Термін «блокування диференціала», або«Самоблокується диференціал» (самоблок), чули багато автомобілістів, а ось як цей процес виглядає на практиці, знають лише деякі. І якщо раніше такий «опцією» автовиробники обладнали переважно позашляховики, то зараз її можна зустріти і на цілком міському автомобілі. Крім того, часто власники машин не обладнаних самоблок, зрозумівши, яку користь вони приносять, встановлюють їх самостійно.
Але перш ніж розбиратися з тим, як працює диференціал, потрібно зрозуміти, як він функціонує без блокування.
Диференціал (дифф) по праву можна вважати однимз головних елементів конструкції трансмісії автомобіля. З його допомогою відбувається передача, зміна, а також розподіл видається двигуном крутного моменту між парою споживачів: колесами, розташованими на одній осі машини або ж між її мостами. Причому сила потоку розподіляється енергії при необхідності може бути різною, а значить, і швидкість обертання коліс - різною.
У трансмісії автомобіля дифф може бути встановлений: в картері заднього моста, КПП і в роздавальної коробці, в залежності від пристрою приводу (ів).
Ті Діффа, які встановлені в мосту або КПП, називаються міжколесними, а який знаходиться між осями машини, відповідно - міжосьовим.
Як відомо, автомобіль під час рухуздійснює різні маневри: повороти, перешикування, обгони і т. д. Крім того, поверхня дороги може містити нерівності, а це значить, що колеса автомобіля, в залежності від ситуації, в один і той же час можуть проходити різну відстань. Тому, наприклад, при повороті, якщо швидкість обертання коліс на осі буде однаковою, то одне з них неминуче стане пробуксовувати, що призведе до прискореного зносу покришок. Але це не найстрашніше. Набагато гірше те, що у транспортного засобу значно знижується керованість.
Ось для вирішення подібних проблем і придумалидиференціал - механізм, який буде перерозподіляти енергію, що надходить від двигуна, між осями автомобіля відповідно до величини опору коченню: чим воно менше, тим більше буде швидкість обертання колеса, і навпаки.
На сьогоднішній день існує безлічрізновидів Діффа, і їх пристрій досить складне. Однак принцип роботи в цілому однаковий, тому буде простіше для розуміння розглянути найпростіший тип - відкритий диференціал, який складається з наступних елементів:
Під час прямолінійного руху автомобіля йогопіввісь, а значить, і колеса, обертаються з такою ж швидкістю, як і ведучий вал зі своєю косозубой шестернею. Але під час повороту впливає навантаження на колеса стає різною (одне з них намагається крутитися швидше), і за рахунок цієї різниці звільняються сателіти. Тепер енергія двигуна проходить через них, а так як пара сателітів - це дві окремі, незалежні шестерні, то до полуосям передається різна за величиною частота обертання. Таким чином, потужність, що виробляється двигуном, розподіляється між колесами, але нерівномірно, а в залежності від діючої на них навантаження: то, що рухається по зовнішньому радіусу, відчуває менший опір коченню, тому дифф передає на нього більше енергії, розкручуючи швидше.
Різниці в тому, як працює міжосьовийдиференціал і міжколісний, немає: принцип дії аналогічний, тільки в першому випадку розподілений крутний момент спрямований до осей автомобіля, а в другому - до його колесам, розташованим на одній осі.
Потреба в міжосьовій диффе особливо стаєпомітна під час руху машини по пересіченій місцевості, коли її вага тисне на ту вісь, яка знаходиться нижче інший, наприклад, на підйомі або спуску.
Незважаючи на те що диференціал, безумовно,відіграє велику роль в конструкції автомобіля, його робота іноді створює проблеми для водія. А саме: коли одне з коліс виявляється на слизькій ділянці дороги (бруду, льоду або снігу), то інше, що знаходиться на більш твердому грунті, починає відчувати підвищене навантаження, дифф намагається це виправити, перенаправляє енергію двигуна на ковзне колесо. Таким чином, виходить, що воно отримує максимальне обертання, в той час як інша, має щільне зчеплення з грунтом, просто залишається нерухомим.
Ось саме для вирішення подібних проблем була придумана блокування (відключення) диференціала.
Зрозумівши принцип роботи диференціала, можназробити висновок, що якщо заблокувати його, то збільшиться крутний момент на тому колесі або осі, яке має краще зчеплення. Це можна зробити, якщо з'єднати його корпус з однією з двох піввісь або ж зупинити обертання сателітів.
Блокування може бути повною - коли частинидиференціала з'єднуються жорстко. Здійснюється, як правило, за допомогою кулачковою муфти і управляється водієм через спеціальний привід з кабіни автомобіля. Або ж вона може бути частковою, в цьому випадку на колеса передається тільки обмежене зусилля - так працює диференціал, з яким участь людини не потрібно.
Диференціал, по суті,являє собою компроміс між повним блоком і вільним Діффа і дозволяє знизити пробуксовку коліс машини в разі виникнення між ними різниці в коефіцієнті зчеплення з грунтом. Таким чином, значно підвищується прохідність, керованість на бездоріжжі, а також динаміка розгону автомобіля, причому незалежно від якості дороги.
Самоблок виключає повне блокування коліс, що захищає піввісь від критичних навантажень, які можуть виникнути на диференціалах з примусовим виключенням.
Блокування з піввісь знімається автоматично, якщо при прямолінійній русі швидкості обертання коліс вирівнюється.
Дисковий самоблок - це набір фрикційних (труться) дисків, встановлених між корпусом Діффа і шестернею піввісь.
Зрозуміти, як працює диференціал з таким блоком,нескладно: поки машина їде по прямій, корпус Діффа і обидві півосі крутяться разом, як тільки в швидкостях обертання з'являється різниця (колесо потрапило на слизьку ділянку), між дисками виникає тертя, що знижує її. Тобто колесо, що залишився на твердому грунті, продовжить обертатися, а не зупиниться, як у випадку вільного диференціала.
Вискомуфта, або інакше вязкостная муфта, так самояк і попередній дифф, містить два пакети дисків, тільки на цей раз перфорованих, встановлених між собою з невеликим проміжком. Одна частина дисків має зчеплення з корпусом, інша - з валом приводу.
Диски, поміщені в ємність, заповненукремнийорганической рідиною, яка при рівномірному їх обертанні залишається в незмінному стані. Як тільки між пакетами з'являється відмінність у швидкості, рідина починає швидко і сильно густіти. Між перфорованими поверхнями виникає опір. Надто розкрутити пакет таким чином гальмується, і швидкість обертання вирівнюється.
Зубчастий (гвинтовий, черв'ячний) самоблок. Його робота базується на здатності черв'ячної пари Розклинювальні і тим самим блокувати піввісь при виникненні на них різниці в крутять моментах.
Кулачковий самоблок.Щоб зрозуміти, як працює диференціал такого типу, досить уявити відкритий дифф, в якому замість планетарного шестеренчатого механізму встановлені зубчасті (кулачкові) пари. Кулачки обертаються (перескакують), коли швидкість обертання коліс практично однакові, і жорстко блокуються (застряють), як тільки якесь із них починає пробуксовувати.
Різниці в тому, як працює блокування міжосьовогодиференціала і межколесного, немає - принцип дії однаковий, відмінності тільки в кінцевих точках: в першому випадку - два мости, в другому - два колеса, встановлених на одній осі.
У лінійці вітчизняних ВАЗів «Нива» займає особливе місце: на відміну від своїх «родичів» по конвеєру, ця машина обладнана не вимикати повним приводом.
У трансмісії ВАЗівської позашляховика встановленотри диференціала: міжколісні - в кожному мосту, і міжосьовий - в раздатке. Незважаючи на таку кількість, розбиратися заново в тому, як працюють диференціали на «Ниві», не доведеться. Все точно так же, як описувалося вище. Тобто, під час прямолінійного руху машини, за умови відсутності пробуксовок на колесах, тягове зусилля між ними розподілено рівномірно і має однакову величину. Коли якийсь з коліс починає буксувати, то вся енергія від двигуна, пройшовши через Діффа, направляється до цього колесу.
Перш ніж говорити про те, як працює блокування диференціалів на «Ниві», слід зазначити один момент, а саме уточнити призначення передній (маленької) ручки роздавальної коробки.
Деякі водії вважають, що з її допомогою умашини включається передній привід - це не так: і передній, і задній приводи у «Ниви» задіяні завжди, а цією ручкою здійснюється управління диференціалом раздатки. Тобто поки вона встановлена в положенні «вперед», дифф працює в штатному режимі, а коли «назад» - відключається.
А тепер безпосередньо про блокування:при виключенні диференціала вали роздавальної коробки замикаються між собою муфтою, тим самим примусово вирівнюючи швидкості їх обертання, тобто сумарна швидкість коліс передньої осі прирівнюється до сумарної швидкості задньої. Розподіл тяги відбувається в бік більшого опору. Припустимо, буксує заднє колесо, якщо включити блокування, тягове зусилля піде на передню вісь, колеса якої витягнуть машину, але якщо одночасно з заднім забуксує і переднє колесо, то самостійно «Нива» вже не вибереться.
Щоб такого не траплялося, автолюбителі в мостивстановлюють самоблок, які допоможуть витягнути застряглу машину. На сьогоднішній день найпопулярнішим серед власників «Ниви» є диференціал Нестерова.
Саме в тому, як працює диференціал Нестерова, і укладений секрет його популярності.
Конструкція Діфа дозволяє не тільки оптимальнорегулювати кутову швидкість коліс машини при здійсненні маневрів, але і в разі пробуксували або вивішуванні колеса пристрій віддає йому мінімальну кількість енергії від двигуна. Причому реакція самоблок на зміну дорожньої ситуації практично миттєва. Крім того, диференціал Нестерова значно поліпшує керованість машини навіть на слизьких поворотах, підвищує курсову стійкість, підвищує динаміку розгону (особливо в зимовий період), знижує витрату пального. А монтаж пристрою не вимагає ніяких змін в конструкції трансмісії і встановлюється точно так же, як класичний дифф.
Диференціал знайшов застосування не тільки в автомобільній техніці, він виявився вельми корисний і на мотоблоки, значно полегшивши життя його власникам.
Мотоблок - агрегат досить важкий, і, щоб йогопросто повернути, потрібно чимало зусиль, а при нерегульованої кутової швидкості обертання коліс це стає ще складніше. Тому власники цих машин, якщо Діффа не передбачалися спочатку конструкцією, набувають і встановлюють їх самостійно.
Як працює диференціал мотоблока? По суті, він лише забезпечує легкий розворот машини, зупиняючи одне з коліс.
Інша його функція ніяк не що зперерозподілом потужності - це збільшення бази коліс. Конструкція диференціала передбачає його використання як подовжувача осей, що робить мотоблок більш маневреним і стійким до перекидання, особливо на поворотах.
Словом, диференціал - річ дуже корисна і незамінна, а його блокування в рази підвищує прохідність автомобіля.
