» » Как работают разные типы дифференциалов
Статьи
16.10.15 (18:05)
3143
Источник © 1gai.ru, Eric

Как работают разные типы дифференциалов

Все что вам нужно знать о дифференциалах, и их различиях в работе

Как работают разные типы дифференциалов

Прежде чем приступить к рассмотрению типов дифференциалов и нюансах их работы, для начала пройдемся по теории. Для чего вообще нужен дифференциал на современных автомобилях и как он работает.

Как работают разные типы дифференциалов

Дифференциал, говорит теория, это механическое устройство, особый вид планетарной зубчатой передачи, делящий момент входного вала (в нашем случае карданного вала) между выходными валами (полуосями) автомобиля, и передающий момент силы с кардана, в заднеприводном варианте или непосредственно от двигателя на переднеприводном автомобиле (дифференциал в FWD расположен в КПП), на полуоси так, что угловые скорости вращения полуосей могут быть разными по отношению друг к другу, когда колеса проходят разный путь, например в повороте. Опять же из основ теории, во время поворота, колеса автомобиля проходят по разной траектории, внутренней и внешней, соответственно то колесо, что идет по внешнему радиусу проезжает больше, чем внутреннее колесо, значит, и скорость вращения внутреннего колеса должна быть меньше скорости внешнего.

 

Смотрите также: Что нужно знать прежде чем ездить по бездорожью

 

Непосредственно в этом и заключается главная задача дифференциала, правильно распределять скорости вращения валов, а на выходе и соответственно, самих колес.

 

Предназначение дифференциала автомобилей:

позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;

неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;

 

Основная проблема, появившаяся на заре автомобильной эры была решена с помощью применения дифференциала, теперь повороты можно безопасно проходить без пробуксовки колес, а соответственно без чрезмерной нагрузки на трансмиссию, шины и подшипники колес. Но появилось другое неудобство.

Как работают разные типы дифференциалов

Простейший дифференциал имеет одну особенность, «благодаря» которой категорически не подходит для сложных, экстремальных дорожных ситуаций.

 

Когда у ведущих колес 100% сцепление с дорогой все будет идти хорошо, дифференциал будет исполнять свою функцию идеально, но стоит одному из них попасть в ситуацию, в котором шина потеряет сцепление, иной тип грунта, лед, то начнет вращаться именно колесо потерявшее сцепление, а противоположенное, стоящее на более цепком грунте останется неподвижным.

 

Смотрите также: Избыточная поворачиваемость и недостаточная поворачиваемость

 

Не вдаваясь в нюансы, можно констатировать факт, что дифференциал не меняет крутящий момент, но перераспределяет мощность между колесами, и мощность всегда будет больше на том колесе, которое вращается быстрее. Крутящий момент, при пробуксовке колеса сопротивление его минимально, а значит чрезвычайно мал и крутящий момент с двигателя на колесо, на противоположенном колесе крутящий момент будет соответствовать ему, то есть будет минимальным.

 

Особенно видны недостатки классического дифференциала на спортивных автомобилях с большой мощностью и на полноприводных машинах, рассчитанных на езду по бездорожью.

 

В этой связи инженеры и автопроизводители начали искать решение новой проблемы. Появилось большое множество различных видов устройств дифференциалов. Основные виды, которых мы хотели бы осветить в данной статье. Также вы узнаете самые основные преимущества и недостатки тех или иных видов устройств, и на каких современных автомобилях можно встретить тот или иной тип дифференциалов.

 

Свободный дифференциал (Open Differential)

Как работают разные типы дифференциалов

Суть его работы

Разделяет крутящий момент двигателя на две оси, каждая из которых способна вращаться с различной скоростью.

 

Недостатки

Когда колесо теряет сцепление, крутящий момент на противоположном колесе также падает. В худшем варианте, у застрявшего автомобиля одно колесо свободно вращается, в то время как противоположенное с лучшим сцеплением не может передать поверхности достаточно крутящего момента, чтобы сдвинуть автомобиль с места.

 

Современные системы управления тягой компенсируют это путем применения тормозов к потерявшему сцепление колесу. Но данный подход помогает лишь отчасти, более сложный дифференциал, как правило, быстрее действует и более эффективен, чем стандартный тип.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить

Устанавливается на большинство автомобилей, которые без претензий на наличие большой мощности или без внедорожных амбиций, семейные седаны, кроссоверы, минивэны, малолитражные машины, и т.д.

 

Блокируемый дифференциал (Locking Differential)

Как работают разные типы дифференциалов

Как он работает

При заблокированном дифференциале, колеса постоянно будут вращаться с равными скоростями. В песке, грязи и снегах, заблокированный дифференциал гарантирует, что крутящий момент продолжит поступать на колесо с более высокой тягой.

 

Недостатки

В незаблокированном виде ведет себя точно также как свободный дифференциал. Блокировка дифференциала на поверхности с высоким уровнем сцепных свойств, например, на сухом асфальте, затрудняет поворачиваемость автомобиля и может нанести серьезный вред автомобильной трансмиссии.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить

Jeep Wrangler,  Mercedes-Benz G-класса,  Ram 2500 Power Wagon; опционально можно поставить на большинство полноразмерных джипов и пикапов.

 

Самоблокирующийся дифференциал (Limited-slip Differential) Дифференциал повышенного трения

Как работают разные типы дифференциалов

Как он работает

Самоблокирующийся дифференциал совмещает две концепции- свободную и блокируемую систему дифференциалов. Он способен функционировать большую часть времени как обычный дифференциал, а в нужный момент автоматически блокироваться, когда происходит проскальзывание одного из колес. Блокировка достигается с помощью вязкостной муфты или фрикционной муфты или сложной системы гидророторного типа. В военных автомобилях ставятся зубчатые или кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы.

 

Недостатки

Чисто механические дифференциалы повышенного трения являются реактивными. То есть, они не блокируются, пока не произошла пробуксовка колеса.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить

Nissan 370Z  со Sport пакетом (с вискомуфтой),  Mazda MX-5 Miata  (clutch-type),  Scion FR-S/Subaru BRZ  (helical gears).

 

Самоблокирующийся дифференциал с электронным управлением (Electronically Controlled Limited-slip Differential)

Как работают разные типы дифференциалов

Как он работает

Преимущества электронного управления в том, что повышается тяга в повороте, и степень блокировки дифференциала можно настроить.

 

Например, если компьютер определяет, что в повороте у автомобиля избыточная поворачиваемость, он может сильнее заблокировать дифференциал, чтобы стабилизировать автомобиль.

 

Недостатки

Как и в обычном дифференциале ограниченного скольжения, крутящий момент смещен в сторону более медленно вращающегося колеса.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить

BMW M3  и  M4,  Cadillac ATS-V  и  CTS-V,  Chevrolet Corvette с пакетом Z51,  Ferrari 488GTB.

 

Активный дифференциал (Torque-vectoring Differential)

Как работают разные типы дифференциалов

Как он работает

Использует дополнительные редуктора, которые подключаются по команде электроники. Электроника собирает информацию со всех датчиков, скорости автомобиля, скорости вращения колес, включенной передачи, угла поворота рулевого колеса и множества других.

 

Способен, дозировано отправлять крутящий момент к каждому из ведущих колес.

 

С активным дифференциалом автомобиль может проходить повороты на больших скоростях.

 

Недостатки

Системы активного дифференциала тяжелые, сложные, и дорогие, увеличивают расход топлива.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить

Audi S4, S5 и S6; BMW X5 M и X6 M; Lexus RC F.

Оцените новость:
Поделиться
Хотите ли вы уехать из России?
 
Оформи еженедельную рассылку 1gai.ru