logo1

logoT

 

Что такое межосевой дифференциал


Межосевые дифференциалы автомобилей.


Межосевые дифференциалы




Межосевые дифференциалы применяются на автомобилях, имеющих несколько ведущих мостов, т. е. на автомобилях повышенной проходимости, внедорожниках и т. п.
Применение межосевых дифференциалов исключает циркуляцию мощности, которая нагружает трансмиссию при движении автомобиля по дорогам с неровной поверхностью. Такая циркуляция возникает из-за того, что колеса различных мостов, особенно у автомобилей с габаритной базой, проходят во время движения разные пути, а также из-за различия давления воздуха в шинах и разных нормальных нагрузок на ведущие колеса.

Симметричные межосевые дифференциалы, устанавливаемые между равнонагруженными мостами автомобилей повышенной и высокой проходимости, выполняют обычно в виде простых конических с возможностью принудительной блокировки из кабины водителя. Их устанавливают или в раздаточной коробке, как, например, на автомобилей ВАЗ-2121 «Нива», или на промежуточном мосту трехосного автомобиля в приводе главной передачи, как, например, на автомобилях марки «КамАЗ» ( рис. 1).

Конструкция межосевого симметричного дифференциала аналогична конструкции межколесных конических дифференциалов, с устройством и работой которых можно ознакомиться здесь.

Несимметричные межосевые дифференциалы, устанавливаемые в раздаточных коробках автомобилей КамАЗ-4310, КрАЗ-260 и распределяющие крутящие моменты пропорционально нормальным нагрузкам на мосты, выполняют чаще всего планетарными цилиндрическими.

Схема несимметричного планетарного дифференциала приведена на рисунке 1, а конструкция межосевого дифференциала, размещенного в раздаточной коробке трехосного автомобиля КамАЗ-4310, - на рисунке 3.

Дифференциал представляет собой планетарную передачу, ведущим элементом которой является водило 16, связанное с корпусом дифференциала.
Коронное зубчатое колесо 11 своей ступицей установлено свободно на бронзовой втулке в заднем фланце водила 16 и шлицами соединено с валом 9 привода задних мостов.
Солнечное зубчатое колесо 13 установлено на шлицах вала 18 переднего моста.



У полностью нагруженного автомобиля его масса распределяется по осям так, что на передний мост приходится примерно одна треть массы автомобиля, а на промежуточный и задний мосты – две трети массы.
Но так как промежуточный и задний мосты приводятся в действие одним карданным валом, то для оптимального распределения силы тяги по всем ведущим мостам раздаточной коробкой на два задних моста должен передаваться крутящий момент в два раза больший, чем на передний мост.

Конструктивно солнечное 13 и коронное 11 зубчатые колеса выполнены так, что r2 = 2r1, следовательно Мзад = 2 Мперед, т. е. дифференциал распределяет крутящие моменты между передним мостом и задней тележкой в соотношении 1:2.

Для блокирования дифференциала на средней части фланца водила 16 выполнены шлицы, на которых установлена муфта 17 блокировки. Перемещение муфты блокировки осуществляется с помощью электропневматического привода, управляемого из кабины водителя.

***

Полуоси


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Для чего нужна блокировка дифференциала?

Для чего нужна блокировка дифференциала.

Блокировка дифференциала является одним из самых эффективных способов повышения проходимости колесной машины. В любом автомобиле, предназначенном для эксплуатации на бездорожье и имеющем межосевой дифференциал, конструкторы обязательно вводят механизм его блокировки. Иногда машину оснащают механизмом, блокирующим межколесный дифференциал заднего моста, и крайне редко – блокирующим дифференциал переднего моста (и на то есть серьезные причины).
Блокировка дифференциала, как любое техническое решение, имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы разобраться, в каких случаях требуется использовать блокировку, а в каких ее использовать нельзя, нужно для начала понять принципы, на которых основано ее действие, и разобраться, что же меняется при блокировании этого таинственного механизма силового привода автомобиля, имя которому дифференциал.

Как оно работает (немного упрощенно).

Попробуйте зимой прыгнуть в длину с места. Вы расставляете ноги на ширину плеч, сгибаете их в коленях, переносите центр тяжести вперед, отталкиваетесь и… ничего не происходит.
Оказывается, ваша правая нога случайно оказалась на скользком льду, в то время как левая на сухом асфальте. Из-за этого хороший прыжок не получился: правая нога проскользнула назад, и от неожиданности вы не успели вложить всю «толчковую» силу в левую ногу. Итог комичен: ноги разъехались взад-вперед и вы чуть не упали.
Как же поступить в данных обстоятельствах, чтобы обеспечить ногам возможность хорошо оттолкнуться?
Очень просто, нужно связать их между собой, например, стянуть широким ремнем. Теперь две ноги превратились как бы в одну толчковую ногу, будут работать совместно, и максимально используют для развития силы толчка силу своего сцепления с опорной поверхностью. Точно такой же процесс происходит при взаимодействии ведущих колес автомобиля с дорогой.
Представим, что условный заднеприводный автомобиль случайно остановился так, что его правое колесо попало на лед, а левое находится на асфальте. Как известно, обычный межосевой дифференциал малого трения, находящийся в заднем мосту, всегда подводит к колесам равное усилие (окружную силу). Правое колесо на льду не может оттолкнуться от опорной поверхности с большой силой, сцепление недостаточное. Из-за этого дифференциал не может подвести к нему большую силу, это физически невозможно. А раз так, то он и к левому колесу, находящемуся на асфальте, подведет такую же низкую силу, как и к колесу на льду. Он выровняет усилия, распределяемые между колесами, «ориентируясь» на правое колесо. Из-за этого автомобиль сдвинется с места медленно и с пробуксовкой правого колеса, его колеса «разъедутся» и не смогут использовать для хорошего «толчка» имеющуюся силу сцепления левого колеса, которая в данных конкретных условиях будет по значению примерно в семь раз выше, чем у правого. Но из-за свойства дифференциала «делить поровну» левое колесо использует для создания тяговой силы (силы, толкающей автомобиль вперед) лишь 1/7 часть силы своего сцепления с асфальтом. Проще говоря, оно бы могло оттолкнуться в 7 раз мощнее, но дифференциал не подвел к нему достаточную силу, чтобы это сделать.
Значит нужно, как и при прыжке человека с места, крепко связать колеса между собой, чтобы они вращались или буксовали совместно, словно единое колесо.
Для этой задачи применяют специальный механизм, который не дает вращаться шестерням дифференциала, блокирует их и связывает два колеса между собой жесткой связью, обеспечивая их постоянное вращение с равным числом оборотов. Он называется «механизм блокировки (отключения) дифференциала», или в просторечье – блокировкой. Заблокированный (выключенный) дифференциал не имеет возможности выравнивать усилие между колесами, они становятся связанными между собой единой осью, в результате к каждому из них через детали силового привода может быть подведена максимально возможная сила, предельное значение которой будет определяться силой сцепления каждого из колес с опорной поверхностью. Где сцепление лучше – туда и будет приложена большая сила.
Основная цель блокировки дифференциала – обеспечение ведущим колесам возможности полного использования силы сцепления с опорной поверхностью для создания тяговой силы, необходимой для поступательного движения автомобиля.
Механизмы блокировки дифференциалов могут быть самых различных конструкций, но их задача одинакова: связать ведущие колеса между собой, обеспечивая их нераздельное вращение.

Когда нужно блокировать дифференциал (включать блокировку).

Из вышеизложенного очевидно, что наибольшая эффективность от блокировки дифференциала проявляется в условиях, когда имеется существенная разность в величинах сил сцепления колес, между которыми он установлен. Сила сцепления определяется произведением части от общего веса автомобиля, приходящегося на колесо, и коэффициента сцепления шины с дорогой. Отсюда очевидно, что наибольшая эффективность от блокировки межколесного дифференциала будет в случаях полного отрыва колеса от опорной поверхности, что иногда возникает при проезде через гребневые препятствия (т.н. «диагональное вывешивание). Также блокирование существенно повышает проходимость при неравномерно распределенном между колесами моста весе, например, когда колеса одной стороны сползли в глубокую глинистую колею, а другой – идут выше по сухой поверхности, или при строгании машины от обочины, когда колеса одной стороны находятся на скользкой поверхности, а другой – на асфальте. Соответственно чем меньше разница сил сцепления колес моста, тем меньше польза от блокирования дифференциала.
Блокирование межосевого дифференциала необходимо при существенной разнице сил сцепления колес переднего и заднего мостов, например, когда при развороте машины одно из колес заднего моста заехало в канаву с водой (или на мокрый суглинок), в то время как другие колеса находятся на сухой поверхности. Или при строгании с места в условиях бездорожья, когда хотя бы одно из колес имеет плохое сцепление с грунтом, поскольку суммарная тяговая сила всех 4-х колес автомобиля при незаблокированном симметричном межосевом дифференциале равна учетверенному значению тяговой силы колеса, имеющего самое низкое сцепление. Стоит забуксовать лишь одному колесу, и тяговая сила остальных трех резко снизится.
Другим случаем является движение на крутой подъем, когда вес между мостами автомобиля распределен неравномерно.
Тяжело свести вместе все ситуации, да и не имеет смысла. Проще руководствоваться нехитрым правилом: ПЕРЕД тем, как съехать на бездорожье, нужно заблокировать межосевой дифференциал. Если предполагается преодоление участка тяжелого бездорожья, нужно заранее заблокировать задний межколесный дифференциал.
Передний межколесный дифференциал нужно блокировать (если есть такая возможность) в исключительных случаях и только при прямолинейном движении.
Также очевидна необходимость блокировки дифференциалов при попытке выйти из засады, когда автомобиль уже застрял.
Необходимо осознавать, что блокирование дифференциала не увеличивает силу сцепления колеса с дорогой, а лишь предоставляет возможность колесу полностью использовать эту силу для создания тягового усилия. Силу сцепления колеса с деформируемым грунтом можно увеличить лишь применением шины с внедорожным протектором; снижением давления воздуха в шине; надеванием цепи противоскольжения; подкладыванием под колесо различных предметов с высокими фрикционными свойствами, а также увеличив вес, приходящийся на колесо (последний способ наименее эффективен).
Нужно понимать, что наличие в ведущих мостах механизмов блокировок дифференциалов не превратит автомобиль в вездеход, который с легкостью пройдет по любому бездорожью. Блокировка дифференциала есть лишь один из многочисленных способов повышения проходимости, и если на ведущем мосту автомобиля, укомплектованного штатной «всесезонкой», будут буксовать два колеса, этот вовсе не означает, что тяговая сила моста будет в два раза выше по сравнению с буксованием только одного колеса.
Залогом хорошей проходимости автомобиля прежде всего является наличие специализированных внедорожных шин, большой дорожный просвет и иные показатели профильной проходимости, а также конструкция подвески, обеспечивающая большие ходы колес.

Недостатки блокировок дифференциалов.

Путь, по которому идет автомобиль на бездорожье, имеет кривизну в плане и профиле, обусловленную изменением траектории движения, задаваемой рулевым управлением, и неровностями волнистого характера, то есть буграми и впадинами. Из-за этого каждое из колес моста за одну единицу времени проходит разный путь, следовательно, одно из колес на одном временном промежутке должно вращаться с большим (меньшим) числом оборотов, чем другое. Особенно сильно данное скоростное (кинематическое) несоответствие проявляется при движении машины по кривой малого радиуса. В этом случае внутреннее (по отношению к центру поворота) колесо будет проходить путь значительно меньший, чем наружное, следовательно, за одну единицу времени наружное колесо должно вращаться с большей угловой скоростью, чем вращается внутреннее. Данную потребность разрешает межколесный дифференциал, который обеспечивает возможность вращения полуосевых шестерней и полуосей, связанным с колесами, с разным числом оборотов.
При блокировании дифференциала между колесами возникает жесткая кинематическая зависимость: они могут вращаться только с равным числом оборотов. Из-за этого при движении на кривой малого радиуса наружное колесо может начать проскальзывать по опорной поверхности (идти юзом), а внутреннее работать с пробуксовкой, излишне закапываясь в грунт. То есть наружное колесо будет работать в тормозном режиме, тормозить движение, а вся тяговая сила моста будет развиваться внутренним колесом. Это обстоятельство повлечет снижение проходимости, особенно при движении по грунтам, крепким в верхнем слое, но слабым в нижнем, например, по дерновому (покрытому травой) лугу, просохшему после дождей верхнему слою суглинка (при раскисшем нижнем слое) и т.д. Внутреннее колесо будет срывать твердый слой и закапываться в грунт.
Чтобы в этом примере оба колеса работали в ведущем режиме, необходимо, чтобы внутренне колесо вращалось со значительной пробуксовкой, тогда и наружное колесо сможет развить тяговую силу. Но пробуксовка колеса на бездорожье в большинстве случаев больше вредит, чем помогает: с одной стороны, это способствует лучшему самоочищению протектора, с другой – углубляет колею, увеличивая силу сопротивления качению, которая на слабых грунтах и без того немалая. А увеличение глубины колеи может привести к тому, что за гребень, образующийся между колесами, начнет цеплять и тормозить движение низко расположенная деталь автомобиля, например картер моста или нижний рычаг подвески.
И по-хорошему, при поворотах малого радиуса нужно бы блокировку выключить, чтобы дать дифференциалу возможность развязать колеса (или ведущие мосты). Вот только не всегда это возможно на ходу, да и внедорожная ситуация может неожиданно поменяться и потребовать быстрого включения механизма блокировки. Поэтому обычно уж если начал движение с заблокированным межосевым и задним межколесным дифференциалами, так и шуруй, пока не застрянешь или не выедешь на твердую поверхность.

Особенно остро данный недостаток применения блокировки при поворотах сказывается при блокировании дифференциала переднего моста. Стоит слегка повернуть руль, как наружное колесо тут же начнет тормозить движение машины, то есть пользы для проходимости не будет. К тому же это вызовет возникновение момента сопротивления повороту, машина будет стремиться идти прямо, несмотря на повернутые в сторону колеса. А это уже опасно и в некоторых случаях может повлечь наезд на твердые предметы, которые водитель вполне мог бы и объехать. Вот одна из причин, по которой автомобили повышенной проходимости, предназначенные для любительского использования, никогда штатно не оснащаются блокировкой дифференциала переднего моста. Одна, но не самая главная.
После блокирования дифференциала резко увеличиваются знакопеременные нагрузки, воздействующие на детали силового привода автомобиля. Это и является основным недостатком применения данного технического решения. Как уже говорилось выше, поверхность, по которой идут колеса, имеет неровности волнистого характера. И когда одно из колес наезжает на бугор (или попадает в яму), его угловая скорость должна за доли секунды прирасти, то есть стать значительно больше, чем у другого колеса, которое в это время идет по ровной поверхности. Но если дифференциал заблокирован, то на колесе, попавшем на неровность, резко возникнет тормозной момент, что вызовет существенные нагрузки на силовой привод - полуоси и шестерни дифференциала. А самые большие нагрузки возникнут на криволинейном участке пути, когда наружное колесо будет стремиться идти юзом, и вся тяговая сила ведущего моста будет создаваться внутренним колесом. Несмотря на то, что дифференциал заблокирован, его шестерни продолжают передавать крутящий момент (усилие) от корпуса к полуосям. Резко возникающие излишние нагрузки могут привести к поломкам зубьев сателлитов или полуосевых шестерней, и как следствие – выходу из строя всего механизма. А их осколки быстро выведут из строя шестерни главной передачи, поскольку эти детали находятся в едином картере. Также может сломаться подвижная муфта механизма блокировки. Но чаще ломаются полуоси, если конструктор умный, то он намеренно ослабит их прочность, поскольку полуось является самой недорогой и легко заменяющейся деталью и может выполнять функцию предохранителя от поломок других деталей силового привода ведущего моста.
При движении внедорожника, укомплектованного обычными универсальными шинами в условиях низкого сцепления колес с дорогой, например, по суглинкам или на снегу, высокие разрушающие нагрузки не возникают. В этом случае колеса при заблокированном дифференциале могут компенсировать разницу в угловых скоростях путем проскальзывания или пробуксовки, что несложно, так как сила их сцепления с опорной поверхностью относительно невелика. Но после установки специализированной грязевой шины с высокими грунтозацепами сила сцепления протектора с грунтом увеличивается в несколько раз, и соответственно увеличиваются разрушающие нагрузки, воздействующие на детали силового привода при блокировании дифференциала.
Наибольший риск поломки возникает при движении машины с заблокированным дифференциалом заднего моста вверх на каменистый подъем. В этом случае большая часть веса автомобиля приходится на заднюю ось, и если одно из задних колес окажется в условиях низкого сцепления с поверхностью или вывесится, то почти вся тяговая сила, необходимая для движения автомобиля, будет развиваться другим задним колесом, которое прижато большим весом и имеет большую силу сцепления с грунтом. Из-за этого на связанную с ним полуось и полуосевую шестерню может приложиться существенная силовая нагрузка, по значению выше расчетной, что неизбежно приведет к поломке полуоси.

Одним словом, надо помнить, что блокирование заднего межколесного дифференциала (и уж тем более переднего межколесного) резко увеличивает вероятность поломки деталей силового привода автомобиля. И пользоваться блокировкой только в тех случаях, когда это действительно необходимо, и только на слабых грунтах.
Ну и последним недостатком механизмов блокировки дифференциалов является не автоматичность их действия. Водитель часто забывает заранее включить блокировку, и что самое неприятное – забывает ее выключить (разблокировать дифференциал) при выезде на грунтовую или асфальтовую дорогу. Именно по этой причине на многих машинах повышенной проходимости блокировку дифференциала заднего моста можно включить только при переходе на понижающую передачу раздаточной коробки. Таким способом конструкторы частично подстраховали водителя от ошибки, ведь понижающей передачей пользуются исключительно при движении на бездорожье, следовательно, раз она не используется, то и нет нужды в блокировании межколесного дифференциала. И соответственно при выезде на твердую дорогу водитель тут же перейдет на повышенную (прямую) передачу раздаточной коробки, и блокировка межколесного дифференциала автоматически отключится.
На автомобилях, предусмотренных для профессионального использования, так не делают, полагая, что подготовленный шофер хорошо знает, какие отрицательные последствия влечет блокирование межколесных дифференциалов и использует данное средство повышения проходимости более осмотрительно. А чтобы он не забыл, что тот или иной дифференциал заблокирован, на кнопке, включающей механизм блокировки, или на щитке приборов обязательно устанавливается лампочка-индикатор.
И если в ваши руки попал такой профессиональный внедорожник, оснащенный механизмами блокировок всех трех дифференциалов (или двух межколесных при отсутствии межосевого), при их использовании нужно быть очень внимательным и не забывать отключать блокировку при выезде на сухую дорогу.
А можно сделать так, чтобы блокирование (разблокирование) дифференциала происходило автоматически, без участия водителя?
Можно.
Первые механизмы, автоматически блокирующие/разблокирующие дифференциал применялись в тракторах с колесной формулой 4х2. Так как блокированный привод ведущего моста улучшает тяговые свойства, но ухудшает маневренность трактора, а повороты обязательны в конце гона при выполнении любой полевой работы, то возникала необходимость при каждом повороте выключать блокировку и при выходе из него включать ее вновь. Чтобы облегчить труд механизатора конструкторы предусмотрели гидравлическую систему, которая была связана с рулевым управлением и при повороте управляемых колес на заданный угол автоматически разблокировала дифференциал заднего моста, а при возврате колес в прямолинейное положение блокировала его. Иногда отключение блокировки связывали с подъемом навесного орудия в конце гона при повороте.
Позже автоматизация процесса блокировки дифференциалов нашла применение и в автомобилестроении. Например, в некоторых моделях «Джип Чироки» и «Джип Гранд Чироки» применялся так называемый «героторный» дифференциал, устанавливаемый в ведущих мостах. Если одно из колес моста начинало вращаться быстрее, чем другое колесо, специальный масляный насос приводил в движение поршень, который сжимал пакет блокирующих дисков. В результате дифференциал за доли секунды (по утверждению фирмы-разработчика) полностью блокировался и колеса буксовали совместно. А при выравнивании угловых скоростей давление масла падало, поршень прекращал давить на диски и дифференциал разблокировался. И что самое главное, этот процесс происходил механически, без всякого участия капризной электроники.
Схожее техническое решение использует фирма «Мерседес» в межосевых дифференциалах некоторых выпускаемых автомобилей. Только исполнительный механизм, блокирующий с помощью пакета дисков дифференциал, управляется электронной системой управления, получающей сигналы от датчиков скорости.
Эти способы блокировки дифференциалов тоже имеют свои недостатки: большую себестоимость, сложность конструкции привода механизма, большое число деталей, обеспечивающих блокировку, а также то, что невозможно заранее принудительно заблокировать дифференциал и сделать так, чтобы он надолго оставался в заблокированном положении.
Словом, что бы инженеры не делали, всегда найдется недовольный водитель.
А когда-то давным-давно конструкторы пошли по иному пути: вместо того, чтобы разрабатывать механизмы принудительной блокировки дифференциалов, они стали проектировать дифференциалы повышенного трения (самоблокирующиеся). Некоторые из этих механизмов по блокирующим свойствам не уступают «жесткой» блокировке и работают автоматически без участия водителя. И самое главное – блокирующий момент в них возникает не тогда, когда одно из колес начинает буксовать, а еще до этого, заранее.
Но и они имеют ряд недостатков.
Например, дифференциалы с высокими блокирующими свойствами (высоким коэффициентом блокировки) аналогично механизму принудительной блокировки будут препятствовать вращению колес с разным числом оборотов на кривой (при прохождении поворота), из-за чего одно из колес может начать тормозить движение (юзить), в то же время другое будет работать со значительной пробуксовкой. А в случае отрыва одного из колес ведущего моста от опорной поверхности они не могут создать в дифференциале достаточный блокирующий момент (в этой ситуации помогает частичное затормаживание колес тормозными колодками).
Кроме того, в некоторых режимах движения они будут ухудшать управляемость автомобиля на шоссе, вызывая повышенный износ механизмов силового привода и шин.
А дифференциалы с низкими блокирующими свойствами (низким коэффициентом блокировки) хоть и не будут сильно препятствовать независимому вращению ведущих колес, но аналогично обычному дифференциалу не обеспечат им на бездорожье возможности полностью использовать силу сцепления с грунтом для создания тяговой силы.
По хорошему, требовалось создать такой дифференциальный механизм, который на бездорожье обеспечил бы раздельное вращение колес, но при этом подводил бы к каждому из них такой по величине крутящий момент, чтобы оно работало с минимальной пробуксовкой и полностью использовало силу сцепления с опорной поверхностью. Да еще сделал бы так, чтобы колесо, которое по условиям движения должно вращаться быстрее, не влияло на угловую скорость другого колеса, то есть не раскручивало его (или не тормозило) через дифференциал.
Задача полного удовлетворения вышеперечисленных и во многом противоречащих друг другу требований труднодостижима. Основная сложность заключается в том, что величина силы сцепления ведущих колес ежесекундно меняется, и чтобы точно регулировать усилие, подводимое к каждому из них, необходимо не только предусмотреть индивидуальный колесный привод, но и обеспечить наличие многочисленных контрольных и исполнительных устройств, которые будут отслеживать работу колес и ежесекундно корректировать величину подводимой к ним силы, приводя ее в соответствие к быстро меняющимися дорожным условиям. Но реализовать в металле конструктивное решение, обеспечивающее выполнение столь трудных задач, пока еще не удалось. Наиболее близки к этому трансмиссии, в которых используются механизмы индивидуального привода колес, основанные на гидрообъемных или электрических передачах, объединенные в комплексе с многочисленными следящими и управляющими устройствами. Но это решение слишком сложно и дорого.
Поэтому на сегодняшний день для тяжелого бездорожья, где нередки случаи преодоления автомобилем гребневых препятствий, наиболее эффективным считается механизм принудительной блокировки дифференциала. А на умеренном бездорожье эффективнее самоблокирующиеся дифференциалы с коэффициентом блокировки (как отношение большего момента к меньшему) около 6.
В давние годы советский конструктор Игорь Владимирович Гринченко сделал один интересный вывод, относящейся к гидромеханическим (автоматическим) коробкам перемены передач:
«Существующее мнение о том, что гидромеханические передачи повышают проходимость автомобиля, так как обеспечивают плавное трогание с места и работу двигателя даже в самых неблагоприятных условиях, а также гасят возникающие в трансмиссии колебания, принципиально правильно, но опыт показывает, что практически улучшение проходимости в результате применения гидромеханической коробки передач незначительно, что гораздо большее влияние оказывает квалификация водителя…»
Развивая эту мысль, хочу сделать итоговый вывод: механизм блокировки дифференциала в руках опытного водителя, понимающего все особенности его использования, может превратиться в эффективное средство повышения проходимости автомобиля. А неопытному водителю лишь поможет быстрее закопаться в грунт и посадить свой внедорожник на мосты, или что гораздо хуже – поломать детали силового привода, которые хоть и железные, но тем не менее тоже имеют определенный запас прочности.
Получилась неплохая техническая статья, и наверное правильно будет поставить внизу свою подпись, чтобы читатель знал, кого следует ругать, если что-то изложено неверно.

Автор: Лев Тюрин
Новогорск, октябрь 2010

Источник https://www.pickupclub.ru/forum/

Дифференциал автомобиля – назначение, устройство, принцип работы

Дифференциал предназначен для передачи, изменения и распределения крутящего момента между двумя потребителями и обеспечения, при необходимости, их вращения с разными угловыми скоростями.

Дифференциал является одним из основных конструктивных элементов трансмиссии. Расположение дифференциала в трансмиссии автомобиля:

  • в заднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере заднего моста;
  • в переднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в коробке передач;
  • в полноприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере переднего и заднего мостов;
  • в полноприводном автомобиле для привода ведущих мостов – в раздаточной коробке.

Дифференциалы, используемые для привода ведущих колес, называются межколесными. Межосевой дифференциал устанавливается между ведущими мостами полноприводного автомобиля.

Конструктивно дифференциал построен на основе планетарного редуктора. В зависимости от вида зубчатой передач, используемой в редукторе, различают следующие виды дифференциалов: конический, цилиндрический и червячный.

Конический дифференциал применяется в основном в качестве межколесного дифференциала. Цилиндрический дифференциал устанавливается чаще между осями полноприводных автомобилей. Червячный дифференциал, ввиду своей универсальности, может устанавливаться как между колесами, так и между осями.

Устройство дифференциала рассмотрено на примере самого распространенного конического дифференциала. Составные части дифференциала являются характерными и для других видов дифференциалов. Конический дифференциал представляет собой планетарный редуктор и включает полуосевые шестерни с сателлитами, помещенные в корпус.

Корпус (другое наименование – чашка дифференциала) воспринимает крутящий момент от главной передачи и передает его через сателлиты на полуосевые шестерни. На корпусе жестко закреплена ведомая шестерня главной передачи. Внутри корпуса установлены оси, на которых вращаются сателлиты.

Сателлиты, играющие роль планетарной шестерни, обеспечивают соединение корпуса и полуосевых шестерен. В зависимости от величины передаваемого крутящего момента в конструкции дифференциала используется два или четыре сателлита. В легковых автомобилях применяется, как правило, два сателлита.

Полуосевые шестерни (солнечные шестерни) передают крутящий момент на ведущие колеса через полуоси, с которыми имеют шлицевое соединение. Правая и левая полуосевые шестерни могут иметь равное или различное число зубьев. Шестерни с равным числом зубьев образуют симметричный дифференциал, тогда как неравное количество зубьев характерно для несимметричного дифференциала.

Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент по осям в равных соотношениях, независимо от величины угловых скоростей ведущих колес. Благодаря этим свойствам симметричный дифференциал используется в качестве межколесного дифференциала.

Несимметричный дифференциал делит крутящий момент в определенном соотношении, поэтому устанавливается между ведущими осями автомобиля.

Работа дифференциала

В работе симметричного межколесного дифференциала можно выделить три характерных режима:

  1. прямолинейное движение;
  2. движение в повороте;
  3. движение по скользкой дороге.

При прямолинейном движении колеса встречают равное сопротивление дороги. Крутящий момент от главной передачи передается на корпус дифференциала, вместе с которым перемещаются сателлиты. Сателлиты, обегая полуосевые шестерни, передают крутящий момент на ведущие колеса в равном соотношении. Так как сателлиты на осях не вращаются, полуосевые шестерни движутся с равной угловой скоростью. При этом частота вращения каждой из шестерен равна частоте вращения ведомой шестерни главной передачи.

При движении в повороте внутреннее ведущее колесо (расположенное ближе к центру поворота) встречает большее сопротивление, чем наружное колесо. Внутренняя полуосевая шестерня замедляется и заставляет сателлиты вращаться вокруг своей оси, которые в свою очередь увеличивают частоту вращения наружной полуосевой шестерни. Движение ведущих колес с разными угловыми скоростями позволяет проходить поворот без пробуксовки. При этом, в сумме частоты вращения внутренней и наружной полуосевых шестерен всегда равна удвоенной частоте вращения ведомой шестерни главной передачи. Крутящий момент, независимо от разных угловых скоростей, распределяется на ведущие колеса в равном соотношении.

При движении по скользкой дороге одно из колес встречает большее сопротивление, тогда как другое проскальзывает - буксует. Дифференциал, в силу своей конструкции, заставляет вращаться буксующее колесо с увеличивающейся скоростью. Другое колесо при этом останавливается. Сила тяги на буксующем колесе, по причине низкой силы сцепления, мала, поэтому и крутящий момент на этом колесе тоже мал. А так как дифференциал у нас симметричный, то на другом колесе крутящий момент тоже будет небольшим. Тупиковая ситуация – автомобиль не может сдвинуться с места.

Для продолжения движения необходимо увеличить крутящий момент на свободном колесе. Это осуществляется с помощью блокировки дифференциала.

 

 

Как работает дифференциал при движении автомобиля. Дифференциалы автомобилей - типы

Механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля, называется дифференциалом. Дифференциал служит для обеспечения ведущим мостам разной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах.

Разная скорость вращения ведущим колесам, проходящим разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В противном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и износ шин. В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы дифференциалов (рисунок 1).

Рисунок 1 — Типы дифференциалов, классифицированных по различным признакам

Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным.

Дифференциал, который распределяет крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомобиля, называется межосевым.

На большинстве автомобилей применяют конические дифференциалы, симметричные и малого трения.

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число равно единице (uД = 1), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рисунок 2, а, б) имеют одинаковые диаметры и равное число зубьев. Симметричные дифференциалы применяются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже — межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент поровну между ведущими мостами.

Рисунок 2 — Кинематические схемы шестеренных дифференциалов

а, б — симметричных; в, г — несимметричных; 1 — корпус, 2 — сателлит; 3, 4 — шестерни

Несимметричный дифференциал распределяет не поровну крутящий момент. Его передаточное число не равно единице, но постоянно (uД ≠ 1 = const), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 имеют неодинаковые диаметры и разное число зубьев. Несимметричные дифференциалы применяют, как правило, в качестве межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент пропорционально нагрузкам, приходящимся на ведущие мосты.

Межколесный конический симметричный дифференциал (см. рисунок 2, а) состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых шестерен 3 и 4, которые соединены полуосями с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, закрепленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также закрепленной в корпусе дифференциала.

Принцип работы дифференциала

Работу дифференциала при движении автомобиля поясняет рисунок 3.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге (рисунок 3, а) ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. В этом случае сателлиты 3 не вращаются вокруг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни 4 и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие моменты.

Рисунок 3 — Работа дифференциала при движении автомобиля

а — по прямой; б — на повороте; 1, 4 — шестерни; 2 — корпус; 3 — сателлит; 5 — полуось

При повороте автомобиля (рисунок 3, б) внутреннее по отношению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колеса, вращается медленнее, и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоростями, что и необходимо при движении на повороте.

При движении автомобиля по неровной дороге ведущие колеса также встречают различные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксования.

Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом крутящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьшается и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вращения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость автомобиля ухудшаются.

Особенно это проявляется, когда одно из ведущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое находится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момента будет недостаточно для движения автомобиля, то автомобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет неподвижным, а колесо на скользкой дороге — буксовать.

Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается. В результате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих колесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20...25% во время движения в реальных дорожных условиях.

Конический симметричный дифференциал является дифференциалом малого трения, так как имеет небольшое внутреннее трение.

Трение в дифференциале повышает проходимость автомобиля, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах достигает максимального значения.

Однако в дифференциале малого трения увеличение суммарной тяговой силы на ведущих колесах составляет всего 4...6%, что также не способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля.

Конический симметричный дифференциал малого трения прост по конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность. Он обеспечивает хорошие управляемость и устойчивость, уменьшает изнашивание шин и расход топлива. Этот дифференциал также называется простым дифференциалом.

Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между главными передачами ведущих мостов многоприводных автомобилей. Дифференциал устанавливается в раздаточной коробке или в приводе главных передач. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в трансмиссии автомобиля, которая очень сильно нагружает трансмиссию, особенно при движении по ровной дороге. В качестве межосевых на автомобилях применяются и конические, и цилиндрически дифференциалы.

Кулачковые дифференциалы

Кулачковые (сухарные) дифференциалы могут быть с горизонтальным (рисунок 4, а) или радиальным (рисунок 4, б) расположением сухарей. Сухари 3 размещаются в один или два ряда в отверстиях обоймы 2 корпуса 1 дифференциала между полуосевыми звездочками 4 и 5, которые установлены на шлицах полуосей. Сухари в дифференциале выполняют роль сателлитов.

Рисунок 4 — Кинематические схемы кулачковых (а, б) и червячных (в, г) дифференциалов

1 — корпус, 2 — обойма, 3 — сухарь; 4, 5 — звездочки; 6, 8 — червяки; 7 — сателлит; 9, 10 — шестерни

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге сухари неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездочек. Своими концами они упираются в профилированные кулачки полуосевых звездочек и расклинивают их. Все детали дифференциала вращаются как одно целое, и оба ведущих колеса автомобиля вращаются с одинаковыми скоростями.

При движении автомобиля на повороте или по неровной дороге сухари перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ведущим колесам автомобиля разную скорость вращения без проскальзывания и буксования.

Кулачковые дифференциалы являются дифференциалами повышенного трения, так как имеют значительное внутреннее трение, которое позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший на буксующее колесо. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля достигает максимального значения. Так, за счет повышенного внутреннего трения суммарная тяговая сила на ведущих колесах увеличивается на 10...15%, что способствует повышению тяговых свойств и проходимость автомобиля. Кулачковые дифференциалы относительно просты по конструкции и имеют небольшую массу. Они широко применяются на автомобилях повышенной и высокой проходимости.

Червячные дифференциалы

Червячные дифференциалы могут быть с сателлитами или без сателлитов. В червячном дифференциале с сателлитами (рисунок 4, в) крутящий момент от корпуса 1 дифференциала через червячные сателлиты 7 и червяки 6 и 8 передается полуосевым червячным шестерням 9 и 10, которые установлены на шлицах полуосей, связанных с ведущими колесами автомобиля.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге корпус, сателлиты, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. При движении автомобиля на повороте или по неровностям дороги разная скорость вращения ведущих колес обеспечивается за счет относительного вращения сателлитов, червяков и полуосевых шестерен.

В червячном дифференциале без сателлитов (рисунок 4, г) полуосевые червячные шестерни 9 и 10 находятся в зацеплении с червяками 6 и 8, которые находятся также в зацеплении между собой. Крутящий момент от корпуса 1 дифференциала передается полуосевым шестерням 9 и 10 через червяки.

Червячные дифференциалы обладают повышенным внутренним трением, которое увеличивает суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля на 10...15%. Это способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Однако червячные дифференциалы наиболее сложные по конструкции. Они самые дорогостоящие из всех дифференциалов, так как их сателлиты и полуосевые шестерни изготавливают из оловянистой бронзы. В связи с этим в настоящее время червячные дифференциалы на автомобилях применяются очень редко.

Другие статьи по теме

Самый полный привод — ДРАЙВ

Этот материал мы задумывали как типичный «ликбез» из серии «Всё, что вы хотели знать о полном приводе, но не знали, у кого спросить». Чем дифференциальный привод отличается от подключаемого с помощью вискомуфт или агрегатов типа Haldex, для чего нужны самоблокирующиеся дифференциалы... Но чем больше мы изучали историческую сторону вопроса, тем больше удивлялись. Оказывается, первый легковой автомобиль с постоянным полным приводом был сделан в Голландии ещё сто лет назад! А в 1935 году, например, полноприводный американский гоночный автомобиль чуть было не спас человечество от Второй мировой войны...

Зачем легковому автомобилю полный привод? Сейчас, в начале XXI века, этот вопрос кажется риторическим. Конечно же, для лучшей реализации тяговых сил двигателя. Для того чтобы колёса при разгоне на скользком покрытии как можно меньше буксовали вхолостую. Четыре ведущих колеса лучше, чем два! Но человечество долго постигало эту азбучную истину. Спросите любого автознатока — и он вам ответит, что эра полного привода на массовых легковых автомобилях началась только в 1980-м с появлением Audi Quattro. Назовёт он и редких предшественников — например, английский суперкар Jensen FF 1966 года и Subaru Leone 4WD 1972 года. Впрочем, настоящий знаток тут же оговорится: первые полноприводные автомобили Subaru не имели постоянного полного привода — он был подключаемым. А это, как говорят в Одессе, две большие разницы.

Паллиатив

Подключаемый привод на одну из пар колёс — решение на легковых автомобилях паллиативное. Такую трансмиссию в англоязычном мире часто называют Part-Time 4WD, «временный полный привод», и пришла она из мира внедорожников и грузовой техники повышенной проходимости. Такой автомобиль, у которого одна из осей постоянно ведущая, а другая жёстко подключается в случае необходимости, способен проявить свои полноприводные качества только на время преодоления бездорожья. А для движения по дорогам с твёрдым покрытием жёсткий полный привод приходится отключать. Почему? Причина — в так называемой циркуляции мощности. Ведь в повороте передние колёса проходят больший путь, двигаясь по дугам большего радиуса, а значит, и вращаются быстрее задних. Причём чем круче поворот, тем разница больше. И на автомобилях с таким типом привода тяга на передних колёсах падает, а на задних — наоборот, растёт. В некоторых случаях тяговый момент может смениться тормозным, то есть передние колёса будут увеличивать сопротивление движению автомобиля. Когда под колёсами грязь или снег, в этом нет ничего страшного — разве что автомобиль станет хуже слушаться руля и пойдёт наружу «плугом» с вывернутыми колёсами.

На этой схеме хорошо видно, что при движении в повороте все колёса катятся по своим траекториям и вынуждены вращаться с разными угловыми скоростями. Поэтому для постоянного полного привода нужны три дифференциала: два межколёсных и один межосевой.

Тем не менее блокированный полный привод на легковых дорожных автомобилях применяли. Правда, это были скорее легковушки повышенной проходимости. Например, в СССР ещё в 1938 году небольшими партиями начали выпускать ГАЗ-61 — полноприводную «эмку» с шестицилиндровым мотором и с подключаемым передним мостом. После войны делали и «внедорожный» вариант «Победы», ГАЗ-М72, и «Москвич»-410 с аналогичной трансмиссией... Да и Subaru Leone 4WD 1972 года, кстати, тоже делали для преодоления внедорожья — клиренс у машин с подключаемым задним мостом был выше, чем у обычных переднеприводных Subaru.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) — полноприводная версия переднеприводной машины с подключаемым вручную приводом на задние колёса. Двигатель — объёмом 1,4 л (72 л.с.) или 1,6 л (80 л.с.). Кроме универсала, полным приводом оснащались седан и пикап. До 1989 года на всех полноприводных Subaru привод на задние колёса подключался или вручную (на машинах с механическими коробками), или автоматически — многодисковой фрикционной муфтой (на машинах с «автоматом»).

Итак, на дорогах с твёрдым покрытием, где легковые автомобили проводят большую часть времени, подключаемый привод бесполезен — он лишь утяжеляет автомобиль. Ведь всё это время машине приходится «возить с собой» раздаточную коробку, в которой происходит отбор мощности к «временно ведущей» второй оси, ещё один карданный вал, главную передачу второго моста...

Меж тем превратить «временный» полный привод в постоянный, Full-Time 4WD, очень просто. Нужно лишь добавить в раздаточную коробку межосевой дифференциал.

Постоянный полный

Зачем нужен межосевой дифференциал? Два межколёсных дифференциала, передний и задний, позволяют каждой паре колёс в поворотах вращаться с разными скоростями. А межосевой выполняет эту работу для обоих ведущих мостов. Поэтому автомобиль с тремя дифференциалами легко может двигаться с постоянным полным приводом по любым дорогам!

Элементарно? Меж тем до начала 80-х годов считалось, что постоянный полный привод дорожным автомобилям не нужен. Мол, к чему двигателю на сухом асфальте постоянно вращать вторую пару колёс и соответствующие детали трансмиссии — это и шум, и повышенный расход топлива... И лишь после появления Audi Quattro общественное мнение стало меняться в сторону постоянного полного привода. Ведь тяга двигателя при этом постоянно распределяется не на два, а на все четыре колеса, оставляя больший запас по сцеплению для восприятия боковых сил. И в повороте такой автомобиль оказывается намного более устойчивым при разгоне или при торможении двигателем.

«Рентген» Аudi 80 Quattro второй половины восьмидесятых годов. Хорошо видно, насколько проще и компактней схема quattro, чем трансмиссия Ferguson. Самоблокирующийся дифференциал Torsen используется Audi начиная с 1984 года. В отличие от дифференциала, блокируемого вискомуфтой, Torsen реагирует на изменение крутящего момента, реализуемого колёсами каждой из осей, повышает устойчивость при торможении и позволяет использовать АБС, так как блокируется только под тягой.

Кстати, первыми массовыми автомобилями с межосевыми дифференциалами в трансмиссии считаются Range Rover (1970) и наша «Нива» (1976). Но так как обе эти машины всё-таки принадлежат к внедорожному племени, то лавры первопроходца среди легковушек пожинает Audi Quattro.

А что же конструкторы гоночных автомобилей — неужели они не применили постоянный полный привод раньше? Мы знали, что попытки сделать полноприводные гоночные машины предпринимались и до эпохи Quattro. Например, первым послевоенным проектом Фердинанда Порше был полноприводный гоночный болид Cisitalia 360 среднемоторной компоновки с 12-цилиндровым полуторалитровым двигателем. Но доподлинно известно, что привод на передние колёса у этого чуда техники был отключаемым — гонщик должен был задействовать его только на прямых участках трассы, а перед поворотом вновь переходить на задний привод.

А были ли предшественники у Чизиталии? Оказалось, например, что тот же Фердинанд Порше ещё в 1900 году построил электромобиль с четырьмя ведущими мотор-колёсами. Но настоящий шок у автознатока вызовет гоночный автомобиль голландской фирмы Spyker образца 1902 года. В те дремучие времена, когда даже тормоза делали только на задних колёсах, у этого автомобиля был самый что ни на есть постоянный полный привод — с межосевым дифференциалом!

Голландскую фирму Spyker по выпуску конных экипажей основали в 1880 году братья Спяйкеры (по-фламандски фамилия пишется Spijker). В 1900 году братья выпустили первый автомобиль собственной конструкции, а спустя два года с помощью бельгийского конструктора Жозефа Лявиолета был разработан полноприводный гоночный Spyker 4WD (1902–1907) удивительно прогрессивной конструкции — с тремя дифференциалами! Тормозных механизмов было тоже три — два действовали на задние колёса, а ещё один тормоз был установлен на карданном валу к передним колёсам.

Так что можно смело заявлять, что нынче схема Full-Time 4WD справляет своё столетие... Полноприводных Спайкеров было выпущено немного — они стоили сумасшедших денег и по разным причинам не смогли добиться успеха в гонках. Не намного удачнее оказались и другие полноприводные гоночные автомобили — Bugatti Tipo 53 и Miller FWD начала 30-х годов. Что касается Bugatti, то инициатива принадлежала фиатовскому инженеру Антонио Пикетто, который в 1930 году предложил Этторе Бугатти построить гоночную машину с колёсной формулой 4×4. И в 1932 году были сделаны три полноприводных Bugatti Tipo 53 — с мощными компрессорными трёхсотсильными моторами, с постоянным полным приводом и с тремя дифференциалами.

Полноприводный Bugatti Tipo 53 (1932–1935). Трансмиссия с тремя дифференциалами распределяла тягу 300-сильной компрессорной «восьмёрки» на все четыре колеса. Коробка передач, как обычно на Бугатти, стояла отдельно от двигателя, раздаточная коробка с межосевым дифференциалом составляла с ней одно целое. Приводные валы на передний и задний мосты проходили по левой стороне автомобиля, гонщик сидел справа. Несмотря на рекомендации конструктора переднеприводных машин того времени Альбера Грегуара, в приводе передних колёс Bugatti T53 были использованы не шарниры равных угловых скоростей типа Tracta, а обычные карданные сочленения. Кроме того, для Tipo 53 пришлось использовать нетипичную для Бугатти независимую переднюю подвеску на поперечной рессоре. Всё это привело к повышенным нагрузкам на руль — управлять автомобилем в поворотах было чрезвычайно тяжело, хотя скорости прохождения гравийных виражей были выше, чем у заднеприводных машин того времени. Всего было построено три Bugatti T53, которые выступали в разных гонках до 1935 года.

Интересно, что перед созданием полноприводного Bugatti итальянцы тщательно изучили приобретённый специально под разборку переднеприводный американский гоночный Miller. В свою очередь американец Гарри Миллер заинтересовался затеей Бугатти и тоже решил построить полноприводную версию своего автомобиля, заручившись спонсорством фирмы FWD (Four Wheel Drive — «Четыре ведущих колеса»), выпускавшей грузовики с колёсной формулой 4×4. Так появились полноприводные гоночные болиды Miller FWD.

Американский конструктор Гарри Миллер прославился в 20–30-х годах своими гоночными автомобилями для 500-мильных состязаний на треке в Индианаполисе, а его рядные «восьмёрки» с двумя верхними распредвалами брал за основу своих моторов Этторе Бугатти. Интересно, что Миллер строил машины как с передним, так и с задним приводом, а в 1932 году сделал несколько полноприводных шасси Miller FWD (на снимке) с тремя дифференциалами в трансмиссии. Один из полноприводных Миллеров лидировал в гонке Инди 500 1934 года, но из-за технических проблем финишировал девятым.

Именно с этими машинами связан любопытный эпизод: во время гонки на берлинском треке Avus в 1935 году полноприводный Miller шёл третьим, когда его рядная «восьмёрка» не выдержала и буквально взорвалась. При этом куски мотора лишь немного не долетели до трибуны, на которой среди прочих важных персон из национал-социалистической партии сидел сам Гитлер! Право, редкий случай, когда об отсутствии человеческих жертв стоит пожалеть. Прилетел бы осколок поршня в голову одного человека — и ход мировой истории был бы совсем другим...

Но Bugatti Т53 и Miller FWD не получили должной оценки — подвели «сырая» конструкция и постоянные поломки. Зато следующий эпизод в истории легковых машин с постоянным полным приводом оказался воистину судьбоносным.

Формула Фергюсона

Чтобы оценить всю важность того, что происходило в Англии на рубеже 50–60-х годов, вернёмся к теории. Межосевой дифференциал создан для того, чтобы «развязать» обе ведущие оси. Например, задние колёса бешено буксуют, а передние стоят на месте. И дифференциал этому никак не препятствует!

Лекарство от этого недуга впервые придумали конструкторы внедорожников — это принудительная блокировка. В нужный момент водитель дёргает за рычаг, механизм намертво фиксирует шестерни межосевого дифференциала — и трансмиссия из дифференциальной, «свободной», становится жёстко замкнутой. Именно по этой схеме были сделаны и первые поколения автомобилей Range Rover, и наша «Нива», и множество других внедорожников. И, кстати, первые автомобили Audi Quattro тоже — в этих машинах до 1984 года водителю приходилось самостоятельно включать блокировку межосевого дифференциала.

Но это решение опять-таки паллиативное: блокировку на дорожной машине можно задействовать только на бездорожье. А на асфальте её нужно выключать. И если автомобиль внезапно попадёт на скользкий участок, колёса одной из осей при подаче тяги начнут буксовать раньше других.

А можно ли сделать так, чтобы дифференциал при пробуксовке блокировался сам, автоматически? Внедрение самоблокирующегося межосевого дифференциала связано с именем англичанина Тони Ролта, гонщика и конструктора. Он и его друг Фред Диксон, тоже гонщик и страстный любитель повозиться с автомобильными железками, ещё до войны открыли собственное бюро Rolt/Dixon Developments по подготовке гоночных автомобилей. После войны два друга увлеклись идеей постоянного полного привода. Построив экспериментальную полноприводную «тележку» под названием «Краб», Ролт и Диксон в 1950 году перешли под крыло Гарри Фергюсона, преуспевающего тракторного фабриканта. Так возникла фирма Harry Ferguson Research.

Фергюсона мало интересовали гоночные болиды, зато он мечтал о безопасном дорожном автомобиле, колёса которого не буксовали бы при разгоне и не блокировались при торможении. И Ролт с Диксоном решили спроектировать такую машину «с нуля» — полностью, включая кузов, трансмиссию и силовой агрегат!

Знаний друзьям не хватало, и на должность компетентного главного конструктора пригласили Клода Хилла, который ради столь интересной работы покинул Aston Martin. Но несмотря на финансы Фергюсона, работа шла неспешно — экспериментальный седан Ferguson R4 был готов только через шесть лет. Зато какой: полноприводный, с оппозитной «четвёркой», с дисковыми тормозами на всех колёсах и с электромеханической антиблокировочной системой Dunlop MaxaRet, позаимствованной из авиации!

Ferguson R4 (1956) — экспериментальный автомобиль с трансмиссией по Формуле Фергюсона. Вместо коробки передач у прототипа был гидротрансформатор.

Но самое интересное для нас заключалось внутри раздаточной коробки прототипа. Разобрав её, помимо дифференциала мы бы увидели ещё дополнительный «набор» шестерёнок, две шариковые обгонные муфты и два пакета фрикционов. Пока колёса не скользили, всё это хозяйство мирно вращалось вхолостую. Но когда начиналась пробуксовка колёс одной из осей и разность частот вращения выходных валов достигала определенной величины, одна из муфт срабатывала, сжимала «свой» пакет фрикционов — и те тормозили шестерни дифференциала, моментально блокируя его и превращая дифференциальный привод в жёсткий!

Следующий прототип Ferguson R5 1962 года, на подготовку которого снова ушло шесть лет, оказался ещё интереснее — это был легковой полноприводный универсал. Эксперты журнала Autocar, которые позже испытывали Ferguson R5, делились впечатлениями: «Автомобиль достигает предела скольжений на невероятно высоких скоростях!»

Ferguson R5 был подготовлен к серийному производству в 1962 году.

Но никто из автомобилестроителей так и не взялся за выпуск первого в мире полноприводного универсала с межосевым самоблокирующимся дифференциалом и с АБС — слишком сложным и дорогим получился бы серийный Ferguson. Однако в 1962 году Ролту всё-таки удалось заинтересовать руководство компании Jensen — он предложил адаптировать полноприводную трансмиссию для купе Jensen CV8 с трёхсотсильным крайслеровским мотором V8, которое тогда готовили к серийному производству. Полный привод оказался мощному и скоростному купе как нельзя кстати!

Схема раздаточной коробки FFD с цилиндрическим несимметричным межосевым дифференциалом и механизмом автоматической блокировки с помощью фрикционных муфт экспериментального автомобиля Jensen CV8 FF. 1 — входной вал; 2 — промежуточный полый вал; 3 — полый вал с солнечной шестернёй дифференциала и ведущей шестернёй блокирующего механизма; 4 — водило межосевого дифференциала; 5 — вал привода задних колёс; 6 — цепной привод; 7 — вал привода передних колёс; 8 — многодисковая муфта, включающаяся при буксовании задних колёс; 9 — многодисковая муфта, включающаяся при буксовании передних колёс; 10 — электромагнитная система MaxaRet.

Через три года был построен экспериментальный полноприводный Jensen CV8 FF. А в 1966 году появилась следующая модель — Jensen Interceptor, с ещё более мощной 325-сильной «восьмёркой». Кроме заднеприводного купе предлагался и вариант со скромным шильдиком JFF. Это был знаменитый Jensen FF — первый в мире полноприводный серийный автомобиль с самоблокирующимся межосевым дифференциалом и с АБС! Буквы FF — это Formula Ferguson, обозначение запатентованной Ролтом и коллегами трансмиссии.

Схема трансмиссии FFD в экспериментальном автомобиле Jensen CV8 FF 1965 года. Разместить узлы и агрегаты привода на передние колёса помогла особенность компоновки: двигатель находился за осью передних колёс, поэтому оказалось возможным расположить главную передачу переднего моста между мотором и радиатором. Карданный вал для привода передних колёс поместили слева от силового агрегата (машина с «правым рулём»). 1 — двигатель; 2 — автоматическая коробка передач; 3 — раздаточная коробка; 4 — АБС MaxaRet; 5 — главная передача заднего моста; 6 — главная передача переднего моста.

Все без исключения автомобильные журналисты того времени упоминали выдающуюся устойчивость полноприводных Дженсенов и «практически неограниченный запас тяги на мокром асфальте». Жаль, что самого Фергюсона к тому времени уже не было в живых — он умер в 1960-м...

Почему мы столь подробно рассказываем о Формуле Фергюсона? Да потому, что именно фирма Harry Ferguson Research впервые в мире уделила столь серьёзное внимание полному приводу как средству повышения активной безопасности!

Мы уже говорили, что привод на четыре колеса оставляет больший запас по сцеплению для восприятия боковых сил. И это плюс. Но есть и минус — теряется однозначность реакций на подачу топлива. Если на мощном заднеприводном автомобиле в скользком повороте резко нажать на газ, это вызовет занос задней оси. На переднеприводной машине, наоборот, при подаче тяги в скольжение сорвутся передние колёса. Хорошо это или плохо — не в том дело. Главное, что водитель всегда знает, как поведёт себя автомобиль в таком случае.

А какая ось сорвётся в скольжение на полноприводном автомобиле? На этот вопрос ответить непросто. Если в данный момент больше разгружен передок или под передними колёсами более скользкое покрытие, то начнётся снос. А если худшие условия по сцеплению имеют задние колёса, то машина уйдёт в занос. Реакция может быть неоднозначной! И это небезопасно.

Jensen FF (1966–1971) — полноприводная версия купе Jensen Interceptor. Первый серийный полноприводный автомобиль с самоблокирующимся межосевым дифференциалом. Двигатель Chrysler V8 с «большим блоком» рабочим объёмом 6,3 л развивал 325 л.с. и приводил все колёса через трёхступенчатый «автомат» TorqueFlite или 4-ступенчатую механическую коробку. На диагональных шинах размерностью 6,70–15 (как у «Волги» ГАЗ-21) Jensen FF снаряжённой массой 1800 кг развивал 212 км/ч и набирал 100 км/ч за 7,7 с. Другие технические особенности: реечный рулевой механизм с гидроусилителем, дисковые тормоза всех колёс, одноканальная АБС Dunlop MaxaRet (от английского maximum retardation — максимальное замедление), независимая передняя подвеска на двойных поперечных рычагах и зависимая рессорная с тягой Панара сзади. В 1968 году в Великобритании Jensen FF стоил 6000 фунтов стерлингов — примерно столько же, сколько самый дешёвый Rolls-Royсe. Всего было выпущено 318 полноприводных машин.

К счастью, Тони Ролт сам был гонщиком, причём очень хорошим — однажды, в начале 50-х, он даже выиграл 24-часовую гонку в Ле-Мане. Поэтому Ролт с коллегами с самого начала попытались избежать неоднозначности полного привода, применив несимметричный межосевой дифференциал. На задние колёса всех машин с фергюсоновскими трансмиссиями подавалось 63% крутящего момента, на передок — 37%. Таким образом реакция на увеличение тяги была приближена к заднеприводной.

Самоблокирующийся дифференциал позволил Дженсену взять лучшее от обоих типов трансмиссий. Лёгкий вход в поворот и отсутствие циркуляции мощности в штатных режимах движения без пробуксовки — от дифференциального привода. А лучшую реализацию тяги двигателя при пробуксовке — от жёсткого.

Но обгонные муфты механизма блокировки работали жёстко, в пульсирующем режиме, моментально превращая несимметричный дифференциальный привод в блокированный и обратно. Поэтому при пробуксовке неоднозначность увеличивалась! Был нужен механизм, который бы более гибко и плавно изменял степень блокировки межосевого дифференциала. И в конце 60-х годов Тони Ролт вместе с Дереком Гарднером, который позже был главным конструктором болидов Tyrrell, занялись странными, на первый взгляд, экспериментами с силиконовой жидкостью, что использовалась в муфтах привода вентиляторов радиаторов. Да-да, именно Ролт с Гарднером вошли в историю как изобретатели вискомуфты!

Самоблокирующиеся развиваются

Цилиндр с пакетами фрикционов внутри, заполненный силиконовой жидкостью, отлично подходил для намеченной Ролтом цели — тормозить шестерни межосевого дифференциала при пробуксовке колёс. Пока скорости вращения всех колёс примерно равны, вискомуфта никак не вмешивается в работу межосевого дифференциала. Но вот колёса одной из осей забуксовали. Шестерёнки межосевого дифференциала тут же начинают раскручиваться, связанные с ним пакеты фрикционов вискомуфты «взбивают» силиконовую жидкость, и муфта «схватывается», блокируя межосевой дифференциал частично или полностью.

Такое устройство блокировало дифференциал плавнее и мягче, что положительно сказывалось на управляемости. После оформления патентов на вискомуфту Тони Ролт в 1971 году образовал фирму FF Developments — специально для того чтобы оснащать автомобили полноприводными трансмиссиями своей разработки. Например, среди первых заказов фирмы были полноприводные версии фургончиков Bedford для английских лесничеств, партия автомобилей Ford Zephyr FF для полиции или седаны Opel Senator 4×4 для британской военной миссии в Берлине. Но самым главным достижением FFD стала трансмиссия для американского автомобиля AMC Eagle, который выпускался с 1979 по 1988 год. Это был обычный легковой AMC Concord, но с поднятым на 75 мм кузовом и с увеличенными «внедорожными» шинами. И конечно же, с полноприводной трансмиссией. Причём впервые в мире серийный автомобиль был оснащён межосевым дифференциалом, блокирующимся вискомуфтой!

Конечно, создавался AMC Eagle главным образом для тех, кто периодически штурмует бездорожье, — полный привод появился на этих машинах не из-за желания добиться более уверенного разгона или лучшей устойчивости и управляемости, как в случае с суперкаром Jensen FF или с Audi Quattro. Но с трансмиссионной точки зрения прямыми наследниками AMC Eagle стали такие драйверские автомобили, как Subaru Impreza Turbo или Mitsubishi Lancer Evo с первого по шестое поколения. Ведь их межосевые дифференциалы тоже блокируются встроенными вискомуфтами.

Раздаточная коробка автомобиля AMC Eagle разработки FFD. Обратите внимание на вискомуфту — это встроенный в межосевой дифференциал цилиндрический корпус с фрикционными дисками, заполненный вязкой кремнийорганической жидкостью (силоксан). При пробуксовке колёс одной из осей ведущий и ведомый пакеты дисков в вискомуфте проворачиваются относительно друг друга, давление и температура внутри возрастают, изменяется вязкость силоксана — и вискомуфта тормозит одну из выходных шестерён, не позволяя ей вращаться относительно корпуса и блокируя межосевой дифференциал.

Серийное купе Audi Quattro, которое появилось в 1981 году, через два года после дебюта AMC Eagle, оснащалось обычным «свободным» межосевым дифференциалом с принудительной блокировкой. Правда, Фердинанд Пьех, который в начале 80-х был начальником инженерного департамента Audi, выбрал для Quattro очень изящную схему, отлично подходившую для компоновки ингольштадтских машин. Продольно расположенный силовой агрегат переднеприводного автомобиля прямо-таки указывал торцом коробки передач на задние колёса — осталось лишь встроить в корпус трансмиссии межосевой дифференциал. Но для привода на передние колёса конструкторы Пьеха не стали городить традиционный для полноприводников огород с отдельной «раздаткой». Немцы сделали вторичный вал коробки полым — и сквозь него пропустили приводной вал передних колёс. Воистину, всё гениальное просто...

С самого начала на Audi, в отличие от FFD, выбрали симметричное распределение крутящего момента по осям — 50 : 50. А в 1984 году из салонов полноприводных Audi наконец-то исчезли архаичные ручки принудительной блокировки «центра» — в трансмиссиях Quattro появился привычный нам самоблокирующийся дифференциал Torsen. Название Torsen происходит от английских слов torque sensing и отражает способность этого чисто механического устройства мгновенно и плавно увеличивать степень своей блокировки в ответ на изменение крутящего момента на выходных валах. Поэтому Торсену не нужна вискомуфта — он блокируется сам. Причём срабатывает не от разности скоростей вращения уже после начала пробуксовки, а ещё до начала скольжения: Torsen способен реагировать на изменение сцепных условий в пятне контакта шин с дорогой!

Кстати, когда в последнее время конструкторы больших внедорожников стали задумываться о достижении «легковой» управляемости, они тоже вспомнили про Torsen — он используется в трансмиссиях таких автомобилей, как новый Range Rover, VW Touareg/Porsche Cayenne и Toyota Land Cruiser Prado.

Но вернёмся в 80-е. Триумфальный выход Audi Quattro на раллийную сцену послужил началом полноприводного бума — все раллийные команды группы В бросились создавать версии 4×4. Один за другим появились Peugeot 205 T16, Metro 6R4, Lancia Delta S4, Ford RS200... Все как один — с вискомуфтами в самоблокирующихся дифференциалах разработки FFD. За работу с раллийными командами на FFD отвечал Стюарт Ролт, сын Тони...

В начале 90-х годов обращался к FFD и завод АЗЛК, когда было решено проектировать раллийную полноприводную модификацию «Москвича»-2141. С помощью англичан была создана трансмиссия с тремя самоблокирующимися дифференциалами — передним, задним и межосевым (точь-в-точь как на болидах Ford RS200). Управляемость экспериментальных полноприводных «Москвичей» в предельных режимах заслуживала самых лестных оценок — поведение машин в скольжении было предсказуемым и удобным для гонщиков. Оказалось, что, подбирая «жёсткость» блокирующих вискомуфт во всех трёх дифференциалах, можно в широком диапазоне настраивать управляемость автомобиля. Например, более «строгая» блокировка заднего межколёсного дифференциала повышает склонность автомобиля к заносу задней оси. Увеличение коэффициента блокировки переднего или межосевого дифференциала, наоборот, повышает запас устойчивости — автомобиль менее охотно заезжает в поворот из-за проскальзывания и сноса передних колёс.

Однако такая настройка актуальна только в одном случае — при раллийном стиле езды со скольжениями. Поэтому три самоблокирующихся дифференциала — это прерогатива болидов группы WRC. Причём на этих машинах, как правило, внутрь дифференциалов встроены уже не вискомуфты, а пакеты многодисковых фрикционов с гидроприводом и с электронным управлением. Таким образом конструкторы получают широчайшие возможности по настройке управляемости в режиме реального времени. Например, при входе в поворот бортовой компьютер может «распустить» муфты во всех трёх дифференциалах, превратив их в «свободные» — чтобы автомобиль легче заходил в вираж. А когда пилот начнёт ускоряться при выходе на прямую, электроника даст команду, и сервопривод «зажмёт» муфты в дифференциалах таким образом, чтобы добиться минимальной пробуксовки всех колёс и в то же время не перейти грань приемлемой недостаточной поворачиваемости, за которой болид вынесет наружу виража.

Кстати, первыми применили управляемые муфты в Daimler-Benz — в трансмиссии автомобиля Mercedes-Benz Е-класса 4Matic с кузовом W124 образца 1986 года. Причём муфт там было три — при необходимости электроника сперва подключала привод на передние колёса, а потом последовательно задействовала блокировки межосевого и заднего межколёсного дифференциалов. Но такая трансмиссия оказалась неоправданно сложной. Кроме того, на нестабильном покрытии электроника то подключала передние колёса, то отключала...

Ещё одним пионером применения электронноуправляемых муфт в скоростных автомобилях стала фирма Porsche — на модели Porsche 959 1986 года было две муфты, а электроника работала в четырёх режимах, которые мог выбирать водитель. Позже серийные автомобили с трансмиссиями подобной сложности начали выпускать японцы — это, например, Mitsubishi Lancer Evo, наиболее совершенный полноприводный дорожный автомобиль из всех, что когда-либо проходили испытания Авторевю. Эволюция с межосевым управляемым дифференциалом ACD и задним дифференциалом с активным распределением крутящего момента AYC способна творить чудеса...

Вместо дифференциала

Пока раллийные инженеры колдовали с механизмами самоблокировки, конструкторы массовых легковушек, наоборот, пошли по пути упрощения — и вообще отказались от межосевого дифференциала, заменив его вискомуфтой. Первым европейским легковым автомобилем с такой трансмиссией стал Volkswagen Golf II Syncro 1985 года — его трансмиссию разрабатывали инженеры фирмы GKN, которая ещё в 1969 году приобрела FFD. Преимуществами такой схемы были простота и унификация полноприводной модели с базовой. В нормальных условиях автомобиль сохранял характеристики и управляемость переднеприводного, а при пробуксовке передних колёс уже через 0,2 секунды срабатывала вискомуфта, способная подавать назад до 70% крутящего момента.

Компоновка трансмиссии VW Golf III Syncro. «Раздатка» пристыкована к коробке передач, а вискомуфта установлена в блоке с главной передачей заднего моста и подключает привод на задние колёса при пробуксовке передних. На автомобилях VW Golf IV место вискомуфты заняла муфта Haldex.

Но такой «упрощенный» привод задних колёс обладал существенным недостатком — даже небольшая задержка в срабатывании вискомуфты усугубляла неоднозначность реакций. При подаче газа в скользком повороте автомобиль сначала сносило наружу, как переднеприводный, а потом, с подключением задних колёс, он резко менял характер — и мог уйти в занос.

Здесь отличились японцы — они неоднократно пытались сгладить этот недостаток, подбирая характеристики вискомуфт и используя их не только для включения привода на задние колёса, но и для блокировки межколёсных дифференциалов. На некоторых моделях (например Nissan Sunny/Pulsar 1988 года) было аж три вискомуфты: одна включала привод на задние колёса, а две другие служили для блокировки межколёсных дифференциалов. В автомобилях Ноnda Concerto 4WD вискомуфты заменяли не только межосевой, но и задний межколёсный дифференциал...

Но потом оказалось, что вместо вискомуфты в приводе задних колёс гораздо удобнее использовать просто фрикционную муфту, пакеты которой сжимаются гидроприводом. А управлять сжатием фрикционов и, соответственно, регулировать величину подаваемого к задним колёсам крутящего момента отлично может электроника.

Нынче большинство легковых полноприводников и паркетников имеют в приводе одной из осей управляемую муфту — будь то Haldex на автомобилях гольф-платформы концерна VW, система VTM-4 фирмы Honda или xDrive на BMW. Причём быстродействие современных муфт сделало задержку в подключении колёс практически незаметной — теперь всё зависит только от того, как настроена управляющая электроника. Например, трансмиссии автомобилей Golf 4Motion и Audi A3 Quattro совершенно идентичны конструктивно. Но разное программное обеспечение позволяет фольксвагеновцам выбирать симметричное распределение момента по осям, а инженеры Audi предпочитают подавать назад только 40% тяги, придавая своим машинам более переднеприводный характер. Дело вкуса...

А какие из этих схем предпочитаем мы? Легковые дорожные автомобили с подключаемым вручную приводом на вторую ось ныне, слава богу, не выпускаются. А что касается остальных трёх схем...

Конечно же, самые интересные, с нашей точки зрения, автомобили — это наследники Формулы Фергюсона, в трансмиссиях которых есть самоблокирующийся межосевой дифференциал. И неважно, какими путями осуществляется блокировка — вискомуфтой, как на автомобилях Subaru, механическим дифференциалом Torsen, как на моделях Audi A4-A6-A8 Quattro, VW Phaeton, или электронноуправляемыми муфтами (Mitsubishi Lancer Evo). Главное, что автоматически блокирующийся «центр» при грамотной настройке может значительно улучшить управляемость автомобиля — сделать его более безопасным и приятным для искушённого водителя.

Главная тенденция сегодня — изменяемый вектор тяги, когда момент превентивно по команде электроники подаётся на то колесо, что способно максимально эффективно его реализовать. Пока самая сложная полноприводная трансмиссия в мире — у седана Mitsubishi Lancer Evo X. Дополнительные редукторы способны перебрасывать момент между задними колёсами, центр блокируется электронноуправляемой муфтой, а спереди — обычный механический самоблок.Эпоха полного привода таким, как мы его знаем, закончится с приходом электромобиля о четырёх мотор-колёсах.

Но машины с автоматически подключаемым приводом на задние колёса мы тоже не сбрасываем со счетов — их становится всё больше. Муфту Haldex в последнее время активно используют Volvo и Saab. Трансмиссии со «свободными» межосевыми дифференциалами тоже находят своё применение — причём на таких скоростных автомобилях, как Мерседесы 4Matic всех классов. Но на этих машинах вместе с дифференциальным полным приводом в обязательном порядке «работает» неотключаемая антипробуксовочная электроника, которая в какой-то мере компенсирует отсутствие механизма самоблокировки.

Многодисковая муфта Haldex срабатывает от малейшего рассогласования скоростей вращения валов (1 и 5). Вращение любой из кулачковых шайб приводит к тому, что ролики начинают обкатываться по рабочим поверхностям (12) и перемещаться взад-вперёд, толкая поршни (10) в кольцевых цилиндрах насоса (на рисунке не показаны). Поршни накачивают масло в исполнительный цилиндр с поршнем (11), который и сжимает пакет дисков. Но электроника с помощью электромагнитного клапана может стравливать давление, тем самым гибко регулируя величину подводимого к колёсам момента. 1 — приводной вал; 2 — наружные фрикционные диски; 3 — внутренние фрикционные диски; 4 — уравновешивающая пружина; 5 — выходной вал; 6 — ступица; 7 — корпус; 8 — кулачковая шайба; 9 — ролики; 10 — кольцевые нагнетательные поршни; 11 — кольцевой рабочий поршень; 12 — профилированная рабочая поверхность.

Однако в последнее время мы замечаем, что по реальным ездовым свойствам автомобили с разными полноприводными трансмиссиями становятся все ближе друг к другу — естественно, при движении по дорогам общего пользования, а не на раллийных трассах. И чем более совершенными будут становиться электронные антипробуксовочные системы и программы управления муфтами типа Haldex, тем меньше будет различаться управляемость оснащённых ими автомобилей. Очевидно, это и есть прогресс.

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

Разновидности межосевых дифференциалов

Виско-муфта

ТАКОЕ устройство является наиболее простой и дешевой разновидностью межосевого дифференциала. Оно состоит из нескольких перфорированных дисков, половина которых соединена с входным валом, а другая – с выходным. Корпус муфты заполнен специальной силиконовой жидкостью, в которую погружены все диски. Пока оба вала вращаются с одинаковой скоростью, жидкость никак не влияет на работу устройства. Но если один вал начинает крутиться быстрее другого (колеса передней или задней оси начинают проскальзывать), жидкость нагревается и быстро густеет, буквально “склеивая” диски. Таким образом оба вала и соответственно обе оси автомобиля оказываются механически связанными между собой.

Виско-муфта, так же как и “Torsen”, работает полностью автоматически, без вмешательства электроники. Тем не менее, даже несмотря на небольшую стоимость, на современных моделях подобное устройство используется не слишком часто. Дело в том, что у виско-муфты есть несколько серьезных недостатков. В штатных режимах движения она блокируется не на все 100% и срабатывает с заметным запаздыванием. То есть жидкость загустевает довольно быстро, но все же не мгновенно, а только спустя некоторое время после начала пробуксовки. К примеру, для внедорожников это может привести к печальным последствиям. Ведь пока сработает блокировка, буксующие колеса успеют закопаться в землю.

Зато при очень резком увеличении разности скоростей входного и выходного валов (например, когда колеса внезапно срываются в пробуксовку на льду) виско-муфта, наоборот, мгновенно полностью блокируется (это явление получило название “хампэффект”). В результате поведение автомобиля неожиданно для водителя кардинально меняется, что может быть очень опасно.

Поэтому виско-муфту, как правило, используют лишь на относительно недорогих полноприводных автомобилях (например “Suzuki Liana”), у которых весь крутящий момент двигателя поступает на передние колеса, а задние автоматически подключаются лишь при пробуксовке.

“Torsen”

 

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ к моменту – именно так расшифровывается аббревиатура “Torsen” (“Torque Sensing”). Это механическое устройство, представляющее собой разновидность обычного классического дифференциала, оснащенного червячными шестернями – сателлитами.

 

В силу особенности конструкции червячная передача может передавать момент только в одном, прямом направлении. Поэтому, как только один из выходных валов дифференциала начинает вращаться быстрее (например при проскальзывании колес какой-либо из осей), его сателлит, пытаясь провернуться в другую сторону, блокируется, и “лишний” крутящий момент перебрасывается на другой вал. Тем самым тяга двигателя направляется к оси, колеса которой на данный момент имеют лучшее сцепление с дорогой.

Существует несколько видов подобных устройств, различающихся прежде всего расположением червячных шестерен. В зависимости от конструкции дифференциал типа “Torsen” способен практически мгновенно передать на одну из осей автомобиля до 83% крутящего момента. Вдобавок он обладает очень важным достоинством – способностью работать полностью автоматически, без применения какой-либо управляющей электроники.

Благодаря такому набору свойств “Torsen” все чаще используется на дорогих спортивных моделях и современных внедорожниках. Причем в роли как межосевого, так и межколесного дифференциалов. Сегодня его можно встретить на самых разных машинах, начиная от “Alfa Romeo 159” и заканчивая “Audi Q7” или “Range Rover”. Но более широкое применение такого устройства, в том числе и на доступных моделях, пока сдерживается его высокой себестоимостью, обусловленной сложностью производства высокоточной механики.

“Haldex”

 

ЭТО НАЗВАНИЕ образовано от имени собственного шведской фирмы “Haldex”, первой в мире разработавшей и запатентовавшей дифференциал на основе многодисковой муфты с электронным управлением. В последнее время такие устройства становятся все более и более популярными. Причем подавляющее большинство автопроизводителей использует на своих моделях дифференциалы, произведенные непосредственно фирмой “Haldex”. Дело в том, что выпускаются такие муфты в виде единого узла, легко адаптируемого к установке практически на любой автомобиль.

 

По своей конструкции муфта “Haldex” отчасти похожа на виско-муфту, но отличается от нее принципом работы. В шведском устройстве блокировка производится не за счет изменения свойств залитой в корпус жидкости, а путем сжатия дисков с помощью управляемого электроникой гидропривода. Например, если датчики фиксируют, что один вал дифференциала начал вращаться быстрее, то блок управления немедленно дает команду электрическому насосу поднять давление в системе и прижать один диск к другому. Таким образом “Haldex” блокируется. А регулируя усилие сжатия дисков, электронный блок управляет и степенью блокировки муфты.

Относительно небольшая стоимость, минимальные запаздывания в работе и гибкость настроек – главные преимущества гидравлической многодисковой муфты типа “Haldex”. Поэтому на современных автомобилях такие устройства широко используются как совместно с обычным дифференциалом (для его блокировки), так и вместо него (к примеру, для подключения полного привода на многих внедорожниках). Такой трансмиссией, основанной на многодисковой гидравлической муфте, могут похвастать “Nissan X-Trail”, “Renault Koleos”, “VW Tiguan”, “Mitsubishi Outlander XL”, “Toyota RAV4”, “Audi TT”, “Audi A3”, “VW Golf 4Motion” и, естественно, все полно-приводные модели “Volvo”.

Альтернативные варианты

 

МНОГОДИСКОВЫЕ управляемые электроникой муфты выпускают не только в Швеции. Нестандартно подошли к созданию подобного устройства в компании BMW. Немецкая система “xDrive” (она используется на моделях “X5”, “X3”, а также полноприводных версиях автомобилей 3-й и 5-й серий) отличается тем, что диски в ней сжимает не гидравлика, а электромотор при помощи несложного рычажного механизма. По мнению баварцев, такая схема работает точнее и быстрее.

 

Также стоит упомянуть оригинальную муфту, созданную компанией “Borg Warner”. В ее конструкции используется не один, а два пакета дисков. Один из них отвечает непосредственно за передачу крутящего момента, а другой – обеспечивает плавную работу муфты.

Кстати, сегодня электронный блок управления муфтой нередко связывают с другими системами автомобиля. В результате получается активная трансмиссия, изменяющая свои характеристики в зависимости от режима движения машины. В этом случае электроника оценивает сигналы с множества датчиков (скорости, ускорений, поворота руля и т.д.) и регулирует блокировку муфты, тем самым направляя крутящий момент на те колеса, которые на данный момент обладают лучшим сцеплением с дорогой.

Впервые подобные активные трансмиссии появились на спортивных автомобилях, таких как “Mitsubishi Lancer Evolution”, но со временем их стали устанавливать и на другие модели. Правда, стоимость таких систем пока еще достаточно велика, и потому они используются в основном на дорогих автомобилях, например “Honda Legend” или “BMW X6”.

Автор
Юрий УРЮКОВ
Издание
Клаксон №10 2008 год
Фото
фото фирм-производителей

Что такое дифференциал автомобиля - типы дифференциалов

При движении автомобиля в поворотах колёса ведущей оси проходят путь разной длины. Чтобы шины не проскальзывали, колёса должны вращаться с разными скоростями. Рассмотрим: что такое дифференциал и принцип его работы, какие бывают разновидности.

Что это такое

Дифференциал — механизм, позволяющий колёсам ведущей оси вращаться с разными скоростями и одинаковым, подводящимся к ним, крутящим моментом. В трансмиссии с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колёс (межколёсный). В полноприводных авто он может находиться между ведущими осями (межосевой). Произведение силы тяги на радиус колеса даёт тот крутящий момент, который дифференциал должен передать на колёса. Когда сцепление с дорогой слабое или одно колесо вывешено, крутящий момент и сила тяги на колесе очень малы или отсутствуют, автомобиль не сможет продолжить движение. Это особенность дифференциала с коническими шестернями, получившего широкое распространение. Этот вид дифференциала называют симметричным, так как он поровну распределяет крутящий момент между колёсами.

Это происходит потому, что сателлит работает как равноплечий рычаг и передаёт только равные усилия к шестерням полуоси, а соответственно к ведущим колёсам. Если одно из колёс имеет малое сцепление с дорожным покрытием, то эффективный крутящий момент на нём небольшой. Соответственно симметричный дифференциал подведёт такое же усилие к другому колесу. Т.е., если одно колесо буксует, сила тяги на втором равна нулю, что отрицательно сказывается на проходимости.

Для её улучшения на автомобилях применяют полную или частичную блокировку дифференциалов, степень которой оценивают коэффициентом блокировки.

Коэффициент блокировки (Кб)

Соотношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем колесе. Его величина для симметричного дифференциала всегда равна 1, для дифференциалов повышенного трения от 1 до 5. Чем больше Кб, тем лучше проходимость автомобиля. При Кб = 3 момент на отстающем колесе будет в три раза больше, чем на буксующем. Но момент на колесе в эту секунду будет возможным от 20 до 70%, в зависимости от возможности блокирующего механизма. Существует несколько видов дифференциалов.

Дифференциал с полной блокировкой

Принудительная блокировка дифференциала используется в основном на внедорожниках и грузовых машинах, для улучшения проходимости на бездорожье. Включается с помощью клавиши в салоне, по мере необходимости. Очень важно отключить блокировку при выезде на сухой грунт, во избежание поломки полуосей. Пример — блокировка межосевого дифференциала на ВАЗ-2121. Приводится в действие водителем принудительно. Угловые скорости колёс здесь всегда равны, что противоречит условиям движения автомобиля по кривой, приводит к износу резины и ухудшению управляемости по твёрдому покрытию.

Вискомуфта

Это многодисковая муфта, в которой передаваемый момент возрастает с увеличением разности скоростей ведущего и ведомого валов. Используется в упрощенных системах постоянного полного привода и в качестве блокирующего механизма дифференциалов.

Принцип работы вискомуфты

Основан на особых свойствах специальной силиконовой жидкости: при повышении температуры ее вязкость не понижается, как, например, у масла, а повышается. Вискомуфта представляет собой цилиндр, заполненный силиконовой жидкостью. Внутри его находится пакет из перфорированных дисков, соединенных через один соответственно с ведущим и ведомым валами. В полноприводной трансмиссии при нормальных условиях движения валы вращаются примерно с одинаковой скоростью: входной – под действием крутящего момента от основного ведущего моста, а выходной вращают колеса, с которыми он соединен. При буксовании колес основного ведущего моста входной вал вращается быстрее выходного (машина практически стоит), жидкость нагревается от трения о диски, и муфта начинает передавать больший момент на выходной вал.

Существенный недостаток вискомуфты: на срабатывание муфты требуется время, а оптимальную ее характеристику трудно подобрать. Поэтому многие производители отказываются от применения вискомуфты в пользу управляемых электроникой многодисковых сцеплений.

Торсен

От англ. TORQUE и «SENSING» - чувствительный к крутящему моменту. Сателлиты расположены в корпусе перпендикулярно его оси, объединены между собой попарно с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением. В повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, он, в свою очередь, вращает второй сателлит и шестерню полуоси. Такой жесткой кинематической связью колёсам автомобиля обеспечивается возможность вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колёсах, осуществляют блокировку дифференциала. Недостаток конструкции – сложность изготовления, сборки агрегата в целом и ремонта.

Квайф

Сателлиты расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Причём они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обеих сторон отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов (их может быть от 3 до 5) входит в зацепление с правой шестерней полуоси, левый — с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой через один. Когда одно из колёс начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса дифференциала и поворачивать входящий с ней в зацепление сателлит. Он передаёт движение связанному с ним сателлиту, а тот в свою очередь, на полуосевую шестерню. Так обеспечиваются разные обороты колёс в повороте.

Благодаря разности крутящих моментов на колёсах возникают силы трения, осуществляющие блокировку, что увеличивает силу тяги автомобиля, повышая его проходимость. Дифференциалы такого типа получили наибольшее распространение в тюнинге.

Внедорожник - Силовая передача [лот 1]

На этот раз я расскажу о внедорожниках . Я не буду вдаваться в подробности всех решений, используемых сегодня в автомобилях. Нас интересуют только внедорожные решения, поэтому остановимся на двух классических.

Практически с самого начала разработки внедорожников использовались два силовых агрегата . Один — самый классический — это привод заднего моста с присоединенным приводом переднего моста.Второе решение — классический постоянный полный привод с межосевым дифференциалом.

Внедорожник & Прическа - & Прическа основы [часть 1]

Сразу стоит отметить, что классический подключаемый передний привод представляет собой механизм, в котором водитель - а не электроника - определяет тип передачи. Чаще всего это решение не имеет межосевого дифференциала, поэтому на можно ездить только по дорогам с твердым покрытием, используя задний привод .

Основы внедорожника [часть 2]

Постоянный полный привод , также известный как AWD (All Wheel Drive), почти такой же, как подключаемый привод, но без возможности вмешательства в работу каких колес были загнаны. Компоновка трансмиссии естественным образом управляется межосевым дифференциалом (которого нет в дополнительном приводе), как это и было задумано.

Основные режимы работы раздаточных коробок:
- задний привод, для движения по дорогам с твердым покрытием.
4H - Полный привод для езды по бездорожью или дорогам с твердым покрытием, если на автомобиле имеется межосевой дифференциал.
N - Отключение привода в раздаточной коробке, холостой ход.
4L - Полный привод с понижающей передачей, для бездорожья.

КОНСТРУКЦИЯ И ОТЛИЧИЯ

Конструкция обоих типов приводов снаружи практически идентична. Крутящий момент от двигателя поступает на коробку передач и оттуда на устройство, называемое раздаточной коробкой с редуктором .Практически оба механизма имеют общий корпус, отсюда и разная номенклатура. Так что стоит помнить, что независимо от того, редуктор это, раздаточная коробка или раздаточно-редукторный редуктор, мы всегда имеем дело с трансмиссией, отвечающей за распределение привода и снижение передаточных чисел.

фото: Джип

Вернусь к крутящему моменту, найденному в раздаточной коробке. Раздаточная коробка имеет два выхода. Один сзади, где установлен приводной вал, передающий крутящий момент на заднюю ось.Второй находится впереди, рядом со входом. Как видно на фото выше, диск приходится несколько переносить в сторону от . Эта операция чаще всего выполняется через цепную передачу (фото ниже) в самой раздаточной коробке. Это решение, проверенное в самых тяжелых условиях, бесшумное, надежное и долговечное.

Редуктор Jeep (Selec Trac) с дифференциалом и видимой цепью, передающей привод на передний мост

Теперь о самых больших различиях в решениях для силовых агрегатов.Если раздаточная коробка снабжена дифференциалом, то можно ездить с приводом 4×4 в любых условиях. Взглянув на это с другой точки зрения: невозможно ездить только с одной осью. О преимуществах и недостатках решений через минуту.

Если есть постоянный полный привод, то тут тему можно собственно и закончить. Иная ситуация с подключенным диском. Привод переднего моста идет на передний дифференциал в переднем мосту, потом на карданные валы и… СТОП!

Наиболее распространенные поломки турбокомпрессоров

Здесь ждет еще один механизм, которого, возможно, большинство из вас не ожидало.При описании приводных систем в тапках об этом практически не говорят, ибо и говорить-то не о чем. С другой стороны, в большинстве внедорожников используется сцепление , а точнее сцепление, когда карданные валы соединяются со ступицей колеса. Именно муфты передают или отключают привод на колеса. Чтобы привод ударил по колесам, муфты должны быть включены.

Основы внедорожников [часть 3]

Возможно, вам интересно, для чего предназначены эти сцепления.Не бессмысленно ли, что, включая привод на переднюю ось, у нас до сих пор нет привода 4×4? Ну нет. Помните, что колеса, даже при свободном вращении, связаны с карданными валами, что создает сопротивление, шум и вибрацию при движении. Поэтому для эксплуатации автомобилей повышенной проходимости по дорогам с твердым покрытием в ступицах передних колес создана муфта, удерживающая карданные валы, дифференциал и передний приводной вал в состоянии покоя. Конечно же, главным преимуществом является сниженный расход топлива.

шестерня ступицы колеса

Преимущества и недостатки примененных решений:

Постоянный полный привод:
Z alets :
• Возможность использования преимуществ привода 4×4 в любых условиях и, следовательно, большая безопасность вождения
• Комфорт (освобождает водителя от размышлений и принятия решений)
Недостатки:
• Повышенный расход топлива
• Повышенный шум
• Отсутствие блокировки центрального дифференциала, передача в экстремальных условиях только одного колеса

Ручное включение:
Преимущества:
• Снижение расхода топлива при движении по дорогам с твердым покрытием
• Меньший шум и вибрация при движении по дорогам с твердым покрытием
• Возможность пользоваться «преимуществами» заднего привода
• Равномерное и постоянное распределение крутящего момента между осями (в режиме 4×4) и поэтому не нужен центральный блокировка дифференциала
Недостатки:
• Отсутствие возможности использовать преимущества привода 4 × 4 на дорогах с твердым покрытием
• От водителя требуется больше внимания, осторожности и ответственности
• Проблемы с включением переднего моста (с ручными ступичными муфтами на колесах) )

Типы моторных масел.Что учитывать при их выборе?

Не делайте поспешных выводов. То, что вы видите, не означает, что муфта лучше, у нее больше преимуществ, а у постоянного привода больше недостатков, чем достоинств. В общем, мы редко имеем какое-либо влияние на то, что находится внутри нашей машины, особенно когда мы покупаем подержанную машину.

Исключение

Я был бы некомпетентен, если бы не упомянул об исключениях. Джип - одно из исключений. Поскольку мы считаем Cherokee и Grand Cherokee настоящими внедорожниками, то нельзя не упомянуть и об американском подходе к силовым агрегатам.

Б/у: Mercedes G-class

Что ж, Jeep был и остается настолько щедрым, что не только предоставил покупателю выбор, но и создал решение, в некотором роде объединившее оба классических дизайна. Такую конструкцию можно назвать приводом с ручным переключением. Переключаемый, так как водитель может выбирать между полным приводом на дорогах с твердым покрытием или полным приводом на бездорожье.

Селек Трак

Jeep уже давно изобрел раздаточную коробку под названием Selec-Trac.Это было новаторское решение, поэтому его необходимо обсудить подробнее. Он имел следующие режимы работы:

90 140
  • 2WD - привод только на заднюю ось.
    • 4 Неполный рабочий день — Полный привод с включенной блокировкой центрального дифференциала, обеспечивающий постоянное распределение крутящего момента между осями в соотношении 50/50. Из-за блокировки дифференциала этот режим нельзя использовать на поверхностях, не допускающих проскальзывания колес, например, на неровных дорогах.на асфальте.
    • 4 Полный рабочий день - Полный привод с дифференциалом. Идеально подходит для увеличения сцепления на асфальте.
    • 4LO - Неполный рабочий день с включенной коробкой передач и блокировкой дифференциала для использования в более тяжелых условиях бездорожья.

    Первоначальная версия этой раздаточной коробки имела не только режим работы «4 Part Time». О коробке передач Selec Trac пишу в прошедшем времени, потому что сегодня используются раздаточные коробки Selec Trac II (несколько упрощенные).Аналогичное решение есть и в более новых моделях Mitsubishi Pajero, получивших название Super Select. Jeep также использовал классические системы как с постоянным, так и с подключаемым полным приводом.

    фото: Джип

    В более новых моделях были/есть еще раздаточные коробки под названием Quadra Trac, в которых в режиме 4 Full Time:

    90 140
  • Передний привод включается автоматически, с помощью вискомуфты - коробка передач без межосевого дифференциала.
    • Привод разделен центральным дифференциалом, блокируемым вязкостной муфтой.

    Разнообразие решений, используемых в джипах, огромно. Более подробно я опишу их, когда буду писать про Jeep Grand Cherokee. Более новые конструкции объясняются в серии анимаций на веб-сайте www.jeep.com . После выбора конкретного решения и переключения отдельных режимов анимация и озвучка доступно объяснят принцип работы.

    Достаточно информации об общей структуре приводных систем внедорожников. Во второй части я опишу несколько «мелочей», которые имеют огромное влияние на эффективную борьбу с местностью.

    Источник: off-road.pl • jeep.org.pl

    Оцените качество нашей статьи: Ваши отзывы помогают нам создавать лучший контент.

    .

    Как работает дифференциал?

    Дифференциал, также известный как дифференциал, является обязательным устройством в любом автомобиле. Он позволяет передавать крутящий момент на оба колеса одной оси, чтобы они могли вращаться с разными скоростями, не прерывая непрерывность привода. Каждый может увидеть это на своей машине — достаточно поднять ведущую ось и вручную провернуть одно из колес.

    Если оставить включенной передачу, т.е. заблокировать главную передачу со стороны двигателя, то другое колесо будет свободно вращаться в противоположном направлении.Так происходит так называемый открытый дифференциал. Неблагоприятное влияние этого решения можно заметить во время движения, например, когда одно из ведущих колес находится на очень скользкой поверхности или в поле, оно приподнимается и теряет контакт с землей. Затем он начнет вращаться без передачи какого-либо крутящего момента. Другое колесо той же оси, хотя и стоит на липком грунте, не будет тогда передавать практически никакого привода, а точнее, приводной момент будет равен малому внутреннему сопротивлению зацепления шестерни дифференциала.Однако без этого механизма невозможно ездить, потому что на повороте каждое колесо проходит свою дорогу. Если бы ведущие колеса были жестко связаны, то хотя бы одно из них пришлось бы буксовать, что было бы вредно, особенно на дороге с хорошим сцеплением.

    Проблему потери тяги на покрытиях с неровным сцеплением или когда одно из колес не касается поверхности, можно решить, поставив в дифференциал блок - устройство, жестко соединяющее оба выходных карданных вала.Однако они используются только в автомобилях с улучшенными внедорожными свойствами. Жесткая блокада требует обслуживания – ее нужно включать в нужный момент, а потом не забывать выключать после езды, например, по ровному асфальту. Однако универсальным решением являются дифференциалы с повышенным трением, известные как английское «LSD» (дифференциал повышенного трения) или немецкое «сперрдифференциал».

    Это устройство представляет собой своего рода фрикционную муфту, встроенную внутрь дифференциала и соединяющую оба выходных вала (например,приводные валы). Существует множество решений «фрикционных» дифференциальных «тормозов». В традиционном виде представляет собой многодисковую муфту, фрикционные диски которой соединены с корпусом механизма и с его коронными шестернями или полуосями.

    Сила зажима пластин может исходить от предварительно натянутых пружин, а также могут использоваться внутренние силы зацепления шестерни дифференциала. Это позволяет создавать различные характеристики трения (и, следовательно, передачу крутящего момента нагруженным колесом).Обычно устройства этого типа обеспечивают тем больше приводной момент, чем больше они получают от входного вала (от двигателя). Похожим образом работают червячные дифференциалы, и особенно их специальная версия Torsen, в которой используется явление червячной передачи: передача крутящего момента в одну сторону производит минимальное трение, а в противоположную - очень высокое. Этот механизм передает на нагруженное колесо в несколько раз больший крутящий момент, чем на колесо без сопротивления.

    Дифференциалы повышенного трения со встроенной вискомуфтой (вязкостной) муфтой имеют совершенно другие характеристики. В этом случае крутящий момент на опорном колесе появляется только тогда, когда противоположное колесо начинает значительно вращаться. Этот крутящий момент будет увеличиваться с увеличением разницы их скоростей вращения. Другие решения этого типа дифференциалов используют внутренние кулачковые механизмы, содержат гидравлические устройства, создающие давление фрикционных элементов, или им помогают тормоза, которые блокируют слишком свободное вращение колес.В любом случае это служит для улучшения тяги автомобиля в сложных, меняющихся дорожных условиях или при спортивной езде.

    Интересный вопрос сколько дифференциалов должно быть на машине? Конечно, для одноосного автомобиля требуется только один дифференциал. С другой стороны, автомобиль с полным приводом использует два или три дифференциала. Два расположены в ведущих мостах, а третий, называемый межосевым, нужен, когда автомобиль имеет фиксированный, несъемный двухосный привод, и предполагается его использование также на поверхностях с хорошим сцеплением.Это необходимо, потому что каждое колесо четырехколесного автомобиля, движущегося по кривой, вращается с разной скоростью. В таких автомобилях для улучшения тяги используется механизм повышенного трения в межосевом дифференциале и иногда в заднем, но очень редко в переднем - чаще всего только в спортивных приложениях.

    С другой стороны, есть полноприводные автомобили, в основном для использования на дорогах, которые не имеют межосевого дифференциала и весьма эффективны.Где секрет?

    Дело в том, что вне зависимости от торговой марки и заверений продавцов они не фиксированные, а с приводом 4х4. То есть они в основном используют привод одной оси (чаще передней, реже задней), и только когда, например, электронная система фиксирует пробуксовку ведущих колес, временно «включают» привод этой другой оси . Делает это обычно специализированная многодисковая или реже вискомуфта, а весь процесс контролируется автоматически.Преимуществом такого решения является относительно низкая стоимость и вес среднеосного устройства, а также снижение механических потерь в приводе при ненужности работы 4х4. Недостатком, однако, является плавный и даже немного затянутый переход с 4х2 на 4х4. Тем не менее, навесные приводы 4x4 потихоньку вытесняют настоящие, полностью постоянные в большинстве приложений, кроме настоящих внедорожников. Среди постоянных дорожных автомобилей 4x4 до сих пор работают только Subaru, Audi и Mercedes.

    .90 000 4x4 имеет много названий • AutoCentrum.pl

    Полный привод можно решить разными способами и конечный результат тоже может быть самым разным. Самые современные решения могут быть очень электронными, но это не значит, что они лучшие.

    Полноприводные автомобили – это своего рода автомобильная элита. Само собой разумеется, что такое решение необходимо во внедорожниках — речь идет о действительно внедорожниках, работающих там, где без функционального 4х4 проехать было бы просто невозможно.Однако с такими транспортными средствами мы сегодня имеем дело все меньше и меньше, ведь настоящий внедорожник должен иметь еще и соответствующую конструкцию кузова и шасси, а значит, мало пригоден для оперативного и комфортного сообщения по дорогам с твердым покрытием, оставаясь специализированной рабочей техникой или, возможно, спортивный инвентарь.

    В настоящее время, даже если автомобиль выглядит внедорожным (потому что езда на чем-то подобном должна приносить некоторый престиж), на самом деле его дизайн ориентирован на комфорт и простоту использования.Такие автомобили относятся к категории внедорожников (Sports Utility Vehicle) и многие из них также имеют привод 4x4, но чаще всего представляют собой упрощенные решения, часто не требующие обслуживания водителя, но явно менее эффективные в сложных дорожных условиях.

    В легковых автомобилях привод, передаваемый более чем на одну ось, на практике нужен редко, но и здесь бывают ситуации (совсем не в труднопроходимой местности), когда он становится неоценимым. В этом достаточно разнообразном классе 4x4, включающем в себя как скромный универсал, предназначенный для людей, живущих в горной, часто заснеженной местности, так и суперспортивные автомобили с большой мощностью, системы привода спроектированы таким образом, что тот факт, что езда на четырех колесах не каким-либо образом мешать вождению или, по крайней мере, не бросаться в глаза.Зачастую эти системы даже нельзя назвать полноценными 4х4. Как мы увидим, все эти решения имеют свои преимущества и недостатки.

    Дифференциал представляет собой относительно простое устройство (обычно состоящее из нескольких шестерен), которое позволяет передавать привод от коробки передач на два колеса автомобиля, но таким образом, чтобы они могли вращаться с разной скоростью.

    Внедорожники легче

    Удивительная правда! Конструкция привода 4x4 в хардкорном внедорожнике может быть относительно простой, ведь от такого автомобиля не требуется идеального поведения при движении по ровному, цепкому покрытию.На самом деле предполагается, что внедорожник должен эффективно двигаться там, где сцепление с дорогой недостаточно, а поверхность неровная, поэтому все колеса никогда не имеют хорошего сцепления одновременно. Поэтому наиболее эффективным решением является «жесткий» вывод привода на передний и задний мосты, а в обоих мостах еще и применение «жестких» блокировок дифференциалов.

    Здесь мы должны рассмотреть, что именно представляет собой дифференциал, также известный как дифференциал. Это относительно простое устройство (чаще всего состоящее из нескольких шестерен), позволяющее передавать привод от коробки передач на два колеса автомобиля, но так, чтобы они могли вращаться с разной скоростью.На практике при постоянных оборотах ведущего вала сумма оборотов обоих выходных валов от дифференциала также постоянна. Например, если один из валов остановлен, другой будет вращаться в два раза быстрее.

    Для чего это? Обратите внимание, что четыре колеса автомобиля на кривой движутся по разным траекториям. Если бы не было дифференциалов в ведомых осях, то скорости вращения колес должны были бы быть одинаковыми, а значит, одно из них (на каждой оси) должно было бы буксовать. При хорошем сцеплении это затрудняло бы поворот, изнашивало шины и механизмы.Однако такое решение было бы идеальным в полевых условиях — даже если бы только любые два колеса соприкасались с землей, они передавали бы сто процентов передаваемой движущей силы, а сопротивление и износ шин имели бы второстепенное значение. . К сожалению, такое расположение было бы неприемлемо на обычной дороге.

    Мы уже знаем, что благодаря дифференциалу в ведущем мосту наша обычная машина может свободно поворачивать и не теряет сцепления с дорогой на повороте. Если мы хотим в нашей дорожной машине управлять сразу четырьмя колесами, мы должны оснастить их тремя дифференциалами — на переднем мосту, на заднем мосту и так называемыммежосевой. Тогда все четыре колеса будут передавать мощность, и им не придется вращаться с одинаковой скоростью. Но есть и плохая новость - если одно из ведущих колес поднимется вверх, или даже если оно ударится об лед - по самой сути дифференциала оно начнет свободно вращаться, а движущая сила, направленная на остальные три, будет близка до нуля. Именно поэтому, говоря о системе привода внедорожника, мы упомянули о блокировках дифференциалов (дифференциалы необходимы, ведь внедорожник иногда ездит и по асфальту).С другой стороны, внедорожник не обязательно должен иметь межосевой дифференциал, хотя и такие решения тоже есть. Вместо него можно использовать элемент, отключающий «второй» ведущий мост — ведь водитель знает, когда уходит с дороги в труднопроходимую местность, а на бездорожье полноприводник ему не нужен.

    Для полноты описания добавим, что вездеходы практически всегда оснащены редуктором, т.е. дополнительной двухступенчатой ​​коробкой передач, расположенной за основной коробкой передач. Выбор более низкого передаточного числа позволяет вам двигаться медленно с достаточно высокими оборотами, что часто облегчает преодоление препятствий на дороге.

    В классических внедорожниках эти устройства (редуктор и муфта, передающие привод на переднюю ось) обычно управляются вручную, механически. Мостовые замки имеют пневматическое или электромагнитное управление. В современных внедорожниках механизмами можно управлять с помощью исполнительных механизмов, и в распоряжении водителя тогда остается только переключатель режимов. Стоит, однако, отметить, что описываемый здесь внедорожник теряет большинство своих преимуществ в городской или дорожной эксплуатации, а упомянутые тяжелые приводы с блокировками, редуктором и т.п., на самом деле несет его совершенно без надобности.

    Универсальный внедорожник

    Поскольку было замечено, что большинство покупателей внедорожников практически никогда не выезжают за пределы дорог, появилось понятие внедорожников. Они часто выглядят как внедорожники, но обычно не имеют такого прочного шасси и прочной ферменной рамы, как у них. А привод 4х4? Однако стоит оставить его в совершенно другом виде.

    Первым под нож пошел редуктор. На асфальте она совершенно не нужна, в настоящее время в некоторых конструкциях вместо нее используется дополнительная «короткая» первая передача в коробке передач.Этого вполне достаточно для старта с прицепом, загруженным парусником, или для эпизодической езды по пересеченной местности.

    Вторым компонентом вездеходного привода 4x4, от которого отказались во внедорожниках, являются «жесткие» блокировки дифференциалов. Они были бы совершенно не нужны и даже вредны на ровных поверхностях, как цепких, так и скользких. При любых условиях они вызывали бы неконтролируемое пробуксовывание одного или двух колес автомобиля, а значит, кроме потерь энергии, еще и потерю устойчивости автомобиля.

    Это подводит нас к классическому постоянному приводу 4x4: за коробкой передач находится так называемый раздаточная коробка в виде межосевого дифференциала, а значит, привод идет на передний и задний мосты, где расположены соответственно две главные передачи со своими дифференциалами. Ничего не отключает и не блокирует, все работает как есть, в любых дорожных условиях.

    Есть только одна проблема, о которой мы уже упоминали - когда какое-либо колесо автомобиля теряет сцепление с дорогой, у машины вообще нет привода, так что иногда бывает даже хуже, чем с одной осью.Средством от этого оказалось использование, по крайней мере, в центральном дифференциале, своего рода частичной блокады — таким образом, так называемая дифференциал с высоким коэффициентом трения.

    Здесь есть несколько практичных решений, внутрь можно поместить, например, любой фрикцион, передающий определенную часть крутящего момента между передней и задней частью системы привода. При разных скоростях вращения переднего и заднего карданных валов в муфте создается крутящий момент, который передается на вал, сопряженный с колесами с большей тягой.Даже когда одно из колес (и, следовательно, одна из ведущих осей) вообще не передает мощность, другое все равно может управлять автомобилем. Таким образом, сохраняется идея привода 4х4, а для облегчения работы в целом аналогичные дифференциалы с повышенным внутренним трением также могут быть размещены на одном или обоих ведущих мостах.

    Описанный выше привод, известный как привод Фергюсона, представляет собой базовую систему полного привода, используемую во внедорожниках. Он был впервые применен в серии в британском люксовом спорткаре Jensen FF (Formula Ferguson) с 1966 года.Идея Гарри Фергюсона (известного более широко как конструктор трактора) заключалась в том, что параллельно центральному планетарному дифференциалу была встроена пара дисковых фрикционов, которые при пробуксовке колес одной из осей передавали мощность на другая ведущая ось. Более того, этот дифференциал передавал крутящий момент на обе оси в неравном соотношении, делая автомобиль более «заднеприводным», чем «переднеприводным».

    Эта система до сих пор используется во многих вариантах. Первым производителем, широко применившим подобный привод 4x4, стала компания Subaru с 1972 года (в настоящее время в центральном дифференциале компания чаще всего использует вискомуфту или многодисковую муфту с электромагнитным управлением).Еще одним известным производителем автомобилей 4х4 (с фирменным названием Quattro) является компания Audi с 1980 года, которая уже много лет использует в качестве межосевого дифференциала устройство под названием Torsen. Этот дифференциал, основанный на червячной передаче, демонстрирует функцию прогрессивного (зависящего от передаваемого крутящего момента) повышенного внутреннего трения без использования каких-либо дополнительных муфт или блокировок. Привод Фергюсона также используется Mercedes в автомобилях с приводом 4Matic (в настоящее время наиболее распространенными блокировками являются колесные тормоза, то есть система EDL), он также использовался BMW в более ранних версиях X-Drive, Ford (например,Sierra 4x4) и многих других производителей.

    Обратите внимание, что речь здесь идет в первую очередь о чисто механических решениях, «неуправляемых» электронным способом, за возможным исключением функции EDS. Ни в одном из них ни водитель, ни программируемый электронный контроллер не имеют права голоса в распределении крутящего момента. Вот и спорят специалисты: одни сочтут механический постоянный привод 4х4 единственно правильным решением, а другие скажут, что его можно сделать лучше.Последний обнаружил, что дорожный автомобиль 4x4, внедорожник или легковой автомобиль могут быть лишены межосевого дифференциала. И все равно будет хорошо, а то и лучше, потому что дешевле, легче и так же функционально.

    Электроника знает лучше?

    Сначала мы заявили, что на дороге 4x4 должен быть межосевой дифференциал, но теперь мы понимаем, что это не обязательно? Поэтому необходимо пояснение. Дело возникает из предположения, что в дороге постоянный привод 4х4 (обычно) вообще не нужен. Ведь чаще всего устройство вообще не работает, а срабатывает только тогда, когда какое-то из колес теряет сцепление с дорогой.

    Ввиду вышеизложенного, может быть, было бы лучше иметь постоянный привод только для одной оси, а привод для второй оси, который «ожидает», но отсоединен от этой первой части? Однако, в отличие от автомобиля повышенной проходимости, это включение привода 4х4 пришлось бы производить автоматически, без участия водителя, и желательно так, чтобы ему казалось, что привод 4х4 действительно постоянный. Межосевой дифференциал в этом случае действительно не нужен, а вместо него нужно установить подходящую «быструю» муфту, которая при необходимости будет передавать некоторый (но небольшой и с проскальзыванием) крутящий момент на «другую» ось.Преимуществом будет выпуск трансмиссии, снижение сопротивления при движении без заноса и более низкая цена. И еще можно поставить рядом с названием модели название 4x4, Quattro, X-Drive или подобное — большинство покупателей не узнают.

    Изначально предпринимались попытки реализовать эту идею наиболее простым способом и без участия электроники, соединив обе части системы привода вискомуфтой (первые версии VW Syncro, несколько решений Renault, теперь Panda 4x4) . Вискомуфта (вязкостная) муфта, однако, имеет тот недостаток, что она передает крутящий момент только после того, как появится значительная разница в частоте вращения двух валов.К сожалению, здесь важны время и величина передаваемого крутящего момента, тем более, что работой такой муфты вообще нельзя управлять. В результате единственным преимуществом вязкого раствора является его низкая стоимость и небольшой вес. Справедливости ради добавим, что вискомуфты до сих пор успешно применяются в своих системах «псевдо 4х4» Lamborghini и Audi (в модели R8). Здесь, однако, речь идет о передаче лишь десятка или около того процентов. крутящий момент на передние колеса, когда задние колеса пробуксовывают на месте во время резкого взлета.

    Присоединяемый 4x4, однако, жив и лучше в «бюджетных» решениях благодаря трем другим конкурирующим решениям. Первая — гидравлически блокируемая муфта Haldex (шведский продукт, система, используемая группой VW, Volvo, теперь Opel). Haldex претерпел глубокую эволюцию за несколько лет, будучи вначале пассивной системой (гидравлическое давление создавалось только после пробуксовки ведущих колес), а ее последняя версия — полностью активной, с электрическим гидронасосом, позволяющим муфте блокироваться даже при парковке.

    Вторая такая система японского происхождения (включая собственные исследования Borg Warner и Nissan и Toyota) и используется в основном в дальневосточных и связанных с ними автомобилях. При этом многодисковая муфта блокируется электромагнитно, поэтому временную «блокировку» привода 4х4 тоже можно вызвать в любой момент. Оба эти решения чаще всего используются во внедорожниках и легковых автомобилях с передним приводом, поэтому подключается привод заднего моста.

    Третьей родственной системой является современный BMW X-Drive, где, конечно, задние колеса постоянно приводятся в действие, а передний привод присоединен.Происходит это по команде электронного контроллера, через рычажный механизм с электродвигателем, блокирующим многодисковую муфту.

    Преимуществом всех трех систем является возможность активного электронного управления с использованием данных датчиков ABS/ESP. Эти системы призваны «регулировать» избыточную и недостаточную поворачиваемость автомобиля, тем самым не только увеличивая его тягу, но и значительно повышая безопасность вождения. И действительно, в этом что-то есть, поскольку даже Porsche в 911 Turbo и Panamera 4x4 использует передний привод с электроприводом (Borg Warner) без межосевого дифференциала.

    С другой стороны, пуристы говорят, что механика есть механика — все системы с датчиками и программным обеспечением уступают место старому доброму приводу Фергюсона на практике. Вот почему Audi в своем последнем решении Quattro разработала и запатентовала новый, увенчанный межосевой дифференциал, который неравномерно распределяет крутящий момент привода (больше крутящего момента на заднюю ось) и оснащен активной, пропорциональной блокировкой пластин, но полностью лишен любая электроника. Специалисты из Ингольштадта утверждают, что это лучший вариант, ведь даже задержки в доли секунды и небольшая нестабильность в работе опытный водитель сразу обнаружит.И нам придется с ними полностью согласиться.

    .Привод

    4x4 - как он работает?

    Картина

    Постоянный привод 4x4 — это тот, в котором крутящий момент всегда распределяется на обе оси. На практике это означает, что автомобиль имеет межосевой дифференциал, позволяющий одновременно передавать мощность на обе оси и взаимную дифференциацию вращения передней и задней осей (например, при прохождении поворотов). Такие решения использовались, напримерна внедорожниках Toyota Land Cruiser, Mitsubishi Pajero и Land Rover Discovery. Среди легковых автомобилей такой тип схем привода встречается, например, в моделях Subaru, Audi Allroad или Mitsubishi Lancer Evolution.

    Картина

    Ручной привод – это тот, который активируется рычагом или кнопкой.

    В этом случае постоянно приводится в движение только одна ось, а другая ось может быть задействована. У внедорожников, таких как Nissan Patrol, Jeep Wrangler или Suzuki Jimny, передний привод включается вручную — рычагом или кнопкой. Из-за отсутствия межосевого дифференциала на таких автомобилях можно ездить только с 4х4 по бездорожью.На твердой дороге передний и задний мосты должны двигаться с разной скоростью, поэтому привод 4x4 должен быть отключен.

    На рынке также есть автомобили с межосевым дифференциалом, с помощью которого можно отключить передний привод (например, Mitsubishi Pajero или Mitsubishi L200 с системой SuperSelect).

    Картина

    Автоматически присоединяемый привод второй оси — это решение, которое легко используется во внедорожниках и легковых автомобилях 4x4.

    По сути это промежуточное решение между постоянным полным приводом с межосевым дифференциалом и ручным приводом. Он заключается в том, что прямой привод от двигателя передается на одну ось, а привод другой оси осуществляется через сцепление (обычно многодисковое). Такое сцепление допускает некоторую пробуксовку переднего моста по отношению к заднему, поэтому на твердой дороге оно заменяет межосевой дифференциал.С другой стороны, крутящий момент, передаваемый на другую ось, зависит от силы сцепления. Благодаря простоте реализации системы этого типа относительно недороги и охотно используются, например, в таких моделях, как BMW X5, Suzuki SX4, Mitsubishi Outlander, Audi A3, Toyota RAV4 или Volvo AWD. Так как в подобных системах даже при движении с постоянной скоростью часть крутящего момента уходит на вторую ось, некоторые производители включают их в т.н. Постоянный привод 4x4 (например, Haldex 4-го поколения в Opel Insignia передает от 10 до 50% привода на заднюю ось).

    Важнейшим преимуществом постоянных приводов 4x4 с межосевым дифференциалом является очень предсказуемая управляемость автомобиля на меняющемся дорожном покрытии. Образно говоря - автомобили с таким типом привода обычно не удивляют резкими изменениями условий движения (например, переходом со снега на асфальт в быстром повороте). Лучшие межосевые дифференциалы способны распределять привод на обе оси в переменной пропорции, в зависимости от потребностей.

    С другой стороны, системы с автоматически включаемым приводом второй оси всегда действуют более резко, что сказывается на поведении автомобиля в критических ситуациях.

    Картина

    На фото выше хорошо видно, что Skoda (система Haldex), несмотря на вывернутые колеса, реагирует хуже, чем Audi (постоянный привод Quattro).

    Картина

    Настоящий внедорожный межосевой дифференциал должен быть блокируемым.

    Неподвижная трансмиссия с классическим межосевым дифференциалом имеет один недостаток: она обездвиживает автомобиль при пробуксовке одной оси. Поэтому, как правило, применяют либо центральные самоблокирующиеся дифференциалы (например, Torsen или дифференциал с дополнительной многодисковой муфтой), либо на внедорожниках вводят ручную блокировку центрального дифференциала.В условиях бездорожья наиболее эффективным решением является передача полного привода напрямую без какого-либо дифференциала.

    В случае дисковых муфт количество крутящего момента, которое может быть передано на вторую ось, определяется крутящим моментом, передаваемым сцеплением (управляется компьютером).Чем больше усилие прижима дисков сцепления, тем больше может быть крутящий момент. С другой стороны, в случае межосевых дифференциалов, например типа Torsen, изменение распределения привода определяется текущим сцеплением передней и задней осей. Внутренняя структура этих механизмов вызывает автоматическое изменение распределения движущих сил.

    Конечно, при каждом решении тяга колес оказывает решающее влияние на конечное распределение моментов, потому что определяет пределы возможности передачи привода. Например, крайний случай, когда ось поднята в воздух и поэтому вообще не передает никакой мощности.Однако приведенное в каталогах теоретическое описание распределения привода учитывает ситуацию, при которой все колеса имеют одинаковое сцепление с дорогой. Тогда, например, Haldex I делит диск в процентах 99:1. (спереди сзади).

    Картина

    Haldex поколения IV стандартно распределяет мощность 90:10 (спереди: сзади), но в случае заноса передних колес до 90% крутящего момента может временно приходиться на задние колеса.

    Самым старым и простым решением является так называемый Вискомуфта, то есть многодисковая муфта, погруженная в специальное силиконовое масло. Пробуксовка колес одной из осей приводит к тому, что пластины, работающие в масле, слипаются и передают привод на другую ось. Гораздо лучшим решением является использование многодисковой муфты, управляемой электромагнитом.Здесь компьютер решает, какой крутящий момент передать другой оси, регулируя его силой электромагнита. Идеи такого типа можно найти, например, в Suzuki SX4, Mitsubishi Outlander, Toyota RAV4, Nissan X-Trail или Porsche 911 Turbo. В моделях BMW с xDrive пластины прижимаются не электромагнитом, а электродвигателем, но принцип работы тот же.

    Другим решением являются гидравлические системы, такие как Haldex. Здесь специальный масляный насос приводится в действие за счет разницы скоростей между передней и задней осями, а пластины прижимаются друг к другу давлением масла на поршень.Дополнительные управляемые компьютером клапаны могут изменять прижим пластин в зависимости от потребностей. Значительно упрощенным вариантом гидравлического решения является, например, гидравлическая система, используемая в Honda CR-V.

    полный привод

    Картина

    В решении BMW приводной шкив передней оси управляется не электромагнитом, а электродвигателем.

    Электромагнитная дисковая муфта

    Картина

    Двигатель постоянно и напрямую приводит только одну ось. Привод к другому проходит через муфту, сжатие которой происходит в результате действия электромагнита.

    Халдекс

    Картина

    В каждом из четырех поколений Haldex используется гидравлический захват многодискового сцепления.

    Электронная система управления - на тросе до места назначения - ТЕХНИКА

    Сколько еще ты будешь тормозить с прицепом? - БЕЗОПАСНОСТЬ

    .

    Полный привод

    Сегодня, когда внедорожники и кроссоверы на подъеме, стремительно растет популярность полного привода. У него много преимуществ и мало недостатков, прежде всего это повышает комфорт и безопасность. Такой привод может быть реализован несколькими способами – на внедорожнике он работает иначе, чем на обычном автомобиле.

    Первая конструкция такого типа появилась в 1824 году, когда Тимоти Берстилл и Джон Хилл построили паровую машину с полным приводом.К сожалению, их прототип взорвался через три года...

    Лонер-Порше

    Еще один прорыв произошел с разработками гениального конструктора - Фердинанда Порше , который в 1900 году спроектировал прототип автомобиля с моторами в ступицах для Jakob Lohner & Co, а позже автомобиль с четырьмя электродвигателями и двигателем внутреннего сгорания. (т.е. это была конструкция, аналогичная той, что используется сегодня в гибридах и электромобилях).

    Первым настоящим автомобилем, оснащенным приводом 4×4, стал голландский Spyker 1902 года выпуска., с первым появлением межосевого дифференциала, передающего тягу от бензинового двигателя на колеса.

    Наибольшее продвижение в области полноприводных автомобилей произошло во время Второй мировой войны с появлением американского автомобиля Willys, который определил концепцию автомобиля повышенной проходимости. В свою очередь, популярность этого решения в легковых автомобилях в основном обусловлена ​​Audi, которая в 1980 году показала автомобиль с постоянным полным приводом (версия quattro), и японской Subaru, последовавшей за аналогичными решениями.

    Субару аутбек

    4 × 4 имеет много названий

    Для любителей бездорожья обязательно нужен полный привод, для чего он изначально и был придуман. Благодаря ему повышает храбрость автомобиля в поле , т.е. способность преодолевать препятствия. Такой привод также положительно влияет на тягу , поэтому он так часто используется в спортивных автомобилях. С 4×4 на скользком обычно легче двигаться, а то в повороте буксует.Но и рядовые водители часто сталкиваются с ситуациями, когда наличие полного привода недооценивается. Достаточно немного снега на улицах, и сразу видно, у каких автомобилей есть поддержка 4×4. Такое решение значительно повышает безопасность движения , ведь каждое колесо имеет гораздо больший запас сцепления. Даже если один из них начнет терять сцепление с дорогой, остальные три позаботятся о передаче движущих сил на асфальт. Кроме того, сведен к минимуму эффект пробуксовки колес, благодаря чему шины изнашиваются медленнее , и автомобиль может легко трогаться с места даже в плохую погоду.Впрочем, розы без шипов не бывает – есть у 4×4 и недостатки. Автомобили, оснащенные ими, дороже, дороже в обслуживании, тяжелее и, как правило, немного больше горят.

    Наиболее распространенные приводы 4x4 на рынке делятся на три основные категории:

    активируется вручную - характерно для настоящих внедорожников и пикапов;

    неподвижный с межосевым дифференциалом - часто используется в спортивных автомобилях;

    автоматически активируется - в настоящее время безусловно самый популярный, используется в основном в модных кроссоверах и внедорожниках.

    Однако будущее за автомобилями, в которых каждое колесо будет приводиться в движение отдельным электродвигателем.

    С дороги

    Ручной привод 4×4 активируется водителем с помощью рычага или кнопки. Когда автомобиль движется по дороге с хорошим сцеплением, весь привод передается на одну ось, обычно на заднюю ось. Однако, попадая в глубокую грязь, песок или другой рыхлый грунт, чтобы не «зарываться», мы сами включаем привод переднего моста. Центрального дифференциала в системе нет, привод от двигателя будет идти на т.н.раздаточную коробку и там она направляется на отдельные оси - что важно, жестко, т.е. скорость вращения на отдельных осях не дифференцировать. Именно поэтому автомобили, оснащенные такой системой, не могут ездить по обычным дорогам с прикрепленным 4×4. На твердой дороге передний и задний мосты должны двигаться с разной скоростью, поэтому привод 4×4 должен быть отключен. Часто включение 4×4 требует остановки автомобиля.

    В автомобилях повышенной проходимости раздаточная коробка обычно оснащается редуктором , дополнительной коробкой передач, расположенной за коробкой передач, которая снижает скорость вращения колеса прибл.вдвое при увеличении крутящего момента на ту же величину. В лучших внедорожниках дифференциал может быть дополнительно заблокирован, что еще больше увеличивает внедорожные качества.

    На рынке также есть автомобили с межосевым дифференциалом, с помощью которого можно отключить передний привод. Это решение используется, например, Mitsubishi в модели L200. В данном случае речь идет о смешанном приводе. Преимуществом ручного полного привода является его нетехнологичная конструкция. Так как все самые важные элементы механические - ремонтировать их проще и дешевле, с электроникой тоже проблем нет.

    Машин с активированной вручную системой 4×4 становится все меньше и меньше

    . Одно из самых интересных предложений — по-прежнему надежный Toyota Land Cruiser (также можно найти версии с постоянным приводом 4×4). Помимо возможности блокировки межосевого или заднего дифференциала и понижающей передачи, езде по бездорожью способствует инновационная система CRAWL, способная заменить водителя при подъеме в гору. Мы задаем желаемый темп движения автомобиля в гору или темп спуска, а CRAWL сам заботится о подтормаживании каждого колеса, чтобы не было потери сцепления с дорогой.Jeep Wrangler также является классикой среди полноприводных автомобилей с механической коробкой передач. Среди пикапов стоит обратить внимание на новый Nissan Navara, умело сочетающий в себе черты внедорожника и внедорожника. Стандартно тяга идет на заднюю ось, но водитель может жестко закрепить передние колеса, включить понижающую передачу и заблокировать заднюю ось.

    Виллис МБ

    Лучшая тяга

    Постоянный полный привод, основанный на межосевом дифференциале, является наиболее сложным и дорогим решением, но обеспечивает наибольшую устойчивость при движении.Ключевым элементом этой технологии является межосевой дифференциал (он же межосевой дифференциал). Он получит привод от двигателя, который затем постоянно передается на переднюю и заднюю часть. Кроме того, можно различать скорость передней и задней осей (например, при прохождении поворотов). В современных автомобилях мы чаще всего встречаем два типа дифференциалов — классический с фиксированным распределением крутящего момента или Torsen , в котором распределение движущей силы зависит от нагрузки на оси.В первых используются либо простые конические механизмы и тогда крутящий момент делится 50:50, либо более сложные планетарные механизмы, распределяющие крутящий момент в неравных пропорциях, например 60:40.

    Дифференциал Torsen известен прежде всего по моделям Audi quattro (с продольно расположенными двигателями, с 4×4 установленными поперечно он присоединяется автоматически). Согласно названию, которое происходит от слова «определение крутящего момента», Torsen способен обнаруживать изменения различных скоростей между осями (например,при заносе) и самостоятельно регулировать распределение движущей силы - большая ее часть всегда направлена ​​на ось с лучшим сцеплением. Благодаря этому привод передается очень плавно, а машина как будто приклеивается к дороге.

    Не менее известен Симметричный AWD , разработанный Subaru еще 40 лет назад (Subaru Leone 4WD был первым серийно выпускаемым полноприводным легковым автомобилем). Коробка передач вместе с передним дифференциалом и полуосями равной длины расположены в оси автомобиля, как и карданный вал, идущий к заднему дифференциалу, и задняя главная передача и задние карданные валы, также равной длины.Второй характерной особенностью системы SAWD является то, что она монтируется как можно ниже и в то же время располагается как можно дальше назад. В результате центр тяжести всего автомобиля расположен крайне низко и близко к геометрическому центру автомобиля, что уменьшает поперечный и продольный наклон автомобиля. SAWD можно найти, среди прочего в Subaru WRX STI, Impreza или Forester.

    Мицубиси л200

    Интересный патент на тему постоянного привода 4×4 был недавно анонсирован компанией Ford по случаю премьеры нового Focus RS.Я имею в виду систему полного привода Ford Performance. Он основан на двух муфтах с электронным управлением по обеим сторонам заднего дифференциала. Они управляют не только распределением крутящего момента между передней и задней осями, но и распределением крутящего момента между правым и левым колесами на задней оси. Благодаря этому они обеспечивают так называемую векторизация крутящего момента, которая оказывает огромное влияние на поведение автомобиля в поворотах и ​​устойчивость в повороте.

    Среди прочего также можно найти постоянный привод 4 × 4. в Mitsubishi Lancer Evolution, Land Rover Discovery и Defender, Porsche 911 Carrera, Kii Sorento, Jeep Grand Cherokee (Select-Trac) и Mercedes 4Matic (продольные двигатели).

    Эффективно и удобно

    Подавляющее большинство автомобилей с наименованием 4×4 (обычно производители используют свою маркетинговую символику, например BMW использует названия xDrive, VW 4Motion, Mercedes 4Matic; однако чаще всего мы встречаем AWD или 4WD), имеют системы, которые подключаются автоматически на полноприводные колеса. Это решение довольно простое и становится все более и более эффективным. Привод передается от двигателя на одну ось, а если выясняется, что у автомобиля проблемы с тягой, часть его переходит на другую ось через дополнительную муфту, обычно устанавливаемую на осевой дифференциал.Этого более чем достаточно для повседневного использования, например, в городе или для движения по пересеченной местности. Это поможет нам как при скольжении, так и при выезде с заснеженной соседней улицы.

    Раньше вместо использовались вязкостные муфты , которые активировались автоматически при возникновении разницы скоростей. Сегодня за это отвечает электроника, которая позволяет системе работать в нескольких режимах — так часто в автомобилях с автоматически присоединяемой 4×4 мы встречаем характерные ручки с обозначениями Auto, 2WD, 4WD, Sand, Rock и т. д.В отличие от постоянных приводов, где их распределение в первую очередь определяется текущей тягой и механикой, автоматический 5х4 управляется управляющим устройством (гидравлическим или электронным), благодаря которому система может даже заранее среагировать до пробуксовки колес. Муфта с электрическим или электромагнитным управлением передает примерно 60 % крутящего момента на заднюю ось при стабильном движении и плавно увеличивает передачу крутящего момента на переднюю ось при пробуксовке. Также можно форсировать соотношение 50:50 — машина ведет себя так, как если бы у нее был постоянный привод 4×4 без межосевого дифференциала.Электрическое сцепление можно найти, среди прочего в автомобилях группы BMW с системой xDrive.

    Тойота Ленд Крузер

    Самым передовым решением для гидравлического привода является муфта Haldex . Муфта, включающая привод, сжимается поршнем, который приводится в действие давлением масла. В последнем, пятом, поколении Халдекс используется специальный электронасос, который сам регулирует давление, а работой управляет 16-битный контроллер, учитывающий сигналы системы ESP и двигателя.Haldex имеет существенное преимущество перед электрическими решениями — он может передавать на колеса в два раза больший крутящий момент, даже 3000 Нм.

    Attachable 4×4 можно найти на большинстве внедорожников, кроссоверов, компактных автомобилей и автомобилей среднего класса. Это решение относительно дешевое, все более эффективное и простое в применении. Отключение одной оси также снижает расход топлива. Недостатки? В старых системах этого типа он работает с заметным запаздыванием и способен передавать недостаточную движущую силу.Кроме того, его не следует интенсивно использовать на пересеченной местности, так как он склонен к перегреву.

    4 × 4 под напряжением

    На наших дорогах появляется все больше гибридных и электрических автомобилей, что также влияет на развитие технологии 4×4. В гибридах мы можем встретить привод, реализованный таким образом, что передняя ось приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, иногда с электрическим усилителем, а задняя ось приводится в движение независимым электродвигателем. Между осями отсутствует механическая связь, что значительно упрощает конструкцию, а также позволяет работать в различных режимах.В случае с полностью электрическими автомобилями говорить о полном приводе на самом деле сложно — просто на каждую ось, а иногда даже и на каждое колесо приходится отдельный электродвигатель. Электрическим приводом на одно колесо оснащены, например, Mitsubishi Outlander PHEV, гибридные Peugeot 3008 и 508, Lexus RX и NX и новый Volvo XC 90 T8. Среди полноприводных электромобилей лидируют автомобили Tesla — модели S и X

    . .

    Любительское 4x4 | Диски | Эксплуатация

    Базовый привод abc

    Внедорожник отличается от классического легкового автомобиля, среди прочего, возможность включения приводов на отдельные оси и редуктор. Часто те, кто начинает свое приключение с езды по бездорожью, не всегда знают, как и когда его использовать.

    Начинающие водители также боятся переключать передачу с Drive на положения 2 и 1

    Основная информация

    2H - привод заднего моста:

    Используем

    ежедневно для езды по асфальту, гравию, т.е. там, где есть хорошее сцепление.

    4H-4WD:

    используется для движения по бездорожью с плохим сцеплением, например, по грязи, траве, снегу и т. д. Обычно он активируется при въезде на бездорожье.

    4L (REDUCER): Полный привод, с понижающей передачей: используем для движения по пересеченной местности, грязи, снегу, песку, воде, крупным камням, крутым подъемам и спускам /подробнее ниже/.

    N — Нейтральное положение: В этом положении вы можете переключать передачи, пока автомобиль остается неподвижным. Он также используется для работы механической лебедки (она должна быть у вас обязательно, пожалуйста, не путайте механическую лебедку с электрической) или для проверки технического состояния коробки.

    ПРИМЕЧАНИЕ!
    Помните, что в случае положений 4H и 4L полный привод будет работать только при включенном сцеплении (блокировке). Если сцепление находится в положении «свободно» и включены 4H или 4L, передняя ось будет пробуксовывать, но колеса не будут тянуть, потому что они не соединены с осью. Относится к версиям с ручным сцеплением. Это не относится к версии с автоматическими сцеплениями, так как они автоматически включаются при включении привода 4H или 4L.

    РЕДУКТОР - 4Л

    Используется для движения по пересеченной местности, увеличивает крутящий момент, позволяет продлить срок службы сцепления.
    Зачем на внедорожники устанавливают редуктор? Он используется для снижения частоты вращения двигателя на определенных передачах. Поскольку обороты могут быть уменьшены при каждом передаточном числе пятиступенчатой ​​коробки передач, обычно говорят, что благодаря редуктору мы имеем в своем распоряжении до 10 передач. Редуктор является дополнительной передачей и всегда работает в режиме полного привода. В классических системах его активация возможна только после подключения привода на обе оси (режим 4L). В системах с постоянным полным приводом включение понижающей передачи часто приводит к включению блокировки межосевого дифференциала.

    Редуктор позволяет уменьшить передаточные числа (частоту вращения вала) и тем самым увеличить крутящий момент на колесах. Одни говорят, что редуктор нужно «пристегивать» только при преодолении сложного препятствия, а другие, что каждый раз, когда мы въезжаем на местность и движемся со скоростью около 50 км/ч. Решение за вами, но помните, что каждое устройство должно работать, иначе оно становится ненужным.

    Одним словом, редуктор во внедорожнике для двигателя и бездорожья работает аналогично горному велосипеду для нас, переключателей передач.Видимо без него можно обойтись, но нам гораздо легче подниматься в гору.

    СЦЕПЛЕНИЕ

    Это механические муфты в ступицах обоих передних колес, позволяющие отстегивать или закреплять колесо на приводном валу.

    Позволяет присоединить переднюю ось. Они доступны в автоматической или ручной версии.

    - автоматическое сцепление: включается автоматически, когда водитель включает передачу 4H или 4L.


    Дефекты:

    Отказ и... "автомат".Если при обычной езде в положении AUTO одна сторона отключается, а другая нет, то передний дифференциал перегружен (одна полуось приводится в движение колесом, а другая нет) и мы остаемся без привода. Это часто бывает при маневрировании вперед-назад, например, в грязевом бою. Кроме того, при маневрах по изменению направления движения, т.н. "дырка" в приводе. После включения переднего хода сцепление должно перейти в нейтральное положение и включиться при движении задним ходом. Это занимает около 4 метров (ок.1,5 об колеса) и, таким образом, для этих 4 м у нас нет привода на переднюю ось. Очень часто при перекреплении сцепление повреждается и выходит из строя, в результате чего мы остаемся в поле без переднего привода.

    Преимущества:

    Включение и выключение из кабины автомобиля.

    Примечание:
    Полное отключение происходит после отключения привода переднего моста и отката автомобиля задним ходом не менее чем на 3 метра. Этот факт часто фиксируется водителями и повреждаются фрикционы.При движении с прицепом задним ходом могут возникнуть большие проблемы.

    - ручное сцепление: вручную приводится в действие водителем, необходимо выйти и повернуть вручную или с помощью инструмента

    (в зависимости от исполнения) включить сцепление обоих колес передней оси из положения «свободно» в положение «заблокировано».

    Без предварительной активации передние колеса не будут «непрерывными», когда включен привод 4H или 4L. Вы можете ездить все время с включенным сцеплением, но помните, что детали привода больше изнашиваются, а расход топлива увеличивается.

    Недостатки: включение, сойти, подойти к каждому колесу (конечно же к переднему), выжать сцепление и начать движение. Иногда условия просто не позволяют, например, когда мы цепляемся за грязь. Так вот, такое решение — механизм для думающих и опытных людей.

    Достоинства: Только достоинства, простота конструкции, надежная работа и низкий процент отказов. Застегивая ручные муфты, мы можем быть уверены, что они надежно закреплены, нет необходимости возвращаться, чтобы их расстегнуть.

    Внимание!

    Со временем все по возможности меняют автоматическое сцепление на ручное. Это не или просто когда.

    СТАЦИОНАРНЫЙ ПРИВОД

    Постоянный привод не имеет возможности отключения переднего - колеса все время вращаются вместе с диффузором и валом. В этом случае есть два варианта. Первый: автомобиль имеет постоянный неотключаемый привод на обе оси и межосевой дифференциал в редукторе, например Land Rover Discovery.Второе: у автомобиля есть возможность отключения передачи привода на переднюю ось и нет дифференциала в редукторе, например Mercedes G.

    МОСТ БЛОКИРОВКИ


    Замок моста обеспечивает жесткое соединение левого и правого колеса. При классическом дифференциале «тянет» колесо с меньшим сцеплением. При езде в поле бывает, например, что наклон приводит к тому, что у нас одно колесо в воздухе, потом на него передается весь привод (потому что у него меньше сцепление с дорогой).Вот тут-то и пригодится блокада, распределяющая привод равномерно на оба колеса. Если автомобиль оборудован блокировкой моста, помните, что с включенной блокировкой нельзя ездить по твердым покрытиям. Если у машины 2 моста, то и у вас может быть 2 замка. Существуют также автоматические блокировки осей, работающие по принципу повышенного трения, известные в народе как дифференциал или LSD (дифференциал повышенного трения). Они не требуют никакого обслуживания во время движения, но и менее эффективны, чем полные.

    ПОЛНАЯ БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА

    Никто не придумал более эффективного устройства, чем полная блокировка дифференциала. После активации блокада выполняет полную блокировку. Таким образом, оба колеса одной оси вращаются с одинаковой скоростью и крутящий момент поступает на колесо (ось). Примеры включают заводскую блокировку заднего моста на Nissan Patrol DIFF LOCK или ARB LOCKER.

    90 120

    ЗАМОК ПЕРЕДНЕГО МОСТА


    Включаем при необходимости, передние колеса поворотные и маневрирование с включенной передней блокировкой намного сложнее обычного.Чтобы компенсировать разницу дорог, нужна очень скользкая поверхность, поэтому лед, дно реки, пятно грязи. Его также можно включать при преодолении прямых (в смысле линейных) участков, требующих хорошего сцепления, например, крутой песчаный подъезд. Также он пригодится при преодолении крупных камней, валунов или когда просто нужно увеличить хват. Трудно маневрировать при включенном переднем замке.


    ЗАМОК ЗАДНЕГО МОСТА


    Включить в поле, выключить на "жестком".Стоит свернуть, особенно когда впереди много маневрирующих

    и резкие повороты (особенно назад, где одно колесо стоит, а другое крутится). Прикрепленный замок заднего моста может

    также ограничивают маневренность автомобиля, вызывая эффект недостаточной поворачиваемости (заднее внутреннее колесо выбрасывает автомобиль из поворота наружу).

    МЕЖОСНАЯ БЛОКИРОВКА


    Включается на местности/песке/снеге/грязи/льду, выключается на асфальте и других твердых покрытиях.Толерантно относится к задержке выключения, заезду на кусок асфальта, проезду по прямой 200 м и выезду на бездорожье, фактически не свернув с блокады.

    .

    Распределение привода между отдельными осями и колесами в грузовых автомобилях » Oponeo

    Узнайте больше о распределении осей и колес грузовых автомобилей в этой статье. Приглашаем к чтению!

    1. Типы передачи привода на отдельные оси.

    Привод, который может существовать на данном грузовике, определяет количество осей в грузовике.

    • На двухосных грузовиках может приводиться только задняя ось 4x2 или обе оси 4x4.Привод 4x4 может быть обеспечен ручным включением переднего моста или межосевым дифференциалом.
    • На трехосных грузовиках возможен привод только одной из задних осей 6х2, привод обеих задних осей 6х4 или полный привод 6х6. Привод 6x6 может быть активирован ручным включением переднего моста или бесступенчато через межосевой дифференциал.
    • На четырехосных грузовиках возможен привод только одной из задних осей 8х2, привод обеих задних осей 8х4, трехосный 8х6 или полный привод 8х8.В случае с приводом 8х6 имеем два варианта - с ведущей первой передней осью и с ведомой второй передней осью. Трансмиссия 8x6 и 8x8 может активироваться путем ручного включения переднего/переднего моста или бесступенчато через межосевой дифференциал.

    Системы распределения привода на три и более осей с не менее чем двумя ведущими осями можно разделить на параллельные и последовательные.

    • Параллельный - Отличается тем, что крутящий момент на каждую ведущую ось подается через карданный вал, идущий от раздаточной коробки.Используется в старых грузовых и внедорожных решениях и в военных машинах, в т.ч. Студебекер US6, Прага V3S, STAR 660, STAR 266. Дифференциала между тандемными осями нет, что является проблемой при движении по асфальту.

    6x6 Блок -схема распределения в параллельной конфигурации

    Обозначения:

    SK / TR - Трансферная коробка (перевод) задний дифференциал
    красный прямая передача мощности
    синий сбалансированная передача мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше прямой передачи мощности)
    серый трансмиссия с маркировкой, которая может быть активирована водителем
    <- - означает постоянную (сплошная линия) или временную (штриховая линия) одностороннюю передачу мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) двухстороннюю передачу мощности

    • Последовательная - характеризуется тот факт, что для центральной оси (s) ( для трехосного это второй мост, а для четырехосного это второй и третий мост ) крутящий момент привода обеспечивается приводным валом/валами идущими от раздаточной коробки, а для крайних/крайних ведущих осей ( для трехосных это последняя - третья ось) и четырех осей это первая и четвертая оси ) приводной момент подается от центральной оси (осей).Распределение крутящего момента между тандемными мостами может осуществляться межосевым дифференциалом, снабженным блокировкой. Это решение наиболее популярно в настоящее время, как в строительных, так и в грузовых автомобилях повышенной проходимости. В этом решении один и тот же редуктор-редуктор можно использовать в различных конфигурациях привода (например, 4х4, 6х6, 8х6, 8х8, 10х10, 12х12).

    6x6 Диаграмма распределительной блокировки в серии

    Обозначения:

    SK / TR - Transfer Box) дифференциал
    красный прямая передача мощности
    синий сбалансированная передача мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше прямой передачи мощности)
    серый маркированная передача мощности, которая может быть активирована водителем
    <- - означает постоянную (сплошная линия) или временную (штриховая линия) одностороннюю передачу мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) двустороннюю передачу мощности

    2.Поломка приводов 4х4 из-за раздачи в раздаточной коробке.

    A) Прикрепленный привод:

    Блок -схема 4x4 Drive Distribution при отключении переднего привода - для вождения на асфальтовых дорогах

    Дизайн:

    9000 2

    . Проектирование:

    . / TR - раздаточная коробка (раздаточная коробка)
    PD - передний дифференциал
    TD - задний дифференциал
    красный прямая силовая передача
    синий сбалансированная силовая передача (фактическая мощность может быть равна или меньше прямой
    серого цвета указывает передачу мощности, которая может быть включена водителем
    <- - обозначить постоянную (сплошная линия) или временную (штриховая линия) одностороннюю передачу мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) двух- способ передачи мощности

    Схема б Распределитель полного привода при включенном переднем приводе - для бездорожья

    Обозначения:

    SK/TR

    SK/TR 9004 - раздаточная коробка 9004 - раздаточная коробка
    - передний дифференциал
    TD - задний дифференциал
    красный прямая трансмиссия с маркировкой
    синий сбалансированная трансмиссия (фактическая мощность может быть равна или меньше прямой передачи)
    серый маркировка трансмиссии, которая может переключаться
    <- - означает постоянную (сплошная линия) или временную (штриховая линия) одностороннюю передачу мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) двустороннюю передачу мощности

    б) постоянный привод и передаточное отношение между осями:

    Блок-схема распределения 4x4 Драйв с центральным дифференциалом - для вождения на асфальтовых дорогах

    Маркировка:

    SK / TR
    - Трансфер (Transfer Box)
    PD - Front
    задний дифференциал
    красный прямая передача мощности
    синий сбалансированная передача мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше прямой передачи)
    серый маркированная передача мощности, которая может быть активирована водителем
    < - - означает постоянная (сплошная линия) или временная (штриховая линия) односторонняя передача мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) передачу мощности в обоих направлениях межосевой дифференциал - мне В поле

    Маркировка:

    SK / TR
    - Трансферный чехол (Transfer Box)
    PD - Front Diffect
    TD - Задний дифферендионный
    . передача мощности
    синий маркировка со сбалансированной передачей мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше мощности прямой передачи)
    серый маркировка с передачей мощности, которая может быть включена водителем
    <- - означает постоянную (сплошная линия) или время (штриховая линия) односторонняя передача мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) передачу мощности в обоих направлениях

    - езда по бездорожью в сложных условиях не важно у нас привод 4х4 реализуется заблокированным межосевым дифференциалом? y или привод 4x4 реализуется за счет ручного присоединения переднего моста.Разница только для езды по асфальту и езды по бездорожью в условиях, когда блокировка межосевого дифференциала не нужна. Это связано с тем, что при постоянном приводе 4x4 является полноприводным, а при ручном приводе с включением переднего моста ведущим является только задний мост.

    В случае строительных и внедорожных грузовиков с постоянным полным приводом, обеспечиваемым межосевым дифференциалом, очень важно для тягового усилия и устойчивости автомобиля учитывать распределение веса автомобиля между передней осью / передний мост и задний мост / задние мосты (с учетом полной нагрузки и количества передних/передних и задних/задних колес для передачи мощности и давления).

    Передаточное отношение переднего и заднего привода для раздаточной коробки с межосевым дифференциалом

    Строительные и внедорожные грузовики с одинаковой конфигурацией привода имеют разную GVM, что приводит к разному распределению GVM между передней и задней частью. На внедорожниках грузоподъемность всех осей одинакова, а на строительных машинах задние оси имеют сдвоенные колеса и большую грузоподъемность, чем передние оси. Что касается хорошей тяги и устойчивости, пропорции привода должны быть близки к распределению DMC между осями, пропорции тяги в строительных и внедорожных автомобилях существенно различаются для отдельных конфигураций привода.

    Какой диск выбрать - подключенный или стационарный?

    Привод с ручным передним мостом - хорошая идея, если автомобиль редко эксплуатируется в условиях, когда требуется полный привод. Это также полезно, когда автомобиль постоянно ездит в очень тяжелых условиях, что потребовало бы использования блокировки этого механизма в случае постоянного привода через межосевой дифференциал. При включенном приводе и отключенном приводе переднего моста автомобиль имеет меньше сцепления с дорогой и устойчивости на скользких поверхностях (таких как грязь, глина, снег или лед).Крутящий момент нагружается только на задние оси, что может привести к перегрузкам при движении по бездорожью для всех компонентов системы заднего привода.

    Постоянный привод стоит выбирать, когда автомобиль ездит в таких условиях, что он должен иметь полный привод, но это не настолько сложные условия, чтобы требовать включения блокировки межосевого дифференциала. Таким образом, постоянный привод обеспечивает не только большую тягу в условиях бездорожья, но и высокую устойчивость (90 077 м.в. машина не скользит вниз по склонам ) и полная маневренность. Включение блокировки межосевого дифференциала не снижает сцепление с дорогой, но снижает устойчивость и маневренность. Поэтому, если в приоритете устойчивость и управляемость, то лучшее решение — постоянный привод без навесного замка. В случае постоянного привода вся система распределения привода нагружается крутящим моментом привода, что дает большой запас по перегрузкам привода.

    c) привод с гидравлическим приводом:

    HydroDrive от MAN и HAD ( Гидравлический вспомогательный привод ) от Mercedes основан на приводе переднего моста и/или прицепного моста с помощью гидравлического масла.При приводе колес данной оси гидравлическим способом нет необходимости в раздаточной коробке передач, а также в приводном валу, карданных валах или дифференциале. Это снижает вес на 400 кг и снижает расход топлива за счет вращающихся масс. В отличие от классических решений, это решение не меняет высоту шасси, так как не требует дополнительного места. Поэтому его можно использовать даже в низкорамных тягачах, но эффективность привода ( с тягой ) не уступает вышеперечисленным механическим приводам.Поэтому для бездорожья оно не подходит, но для дорожных грузовиков, которые ездят по зимним покрытиям, или строительных машин, которые ездят по дорогам с твердым покрытием, оно в самый раз.

    Гидравлический дистрибционный распределительный привод с передней оси. Красный Прямая передача мощности
    Синий Сбалансированная передача мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше мощности прямой передачи)
    Серый Передача мощности, которая может быть активирована водителем
    <- - означает постоянную ( сплошная линия) или временная (штриховая линия) односторонняя передача мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) двустороннюю передачу мощности

    3.Блокировки дифференциала.

    а) блокировки продольного (межосевого) дифференциала:

    Количество блокировок продольного дифференциала зависит от количества продольных дифференциалов, а это зависит от количества осей, типа привода и количества ведомых осей. Для постоянного привода 4х4 предусмотрена только одна блокировка межосевого дифференциала ( межосевой дифференциал ), а для привода 4х4 с ручным включением переднего моста блокировка дифференциала отсутствует (так как нет ни одного продольного дифференциала).

    Permanent drive distribution block diagram for 6x6

    Designations:

    SK / TR
    - transfer box (transfer box)
    PD - front differential
    TD Differential
    Красный Прямая передача мощности
    Синий Сбалансированная передача мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше мощности прямой передачи)
    Серый Передача мощности, которая может быть активирована водителем
    <- - означает постоянную ( сплошная линия) или временная (штриховая линия) односторонняя передача мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) обратную передачу мощности

    Для указанной выше схемы привода дифференциалы имеют две продольные блокировки - центральный механизм блокировку дифференциала (, расположенную в раздаточной коробке с постоянным приводом ) и блокировку межосевого заднего дифференциала (, расположенную в межосевом мосту ).В среднем мосту установлены два дифференциала — один продольный для разделения привода между задними мостами и один поперечный для разделения привода между колесами среднего моста.

    Distribution block diagram for 8x8

    Designations:

    SK / TR
    - transfer box (transfer box)
    PD - front differential
    TD Differential
    Red Прямая передача мощности
    Синий Сбалансированная передача мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше мощности прямой передачи)
    Серый Передача мощности, которая может быть активирована водителем
    <- - означает постоянную (непрерывная линия) ) или временная (штриховая линия) односторонняя передача мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) обратную передачу мощности

    Для дифференциалов указанной схемы привода предусмотрены три продольные блокировки - центральная механическая блокировка дифференциал ( расположен на раздаточной коробке ), блокировку межосевого заднего дифференциала ( расположен на третьем мосту ) и блокировку переднего межосевого дифференциала ( расположен на втором мосту ).На третьей оси установлены два дифференциала — один продольный для разделения привода между задними осями и один поперечный для разделения привода между колесами третьей оси. На второй оси также есть два дифференциала (один продольный для разделения привода между передними осями и один поперечный для разделения привода между колесами другой оси).

    б) поперечные (осевые)

    Количество блокировок поперечных дифференциалов зависит от количества поперечных (90 077 мост 90 078) дифференциалов, а это зависит от количества ведомых мостов.Для привода 4х2 предусмотрена одна ведущая ось и один дифференциал, который в дорожных автомобилях опционально может иметь блокировку дифференциала, а в строительных машинах обязателен. Для привода 4x4 может быть две блокировки межколесного дифференциала ( блокировки переднего дифференциала и блокировки переднего дифференциала). Строительные автомобили опционально могут иметь блокировку переднего дифференциала, а грузовики и внедорожники имеют эту блокировку в обязательном порядке.

    Диаграмма распределительного блока для привода 4x4 с одним замком оси

    Обозначения:

    SK / TR
    - Transfer Box)
    PD -TRA 9004 40004 -Tial -Tial -Tial -Tial -Tial -Tial -Tial - - задний дифференциал
    красный прямая передача мощности
    синий сбалансированная передача мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше прямой передачи)
    серый маркированная передача мощности, которая может быть активирована водителем
    < - - означает постоянную (сплошная линия) или временную (штриховая линия) одностороннюю передачу мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) передачу мощности в обоих направлениях

    осевые замки

    9003 4

    Маркировка:

    SK / TR
    - Трансфер (трансфер)
    PD - передний дифференциал
    TD - задний дифференциал
    RED . указывает на сбалансированную передачу мощности (фактическая мощность может быть равна или меньше, чем непосредственно передаваемая мощность)
    серый указывает на передачу мощности, которая может быть включена водителем
    <- - означает постоянную (непрерывную линию) или временную (штриховая линия) передача односторонняя передача мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) передачу мощности в обоих направлениях

    Блок-схема распределения привода 8х8 с 4-мя осевыми блокировками

    4

    Маркировка:

    SK/TR
    - раздаточная коробка (сокр. передаточная система)
    PD - передний дифференциал
    TD - задний дифференциал
    красный прямая передача мощности
    синий сбалансированная передача мощности (фактическая мощность может быть равна или ниже мощности, передаваемой напрямую)
    серый указывает передача мощности, которая может быть включена водителем
    <- - означает постоянную (сплошная линия) или временную (штриховая линия) одностороннюю передачу мощности
    <--> - означает переменную (сбалансированную) передачу мощности в обе стороны

    Как видим, для постоянного привода 8х8 может быть всего 7 блокировок дифференциала ( 3 продольных блокировки дифференциала и 4 поперечных блокировки ).

    Блокировки дифференциалов грузовых автомобилей бывают двух типов:

    • блокировки с синхронизаторами ( шоссейные и строительные автомобили ),
    • кулачковые блокировки ( грузовики и вездеходы ).

    Все блокировки дифференциалов грузовиков на 100 % активируются водителем. Блокировки дифференциала могут быть кулачковыми и синхронизированными. Кулачковые замки, применяемые водителем, никогда не отключаются и не включаются автоматически.Блокировки с активируемыми водителем синхронизаторами могут автоматически отключаться ( например, когда АБС начинает работать или превышена заданная скорость ) и активироваться ( например, когда АБС перестает работать или скорость превышает ) . Кулачковые замки рассчитаны на большую нагрузку, чем синхронизированные замки, но кулачковые замки сложнее включить и сложнее выключить по сравнению с синхронными замками.

    Каковы общие правила эксплуатации блокировки дифференциала?

    Переключение привода ( продольная и поперечная блокировки ) обычно осуществляется поворотным переключателем, который обеспечивает логическую последовательность включения большего количества блокировок в зависимости от усложняющихся условий движения и наоборот. Количество замков от 1 до 7 ( в зависимости от количества осей и поперечных замков ), поэтому система логической последовательности помогает легко управлять замками и предотвращает ошибки при обращении с отдельными замками (могут привести к серьезным сбоям).

    Последовательность включения блокировок для различных конфигураций привода

    Основной принцип работы блокировок заключается в том, что вначале включаются все продольные (межосевые) блокировки, а затем могут включаться боковые (осевые) блокировки.

    Межосевые блокировки могут активироваться одновременно или в разном порядке в зависимости от того, подключен ли привод ( подключение переднего/переднего мостов ) или постоянный привод для всех осей, например,

    • последовательность для 8х8 с присоединенным приводом - центральный замок ( включить привод переднего моста ), задний, передний,
    • заказ на 8х8 с постоянным приводом - задний, передний и центральный.

    Блокировки осей на составных осях групповой оси активируются одновременно, например, 2 блокировки осей для двух задних осей или 2 блокировки осей для двух передних осей. Блокировка заднего моста включается раньше, чем блокировка переднего моста.

    Следует иметь в виду, что включение блокировки дифференциала влияет на маневренность автомобиля и ухудшается прямо пропорционально количеству включенных блокировок. По этой причине вы должны включать только столько блокировок, сколько требует ситуация.

    Управляемость для 8x8 с постоянным приводом:

    • без блокировки - полная управляемость,
    • с задней межосевой блокировкой - очень ограниченная маневренность,
    • с передней межосевой блокировкой - небольшая управляемость,
    • 9001 с центральной межосевой блокировкой - ограниченная маневренность,
    • с блокировкой заднего моста - очень низкая управляемость,
    • с блокировкой переднего моста - невозможность управления автомобилем.

    Ознакомьтесь с нашим предложением грузовых шин

    Об авторе ...

    Дариуш Войдас - MSc Eng. механик со специализацией в автомобилестроении, выпускник Силезского технологического университета, Опольского технологического университета и Высшей автомобильной школы офицеров. Более 20 лет лицензированный раллийный водитель, эксперт по спортивным, внедорожным и полноприводным автомобилям (гражданским, спортивным, раллийным и военным).

    .

    Смотрите также

         ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf