Стоит ли ставить самоблокирующийся дифференциал на ниву

Разновидности LSD

Дифференциал ограниченного проскальзывания подразделяется на 4 типа, каждый из которых работает по собственному алгоритму

Фиксированная стоимость

В данном дифференциале максимальная разница между тягой, передаваемой на колеса, является всегда постоянным показателем вне зависимости от того, сколько крутящего момента отправлено на ось. Обычно такой LSD дополняется подпружиненными узлами сцепления.

HLSD

Дифференциал HLSD (или чувствительный к крутящему моменту) помимо основных компонентов содержит еще и сцеплением с конусом (альтернативная разновидность сцепления). В этом случае механизм отличается чувствительностью к вырабатываемой тяге. То есть его настройки меняются с учетом количества подаваемого крутящего момента. Благодаря этому, уменьшается разница между тягой, передаваемой на колеса.

Суть данного механизма сводится к следующему: чем больше крутящий момент входного вала, тем сильнее прижимаются конусы, сцепление либо шестерни. Это как раз и приводит уменьшению разницы между количеством тяги, передаваемой на каждое колесо, которые располагаются на одной оси. Данный механизм из-за указанных особенностей отличается сложной конструкцией. В связи с этим степень износа элементов HLSD напрямую влияет на характер работы дифференциала. Или: любой дефект в конусах, сцеплении или других деталях может привести к возникновению заметной разницы в крутящем моменте, передаваемом между колесами.

Данная разновидность дифференциала в зависимости от конструкции подразделяется еще на несколько видов. Выделяют так называемое сцепление конусное (дисковый LSD), которое состоит из двух блоков тонких дисков. Один из них соединяется с входным валом, второй — с водилом крестовины. Характер размещения этих дисков также меняется в зависимости от конструктивных особенностей машины. Если используется один вал, то в данном случае соединение осуществляется посредством муфты. В некоторых автомобилях ее заменяют на 2 конуса.

Возможны и другие конструктивные решения. В частности, Audi использует дисковый LSD, который для нагрузки на сцепление, обеспечивающей равномерное перераспределение тяги, применяет естественную разделительную силу, что возникает между зубьями шестерни. Есть также 1-, 1,5- и 2-сторонние дифференциалы данного типа. В них для создания прижимного усилия применяется узел кулачок-рампа. Суть работы таких дифференциалов сводится к следующему:

• 2-сторонний. При такой компоновке нивелируется разница между входным и выходным крутящими моментами. Благодаря этому дифференциал немного ограничивает силу торможения мотором;
• 1,5-сторонний. Данный вариант применяется в спортивных автомобилях, так как этот дифференциал обеспечивает разницу в количестве крутящего момента на входном и выходном валах. За счет этого машина становится более устойчивой при торможении мотором;
• 1-сторонний. Такой дифференциал устанавливается чаще на переднеприводные автомобили, так как при открытой дроссельной заслонке машина может поворачивать. Это происходит потому, что направление крутящего момента ограничивается только в одном направлении. То есть, если тяга идет в другую сторону, то дифференциал становится открытым.

Также среди чувствительных дифференциалов выделяют направленный LSD. В этом случае в конструкции применяются прямозубые и червячные шестерни, посредством которых перераспределяется тяга между колесами либо осями. Данный дифференциал является уникальным, так как возможность смещения тяги заложена в его конструкции. В других случаях эта функция выступает в качестве дополнения. Благодаря этому, направленный LSD обеспечивает перераспределение тяги только при возникновении соответствующей необходимости, что существенно повышает способности автомобиля при передвижении в разных дорожных условиях. Одной из наиболее известных марок данного дифференциала является Torsen, который используют на машинах Subaru, Audi Quattro, Toyota и других. Нередко этот тип LSD монтируется на полноценных внедорожниках и пикапах.

Задачи и принцип действия дифференциала

В отсутствие дополнительных приспособлений оба колеса автомобиля, расположенные на одной оси, вращались бы с одинаковой скоростью. Это повлекло бы целый ряд эксплуатационных проблем, связанных в основном с управляемостью. Побочные эффекты — повышенный и неравномерный расход резины, дополнительная нагрузка на элементы подвески, недостаточная поворачиваемость. Дифференциал сделал возможным неравномерное распределение скорости вращения, получаемой колёсами от карданного вала.

В реальных условиях эксплуатации авто колёса могут двигаться с разной скоростью в нескольких случаях:

• при повороте, когда внешнему колесу приходится преодолеть большее расстояние, чем внешнему;
• на неровной дороге, когда левое и правое колёса движутся по поверхности с разным рельефом.

Все описанные выше особенности не имеют особого значения для ведомых полуосей, так как они фактически не связаны друг с другом и вращаются независимо. А вот ведущая пара получает энергию от коробки передач, каждое колесо из неё жёстко связано с трансмиссией, поэтому криволинейное движение затрудняется.

Дифференциал, делающий ведущие колёса относительно независимыми друг от друга, используется и на грузовом, и на легковом транспорте, как в моноприводных моделях, так и в полноприводных. В последних распределяющий редуктор управляет также балансом усилий между осями. Расположен он чаще всего в задней части авто и связан с карданным валом. Можно выделить три типа данного агрегата:

• открытый дифференциал;
• дифференциал повышенного трения;
• дифференциал с блокировкой.

В зависимости от типа конструкции узла различается природа механизма передачи усилия на колёса. Если возникнет ситуация, когда одной из колёс в паре потеряет сцепление с дорогой (попадёт на лёд или грязь), редуктор направит весь крутящий момент на эту полуось. Это приведёт к пробуксовке потерявшего надёжную опору колеса. В этом случае и нужна так называемая блокировка дифференциала: она временно отключает хитрый узел, чтобы вращающая сила распределялась между полуосями поровну.

Что такое блокировка дифференциала на видео:

Виды автоматической блокировки дифференциала на Ваз 2107

Экстремальные “варварские” необратимые методы типа заваривания сателлитов и установки “преднатяга” редуктора использовать категорически не рекомендуется. Существуют другие способы блокировки дифференциала при необходимости.

Дисковая блокировка. На дифференциал устанавливаются фрикционные муфты, которые начинают проворачиваться относительно друг друга при неравномерном вращении колес. Если разность угловых скоростей колес велика, сила трения между муфтами растет и дифференциал блокируется. Такой способ блокировки требует специального трансмиссионного масла и имеет определенные недостатки . Из-за износа дисков необходимо часто проводить регулировку узла.

Блокировка с вискомуфтой (вязкостной муфтой). Принцип работы вискомуфты напоминает работу дисковой блокировки дифференциала. Отличие состоит в в том, что вискомуфта имеет множество липких дисков, которые погружены в вязкую жидкость. Силикон, составляющий основу жидкости, твердеет при нагреве. Если угловая скорость одной оси больше другой, жидкость нагревается, твердеет и обеспечивает жесткое сцепление дисков. Этот вид блокировки срабатывает плавно, но по мере нагрева и застывания жидкости эффект нарастает и продолжается, пока колеса не начнут вращаться одновременно и температура не снизится. Плюс такого решения состоит в отсутствии необходимости частого обслуживания узла. Особенность работы вискомуфты в том, что для ее работы требуется полная герметичности пространства, заполненного гелем. Вискомуфты эффективно работают лишь при непродолжительной пробуксовке и устанавливаются на “паркетные джипы”. Для долгих поездок по бездорожью они не подходят – узел перегревается.

Винтовой червячный редуктор. Это самый надежный из видов блокировки. При движении по прямой червячные винты свободно вращаются. При наличии разницы угловых скоростей полуосей винты попадают заходят в крайние положения где фиксируются в пазах. При их фиксации срабатывает блокировка. Время срабатывания дифференциала зависит от конструкции (профиля) винта. Когда угловые скорости полуосей выравниваются, винты выходят из пазов и дифференциал возобновляет работу. Такая система не требует специального масла, подходит обычное трансмиссионное. Узел отличается большим сроком службы, сравнимым со сроком службы “родного” дифференциала. Благодаря этому блокировка дифференциала ВАЗ 2107 с использованием винтового червячного редуктора популярна среди владельцев “семерки”.

Планетарная блокировка дифференциала (схема Красникова). Механизм похож на обычных дифференциал, но в нем вместо шестеренок-сателлитов используются цепочки шариков. Блокировка происходит не из-за разности скоростей вращения колес, а при появлении различий между тягой двигателя и осевой нагрузкой. Такой вариант дифференциала ВАЗ 2107 несколько дешевле, чем винтовой червячный дифференциал.

Самоблок Нестерова

Именно в том, как работает дифференциал Нестерова, и заключен секрет его популярности.

Конструкция дифа позволяет не только оптимально регулировать угловую скорость колес машины при совершении маневров, но и в случае пробуксовок или вывешивании колеса устройство отдает ему минимальное количество энергии от двигателя. Причем реакция самоблока на изменение дорожной ситуации практически мгновенная. Кроме того, дифференциал Нестерова значительно улучшает управляемость машины даже на скользких поворотах, повышает курсовую устойчивость, повышает динамику разгона (особенно в зимний период), снижает расход горючего. А монтаж устройства не требует никаких изменений в конструкции трансмиссии и устанавливается точно так же, как классический дифф.

Дифференциал нашел применение не только в автомобильной технике, он оказался весьма полезен и на мотоблоках, значительно облегчив жизнь его владельцам.

Снятие и разбор коробки передач

Замена подшипника ваз 2110

Не стоит говорить, что прежде чем начать проводить замену подшипника, следует демонтировать коробку с авто и разобрать ее.

Демонтаж коробки с авто

Замена подшипника на ваз 2110

Начали:

• автомобиль устанавливаем на смотровую яму;
• капот машины поднимаем и фиксируем чем-нибудь намертво, чтобы не шатался;
• снимаем клеммы аккумуляторной батареи;
• сливаем масло из коробки передач.

Примечание. Демонтировать КПП с ваз 2110 легче с помощником.

• начинаем с демонтажа защиты картера (крепится он болтами, которые следует вывернуть);
• провод массы нужно извлечь, для этого отвернув болт;
• находим наконечник троса привода сцепления, который выключает сцепление и ослабляем затяжку гаек;
• извлекаем наконечник троса;
• демонтируем с автомобиля стартер и тяговое реле;
• теперь следует ослабить затяжку хомута, держащего тягу привода переключения передач;
• трос отсоединяется от привода спидометра;
• провод света заднего хода отсоединяется;
• разводим растяжки от рычагов подвески автомобиля.

Примечание. Чтобы получилось развести растяжки, прежде нужно будет ослабить затяжку гайки.

• находим, как крепится шаровой шарнир рулевой тяги к поворотному рычагу (это гайка, которую следует вывернуть);
• теперь следует выпрессовать палец шарового шарнира (для этого используется специальный съемник);
• извлекаем шаровой шарнир, выворачивая два болта;

Болты, фиксирующие шаровой шарнир

берем монтировку, которой выдавливаем из КПП хвостовик одной гранатки привода передних колес (ШРУС следует отвести в сторону);

Вместо хвостовика гранатки нужно вставить что-нибудь. К примеру, это может быть, старый ШРУС(см. ВАЗ 2110 замена шрус — как нужно делать) или иная технологическая заглушка.

• повторяем ту же операцию со второй гранаткой;
• пришло время отвернуть щиток картера сцепления;
• теперь нужно взяться за снятие самого картера, который крепится к блоку цилиндров.

Примечание. Чтобы обезопасить процесс демонтажа коробки, необходимо положить на составляющие крыльев, которые находятся возле опор передних стоек соответствующие деревянные бруски. Именно на них будет вывешиваться двигатель. Не забываем, что деревянный брус должен опираться только на фланцы крыльев!

• переходим к снятию двигателя, который нужно прицепить за специальный рым к брусу, используя для этого длинный болт с крюком;
• выворачиваем гайки крепления двигателя с КПП;
• отводим коробку в сторону от двигателя, выводя первичный вал из сцепления;
• извлекаем коробку.

Разбор КПП

Коробка передач снята и теперь нужно провести ее разбор. Приступим к процессу:

коробку следует тщательно очистить от масла и грязи.

Примечание. Можно даже помыть коробку, но делать это только с внешней стороны, следя за тем, чтобы вода не проникла внутрь детали.

• теперь коробка ставится на попа (другими словами, вертикально вверх);
• задняя крышка КПП демонтируется (для этого отворачиваем шесть гаек);
• теперь нужно будет извлечь кронштейн троса сцепления;

Демонтируем кронштейн троса сцепления

• крышку коробки заднюю аккуратно трогаем с места, для этого ударяя резиновым молотком по ней;
• полностью извлекаем заднюю крышку с картера КПП;
• далее снимается уплотнительная прокладка картера КПП.

Примечание. Снимать данную прокладку нужно очень аккуратно, дабы не повредить ее. При сборе, если она останется целой, покупать новую не придется.

• теперь нужно включить третью и четвертую передачи;
• затем, после отворачивания болта, фиксирующего пятую передачу, включаем 5-ую;
• перемещаем 5-ую передачу вниз таким образом, чтобы шлицы муфты вошли в зацепление с шестерней.

Примечание

На данном этапе важно проверить, чтобы валы не проворачивались

• выворачиваем гайку на вторичном валу, прежде расконтрив ее;
• то же самое делается и с первичным валом, вернее с ее гайкой;
• синхронизатор 5-ой пердачи вместе с вилкой извлекается;
• снимается также ведомая шестерня с вторичного вала;
• демонтируется также игольчатый подшипник, если нужно.

Замена подшипников на ваз 2110

После этого, нужно подвергнуть демонтажу следующие детали и элементы коробки передач, чтобы легко добраться до дифференциала:

• ведущую шестерню первичного вала;
• первичный и вторичный вал;
• заднюю опору двигателя;
• картер сцепления;
• картер коробки передач.

Примечание. Помним, что между двумя картерами (коробки и сцепления) находятся три места, куда можно удобно вставить отвертку или длинный штырь. Это сделано для того чтобы не повредить уплотнительную прокладку. Отвертку следует вставлять в пазы аккуратно и проворачивать до тех пор, пока картеры не разъединятся.

Кроме того, должны быть извлечены:

• вилка и шток первой и второй передач;
• вилка переключения третьей и четвертой передач;
• вилка заднего хода вместе с шестерней и осью.

Виды дифференциалов повышенного трения

Для устранения вышеперечисленных недостатков в трансмиссию машины был внедрён дифференциал, который также должен передавать на колёса все нагрузки, получаемые от двигателя. На машинах более ранних выпусков устанавливались планетарные дифференциалы классической конструкции с симметричной схемой распределения крутящего момента.

Данный дифференциал всего лишь частично устранял указанные недостатки. Начиная с 30-х годов прошлого столетия стали проводиться исследования применения дифференциалов повышенного трения. Они устанавливались сперва на спортивных автомобилях, а затем в серийных внедорожниках и дорожных авто. Наиболее широкое применение получили следующие дифференциалы повышенного трения: ФРИКЦИОННЫЕ • самоблокирующийся фрикционный многодисковый дифференциал. Состоит из корпуса, сателлитов, оси сателлитов, выходных полуосей, шестерен полуосей, пакетов дисков. Диски поочередно связаны с корпусом дифференциала и шестернями полуосей. Диски подпружинены пружиной. Работа основана на синхронном вращении полуосей с корпусом на прямом участке дороги и разности вращений при выполнении маневров. В этом случае, в работу вступает фрикцион и подаёт дополнительный крутящий момент на отстающую шестерню. Имеющие в своей конструкции подпружиненные пакеты фрикционных дисков. Они имеют статическое преднатяжение (момент срабатывания) от 2 до 12 кг/м. Используются в автоспорте, быстро изнашиваются, требуют вмешательства для восстановления рабочих характеристик после каждой гонки. • самоблокирующийся героторный дифференциал. Конструкция подобна вышеописанному дифференциалу, только вместо пружин установлен поджимной поршень и гидронасос. Фрикционные диски сжимаются поршнем под давлением жидкости от одного или двух шестерёнчатых насосов. Недостатки примерно такие же, как и для подпружиненного фрикциона • кулачковый (зубчатый) дифференциал. Состоит из сепаратора, наружной звёздочки, внутренней звёздочки, сухарей, двух полуосей, ведомой шестерни главной передачи, корпуса. Основан на применении кулачковых (зубчатых) пар вместо планетарного механизма. При небольшой разнице в угловых скоростях полуосей зубчатые пары взаимно проворачиваются, а при пробуксовке блокируют оси. Положительные стороны: простота конструкции, доступность монтажа, низкая стоимость. Отрицательные стороны: резкая работа, низкая эффективность, повышенный расход топлива. В связи с этим, устанавливаются, в основном, на военную и специальную технику. • вискомуфта. Состоит из корпуса, ведущего вала, ведомого вала, пакета дисков (дисков ведущего и ведомого валов), ступицы, нажимного диска, 2-х кольцевых нагнетательных поршней, кольцевого рабочего поршня, балансировочной пружины. Принцип работы основан на заполнении междискового пространства фрикциона динатантной жидкостью, силиконовой, способной загустевать и увеличиваться в объёме при повышении температуры. С увеличением разности во вращении полуосей увеличивается температура от трения, соответственно, увеличивается вязкость жидкости и, как результат, сцепление дисков. Преимущества: простота конструкции и эксплуатации. Недостатки: малая эффективность, громоздкость конструкции, инертность в использовании. В связи с массивностью, в основном применяются для межосевых дифференциалов.ШЕСТЕРЁНЧАТЫЕ • самоблокирующийся дифференциал (КВАЙФ). Состоит из корпуса, сателлитов левого и правого рядов, полуосевых шестерен (левой и правой), 2-х выходных валов. В данном дифференциале оси с сателлитами закрыты в корпусе (в специальных отверстиях), расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно винтовыми зубьями. • «торсен» первого типа. Состоит из корпуса, сателлитов левого и правого рядов, правой и левой шестерен полуосей, 2-х выходных валов. «торсен» первого типа. Каждая полуось имеет свои сателлиты, попарно связанные с сателлитами другой полуоси. Зацепление прямозубое, ось сателлита перпендикулярна полуоси.

• «торсен» второго типа. Состоит из корпуса, сателлита, связанного с правой шестернёй полуоси, сателлита, связанного с левой шестернёй полуоси, правой и левой полуосевых шестерен, левого и правого выходных валов. «торсен» второго типа. Применяются косозубые шестерни полуосей и винтовые сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям.

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.