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением. В прошлой статье мы рассказали вам о принципах работы свободного дифференциала, и тут мы уже не будем на этом останавливаться. В конструкции LSD предусмотрен момент блокировки, который допускает разницу скорости вращения валов, но срабатывать блокировка будет только в случае большой диспропорции.

Это про бездорожье, правда?

Процентов на 50%. Такие блокировки применяются и во внедорожниках, и в спорткарах. Первый случай - автомобиль не должен застрять. Второй случай - необходим ровный старт, без проскальзывания на асфальте.

Как работает LSD?

Такая блокировка вне зависимости от конструкции будет работать только после момента, в который разница угловых скоростей колёс превышает определённый лимит. После этого срабатывает блокировка, и крутящий момент распределяется в равных частях на оба колеса. Продолжаться это будет либо до восстановления контакта с дорогой, либо до полной потери сцепления. Это вы можете выбрать самостоятельно.

А я слышал про Вискомуфты. Что это такое?

Хороший вопрос. Ведущие мосты в легковых автомобилях обычно имеют в своём запасе два варианта блокировок. Первый тип основан на чувствительности к разнице скоростей, а второй тип блокировки чувствителен к разнице в передаче крутящего момента. Современные автомобили в подавляющем большинстве наслаждаются блокировками первого типа. Именно в этом месте появляется слово «вискомуфта». Вискомуфта представляет собой пакет круглых плоских фрикционных дисков, установленных внутри герметичного корпуса. В пакете есть диски двух типов, соединенные с ведущим и ведомым валами соответственно. На поверхности дисков есть отверстия и небольшие выступы. Пакет дисков собран так, чтобы ведомые и ведущие диски чередовались между собой и находились на малом расстоянии. Внутренняя полость муфты заполнена силиконовым гелем.

Такая муфта проста в производстве и неприхотлива в обслуживании. Второй тип механических блокировок дороже и может сломаться раньше.

Хорошие и разные LSD

Дифференциалы такого типа различаются по своим типам. Про них мы вам расскажем ниже.

Вязкостные дифференциалы

Этот распространённый тип дифференциала основан на действии вискомуфты.

Такие дифференциалы заслужили популярность из-за плавности своей работы. Принцип действия у них основан на изменениях свойств специального геля, которые меняются бесступенчато. Такое свойство удовлетворяет желанию производителей повысить комфорт для водителя.

Конечно, вязкостные здания имеют свои недостатки. Любой узел, который работает за счёт давления жидкости, теряет часть энергии при работе, что вызывает увеличение расхода топлива. Также они крайне чувствительны к перегревам и просто повышенным нагрузкам. Вискогель теряет рабочие свойства при повышении температур. Соответственно? если вы побуксовали в снегу продолжительное время - работа блокировки в следующий раз может быть и хуже. Механические блокировки в этом же случае работают одинаково, вплоть до поломки.

Такие дифференциалы могут требовать замены каждые 100 тысяч километров.

Такие системы очень чувствительны к состоянию уплотнений в системе, ведь внутренняя часть дифференциала полностью герметична. Если произошла разгерметизация - вискомуфту меняют.

Героторный насос

В этих дифференциалах с внутренней стороны установлен героторный насос, а на вращающемcя валу привода укрепили зубчатое колесо, которое находится внутри насоса. Если при вращении корпуса героторного насоса и зубчатого колеса появляется разница в скорости - жидкость сжимается. После этого крутящий момент уходит на «отстающее» колесо, которое имеет сцепление с дорогой. Эти системы стремительно набирают популярность по мере увеличения степени компьютерного управления узлами автомобиля (системы EBD и тому подобные), так как, в отличие от вискомуфты, работой героторного насоса можно управлять.

Про крутящий момент

К этому типу относятся механически дифференциалы червячного типа, обеспечивающие автоматическую блокировку при возникновении разности крутящих моментов между корпусом и приводным валом. Если одно из колес проскальзывает, крутящий момент падает, червячный дифференциал перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. При этом колесо блокируется не полностью, и степень блокировки зависит от степени падения крутящего момента. Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Торсен» Слово Torsen в наше время - торговая марка, а образовалось оно при сложении двух слов «torque» - «крутящий момент» и «sensing» - «чувствительный». Под маркой Torsen выпускаются конструкции двух типов. Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Квайф»

Сателлиты дифференциала типа Quaife (их обычно 10) не крепятся на осях, как у аналогов, а находятся в закрытых нишах корпуса. Все они параллельны полуосям, однако в отличие от Torsen Т-2, где каждый сателлит постоянно контактирует с обеими полуосевыми шестернями, в Quaife правый ряд сателлитов находится в контакте с правой полуосевой шестерней, левый – с левой.

Вместо послесловия

Данный текст предназначен для понимания вами механики работы того самого узла, который помогает вам выехать из сугроба в тот самый день, когда коммунальщики забыли поработать. Ну или вы очень хотите прокатиться по полю на дачу. Думаю, на этом можно заканчивать цикл статей про этот узел, и готовить вам очередную техническую информацию про другие узлы автомобиля, которыми вы пользуетесь каждый день, но даже не подозреваете, как они работают.