Дифференциал автоматический нестерова: конструкция, преимущества, недостатки и особенности

Как отрегулировать преднатяг дифференциала Ваз 2114

Случается так, что блокировка начинает запаздывать, либо вовсе не срабатывает. Причина — уменьшается величина преднатяга или пропадает вовсе. В таком случае не стоит спешить менять узел целиком, рекомендуется попробовать увеличить его величину (преднатяг) самостоятельно. Для этого необходимо подобрать требуемую толщину регулировочного кольца, установить в гнездо картера КПП. Вся процедура достаточно трудоемкая, поэтому рекомендуется воспользоваться инструкцией по эксплуатации ТС.

Причины неисправностей

Ввиду конструктивных особенностей дифференциала и его рабочего предназначения, происходят разрушительные процессы, связанные с трением, силовыми нагрузками и другими причинами. В результате происходит активный износ узла с его элементами. Основные причины неисправностей следующие:

• Износ подшипников и нарушение их целостности;
• Повреждение или износ сальников;
• Недостаточное количество масла в трансмиссии, равно как и его плохое качество;
• Иные причины.

Первые признаки наличия проблем в работе дифференциала Ваз 2114:

• Повышенная шумность в мосте или коробке;
• Протекания масла;
• Заклинивание моста;
• Люфты и стуки при проверке;
• И прочая, нестандартная работа узла и его составляющих.

Если вы наблюдаете нештатную работу механизмов дифференциала, первое что рекомендуется сделать – это проверить все соединения узла на предмет герметичности, отсутствия протекания масла. Если целостность соединений, креплений не нарушена, а признаки (шум или нарушение функциональности) присутствуют, требуется демонтаж и разбор узла для выявления, устранения причин.

Что такое автомобильный дифференциал

Это механическое устройство, разделяющее крутящий момент между двумя полуосями ведущих колес. Разделение происходит в неравных пропорциях, в зависимости от условий, в которых находятся колеса, а точнее от коэффициента сцепления с поверхностью и направлению движения автомобиля. Он позволяет вращаться колесам с разной скоростью, передавая мощность на оба колеса.

Реклама:

Из чего он состоит

Конструкцию рассмотрим на примере простого дифференциала. Он состоит:

1. Ведущей шестерни. Она передает крутящий момент от коробки передач, через кардан на главную шестерню.
2. Ведомой (главной) шестерни. Заставляет вращаться сателлит (спутник)
3. Шестерня сателлита. Она жестко закреплена с ведомой шестеренкой и вращается вместе с ней в одном направлении. Кроме этого, она может совершать вращения вокруг своей оси в разные стороны.
4. Две полуосевые шестерни, каждая из которых соединена со своим колесом. Через них мощность и момент передается с сателлита на ведущие колеса.

Конструкция схематически представлена на картинке:

Чувствительные к скорости

Такие дифференциалы изменяют распределение тяги в зависимости от разницы между текущими скоростями выходных валов. Данный тип LSD подразделяется на 2 вида.

Вязкий (VLSD)

В конструкции дифференциала этого типа применяется специальная камера, наполненная вязкой жидкостью (маслом на основе силикона) и содержащая несколько дисков. Ее внутренняя часть соединена с приводным валом. А внешняя сторона корпуса контактирует с дифференциалом. Блокировка LSD в данном случае происходит потому, что часть дисков двигается в одном направлении, а вторая — в другом. Возникающее между ними трение провоцирует смещение крутящего момента.

Основной недостаток такого дифференциала заключается в том, что при продолжительных и высоких нагрузках увеличивается температура масла. Это приводит к расширению жидкости, вследствие чего муфта блокируется даже в том случае, когда не нужно. А примерно после 100 тысяч километров из-за указанных конструктивных особенностей дифференциал начинает работать, как открытый. Поэтому при таком пробеге нужно менять центральную часть VLSD. Залить новую жидкость не дают конструктивные особенности дифференциала.

Героторный насос

В дифференциале данного типа применяется героторный насос, который за счет гидравлического сжатия перераспределяет крутящий момент от быстрого колеса к медленному. Как и в случае с вязкостным LSD, у этой конструкции есть определенные ограничения. В частности, если скорость вращения одного колеса превышает заданный предел, то героторный насос не сможет обеспечить достаточное гидравлическое сжатие для передачи тяги. Однако современные автомобили дополняются электроникой, которая снижает вероятность возникновения подобных последствий.

Назначение

Применение дифференциалов в трансмиссиях автомобилей обусловлено необходимостью обеспечить вращение ведущих колёс одной оси с разной частотой. В первую очередь это необходимо в поворотах, но также и при разном диаметре ведущих колёс, что возможно при вынужденной установке шин двух разных типоразмеров или при разности давления в шинах. В случае, если оба колеса имеют жёсткую кинематическую связь, любое рассогласование частот вращения по вышеупомянутым причинам приводит к возникновению так называемой паразитной циркуляции мощности. Это безусловно вредное явление вызывает проскальзывание колеса с меньшей силой сцепления относительно поверхности дороги, дестабилизирует движение автомобиля по дуге, нагружает трансмиссию и двигатель, повышает расход топлива и проявляется тем сильнее, чем меньше радиус поворота и выше силы сцепления, действующие на колёса. Дифференциал, установленный в разрез валов привода колёс одной оси, позволяет разорвать жёсткую кинематическую связь между колёсами и устранить паразитную циркуляцию мощности, не потеряв при этом возможностей по передаче мощности на каждое колесо с КПД близким к 100%. Подобный дифференциал называется «межколёсным», а данная область применения является основной для дифференциалов вообще, так как межколёсный дифференциал присутствует в приводе ведущих колёс всех легковых, грузовых и абсолютно подавляющей части внедорожных

,спортивных игоночных автомобилей.

Помимо привода ведущих колёс автомобиля дифференциалы также применяются:

• В приводе двух и более постоянно ведущих осей от одного двигателя (так называемый «межосевой» дифференциал).
• В приводе соосных воздушных и водных винтов противоположного вращения (в качестве дифференциала и редуктора одновременно).
• В дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин (в связке из одного-двух-трёх дифференциалов с разными принципами совместной работы).
• При сложении передаваемой вращением мощности от двух двигателей с произвольными частотами вращения на один общий вал.

При повороте автомобиля, все его колеса проходят разный по длине путь, и если между двумя ведущими колесами существует жесткая связь, они начнут проскальзывать. Скольжение колес при повороте приводит к повышенному расходу топлива, износу шин, нарушению устойчивости и т. п.

Дифференциал позволяет ведомым валам вращаться с разными угловыми скоростями и выполняет функции распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или ведущими мостами. Дифференциалы бывают межколесными и межосевыми (в случае установки между несколькими ведущими мостами).

Впервые дифференциал был применен в 1897г. на паровом автомобиле. В настоящее время все автомобили имеют межколесные дифференциалы на ведущих мостах. Наиболее распространенным является конический симметричный дифференциал, включающий в себя: корпус, сателлиты, ось сателлитов (или крестовину) и полуосевые шестерни. Обычно число сателлитов в дифференциалах легковых автомобилей — два, грузовых и внедорожных — четыре.

Симметричный дифференциал получил свое название за способность распределять подводимый момент поровну при любом соотношении угловых скоростей, соединенных с ним валов. Применение такого дифференциала в качестве межколесного, обеспечивает устойчивость при прямолинейном движении, а также при торможении двигателем на скользкой дороге.

Существенным недостатком обычного дифференциала является снижение проходимости автомобиля, если одно из его колес попадает в условия малого сцепления с опорной поверхностью. При этом на колесо, находящееся в нормальных сцепных условиях, нельзя подвести крутящий момент, превышающий тот, который может быть реализован на колесе, находящемся в условиях малого сцепления (это приводит к пробуксовке колеса). Для преодоления этого недостатка в некоторых конструкциях используются Дифференциалы полноприводных автомобилей различных конструкций.

1) с электронной блокировкой;

2) с дисковым дифференциалом;

3) с вязкостной муфтой.

Управление системой осуществляется как механически водителем, так и с помощью специальных блоков управления, которые учитывают угловые скорости колес и разность крутящего момента на переднем и заднем приводе. Полностью автоматические системы позволяют экономить топливо, обеспечивают улучшение проходимости автомобиля, облегчая его управление на высокой скорости и лучше реализуют мощность мотора.

Сегодня подобные системы самоблокирующихся дифференциалов зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они отличаются прочностью, надежностью и долговечностью, не требуя в процессе эксплуатации какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Сравнение блокировок дифференциала на Lada 4×4 (ВАЗ 2121)

В первом видео обзоре сравнивают проходимость внедорожников по глубокому снегу. В испытании принимали участие: Lada 4×4 с ДАК, с ДАН и без блокировки дифференциала. Для точности тестов все три машины имели одинаковые колеса с шинами «Медведь». 

По результатам заездов можно заметить очевидную разницу между конкурсантами:

1. Lada 4×4 с ДАК справилась с заданием.
2. Lada 4×4 без самоблока не только не смогла проехать по глубокому снегу, но и забуксовала, пытаясь преодолеть сугробы по оставленной ранее колее.
3. Lada 4×4 с ДАН прошла испытание лучше всех.

Другое сравнение самоблокирующихся дифференциалов проводила другая группа автолюбителей ВАЗ 2121. В этот раз испытания проходили уже летом, по песку и грязи.

Внедорожники с разными «блокировками» пытались забраться на гору, в результате:

• С ДАК — на склон удалось взобраться с 3-ей попытки.
• С ДАН — заехать на горку получилось лишь с 5-ого раза.

Несмотря на это участники экспедиции подметили, что по дороге до места испытания Lada 4×4 с ДАН уверенно доехала своим ходом, в отличии от многих других внедорожников.

В момент перерыва сказали, что многое еще зависит от производителя и от зазора в конструкции устройства. Минимальный зазор позволяет работать более четко, передача момента второму колесу происходит уже после незначительного сдвига первого. Также не малую роль играет, какая блокировка будет установлена на передних, а какая на задних колесах.

А какую вы порекомендуете блокировку дифференциала для ВАЗ 2121? Может из-за высокой цены (около 10 тыс.р.) вообще нет смысла ее использовать? Напомним, на проходимость внедорожника также влияют и другие немаловажные факторы.

Ключевые слова: передняя подвеска 4х4 | задняя подвеска 4х4 | передняя подвеска нива | задняя подвеска нива

+2

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter..

Самоблокирующийся дифференциал (Limited-slip Differential). Дифференциал повышенного трения.

Как он работает.

Самоблокирующийся дифференциал совмещает в себе две концепции,- свободную и блокируемую системы дифференциалов. Он способен функционировать большую часть времени как обычный дифференциал, а в нужный момент автоматически блокироваться, т.е. в тот момент, когда происходит проскальзывание одного из колес. Блокировка достигается за счет вязкостной муфты, или фрикционной муфты, или за счет 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).

Дисковый самоблокирующийся дифференциал AVT для Нива Шевроле

Дисковый самоблокирующийся дифференциал AVT для Нива Шевроле

Дифференциал повышенного трения с десятью сателлитами сделает машину выносливой. Снижение нагрузки и равномерное её распределение на отдельные сателлиты повысит проходимость на бездорожье.

Блокировка дифференциала — сила преодоления на трудных дорогах

Наиболее эффективный способ повышения проходимости колесной машины — блокировка дифференциала. Если она не предусмотрена конструкторами, то для эксплуатации на бездорожье на автомобиль можно установить самоблокирующийся дифференциал.

Для чего нужна блокировка дифференциала

Во время движения автомобиля по неровной дороге или в момент поворота на детали трансмиссии и шины подается дополнительная нагрузка из-за прохождения ведущими колесами различного пути. Это обстоятельство ухудшает управляемость и способствует их существенному износу. В эпоху отсутствия автомобильных дорог и малых скоростей данная проблема не сильно беспокоила водителей, к тому же цельная ведущая ось служила для повышения проходимости автомобиля. Шло время, пропорционально совершенствованию техники возрастали скорости, поэтому возникла необходимость развязать ведущие колеса. Был придуман дифференциал — планетарный механизм, который распределял поровну крутящий момент между полуосями и позволял колесам вращаться с различной скоростью. Дифференциал значительно увеличил (улучшил) управляемость и устойчивость автомобиля, но при этом снизил его проходимость. Величину крутящего момента стало задавать колесо, имеющее менее прочное сцепление с дорогой, поэтому одно колесо пробуксовывало, второе в этот момент просто останавливалось. Ручная блокировка дифференциала не смогла решить проблему улучшения проходимости автомобиля, так как это требовало постоянного внимания водителя и годилось только для преодоления труднопроходимых участков. Поэтому возникла необходимость автоматической блокировки. Всевозможные конструкции самоблокирующихся дифференциалов не требуют дополнительных действий от водителя и помогают компенсировать ошибки в управлении.

Самоблокирующиеся дифференциалы винтового типа

Высокий ресурс и отсутствие проблем при установке делают самоблокирующиеся винтовые дифференциалы наиболее распространенными. Относительно несложная конструкция делает их доступными и практически не требует технического обслуживания. Для предупреждения повышенного износа трансмиссии винтовая блокировка имеет сглаженный процесс включения и выключения. Также в момент включения блокировки дополнительное толчковое усилие не передается на рулевое колесо. Однако необходимо учесть, что при включении устройства возникают кратковременные пиковые нагрузки. Установка самоблокирующегося дифференциала увеличивает на скользкой дороге устойчивость автомобиля и повышает его проходимость. Оптимальное перераспределение крутящего момента между ведущими колесами позволяет разгрузить буксующее колесо и дает колесу, имеющему лучшее сцепление дополнительный крутящий момент.

Автомобиль, имеющий винтовую блокировку:

быстро разгоняется по плотному снегу и льду; легко управляется в поворотах; при резком старте на асфальте предупреждается срыв ведущих колес. Для выравнивания срабатывания блокировки и уменьшения нагрузки на трансмиссию устанавливают муфту предварительного натяга. Величина преднатяга определяет минимальный крутящий момент, который действует на колесо. Больший преднатяг позволяет повысить проходимость на труднопроходимых участках дороги, меньший — помогает проходить резкие повороты. Установить необходимую величину натяга могут только специалисты, которые учитывают все особенности конструкции автомобиля, манеру вождения и уровень дорожного покрытия.

Предлагаем инновационную продукцию, по своим качествам превосходящую все конкурентные предложения, — блокиратор дифференциала (дифференциал повышенного трения) с десятью сателлитами

Число сателлитов в дифференциале делает машину более выносливой. Десяти сателлитная конструкция создаёт больше точек касания сателлитов — полуосевых шестерен. Это способствует более равномерному распределению и снижению нагрузок на отдельный саттелит и большей площади трения.

• Блокировки НИВА и ШЕВИНИВА
• Самоблокирующиеся дифференциалы

Преимущества, которыми обладает дифференциал червячного типа

Благодаря простоте своей конструкции и её эффективности червячные механизмы пользуются огромной популярностью не только у обычных автолюбителей, но и профессиональных гонщиков. Главным её достоинством является моментальный отклик на изменение в скорости вращения колеса. Но это не единственный плюс, которым обладает эта система, и их, кстати, гораздо больше, чем недостатков:

• как показал опыт, практически неограниченный срок эксплуатации;
• блокировка осей почти на 70%;
• замечательная проходимость и управляемость;
• отсутствие требований по специальному техническому обслуживанию.

Какие минусы есть у дифференциала червячного типа

Как и говорилось минусов у данной системы синхронизации не так уж и много. Главным, пожалуй, является падение диапазона преднатяжения в ходе эксплуатации. И чтобы это устранить придётся менять регулировочные шайбы. В принципе это все.

https://youtube.com/watch?v=XZmy6nAIAxc%2520

Что такое преднатяг дифференциала

Дифференциал автомобиля занимается распределением крутящего момента с ведущего вала на правое и левое полуоси. Состоит дифференциал из 4-х конических шестеренок. По габаритам не большой. Если колеса крутятся с одинаковой нагрузкой, то дифференциал распределяет силу вращения пополам (50:50).

Если одно колесо наехало, например, на лед, то дифференциал на одно колесо дает большую вращательную силу, а на другую — меньшую. То колесо, которое на льду, получает повышенную угловую скорость и станет ведущим, а то колесо, которое крутится по асфальту — перестанет получать вращательную скорость и станет ведомым. Из-за этого, то, что момент вращения передается только на одно колесо, причем на то, которое находится (в данном случае) на льду, управление и проходимость автомобилем сильно ухудшается. Но, для сохранения управляемости и проходимости, ведущим колесо должно было стать то колесо, которое на асфальте. Чтобы избежать такого ненужного эффекта, было изобретено устройство — автоматический дифференциал повышенного трения.

Самоблокирующиеся дифференциалы

Механизм повышенного трения — это многодисковый дифференциал, вискомуфта, самоблокирующийся дифференциал «Квайф» и «Торсен» осуществляет частичную блокировку автоматически, без переключения рукоятки водителем.

Отличие автоматического дифференциала от симметричного в том, что автоматический самоблокирующийся имеет пружинный пакет фрикционных дисков.

Состоит автодифференциал из:

• ведомые червячные (полуосевые) шестерни;
• ведущие червячные (саттелиты) шестерни.

Оси сателлиты и полуосей параллельны друг другу. Если одно колесо, допустим правое, начинает вращаться медленнее, чем колесо напротив, то, соответственно, и полуось с шестерней вращается медленнее и вращает с такой же угловой скоростью сателлит 2. Сателлит 2 передает вращение сателлиту 3. Сателлит 3 передает вращение шестеренке полуоси 4. В результате — разные угловые скорости колес на повороте.

Из-за того, что крутящие моменты в винтовом зацеплении разные, появляются осевые и радиальные силы, которые прижимают шестерни 1 и 4, сателлиты 2 и 3 торцами к крышке дифференциала. Червячные сателлиты 2 и 3 прижимаются к поверхностям отверстий, в которых они сидят. Благодаря образующимся при этом силам, происходит блокировка полуосей. Насколько сильно заблокируется полуось, определяется коэффициентом блокировки.

Характеристики дифференциала самоблока:

• коэффициент блокировки дифференциала в % (КБД) (зависит от наклона зубьев, если винтообразный, или, если это диск, то углом чашки);
• преднатяг блокировки в кг (это статическое сопротивление между 2 полуосями).

КБД — это отношение моментов сил отстающего к забегающему, то есть крутящий момент отстающего колеса делим на крутящий момент колеса, которое быстрее вращается.

Преимущества самоблокирующегося дифференциала:

1. Водителю не требуется самому включать самоблок дифференциала, все происходит автоматически.
2. Устраняет пробуксовку при разных значения сцепления колес.
3. Улучшает проходимость и динамику управления автомобилей на разных дорогах.
4. Эффективность разгона возрастает на разных дорожных покрытиях.
5. Детали самоблокирующегося и обычного дифференциалов взаимозаменяемы.
6. Какая-либо полуось не сломается, потому что нет полной блокировки колес.
7. Отключение, то есть разблокировка осуществляется путем сброса педали газа.

Самоблокирующиеся винтовые дифференциалы эффективно подходят для обычного автомобиля. Такие устройства надежные. Рабочий эксплуатационный ресурс винтовых самоблоков такой же, как и у коробок переключения передач (КПП). Они плавно активируются и дезактивируются.

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле — это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения – механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) – нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

1. Передний привод – картер коробки передач.
2. Задний привод – корпус ведущего моста.
3. Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений. Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы. Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.