Электронная блокировка дифференциала – Противоблокировочное устройство тормозной системы Teves с электронной блокировкой дифференциала (EDS)

Содержание

Электронная система блокировки дифференциала XDS и EDS

XDS и EDS – система электронной блокировки межколесного дифференциала

XDS – система электронной блокировки межколесного дифференциала, устанавливаемая на автомобили Volkswagen. Система XDS действует по принципу поперечной блокировки с помощью притормаживания. Эта система позволяет существенно увеличить тягу и управляемость автомобиля. Электронная блокировка дифференциала (XDS) является расширением системы EDS (точнее, доп.программным модулем), которая входит в состав системы курсовой устойчивости ESP. В тот момент, когда электроника XDS фиксирует значительную разгрузку одного из ведущих колес передней оси, двигающегося по внутренней дуге поворота, система ESP (точнее ее гидравлика) начинает подтормаживать данное колесо для возвращения автомобилю оптимальной тяги. Система XDS позволяет избавиться от недостаточной поворачиваемости автомобиля при скоростном прохождении поворотов, которая типична для переднеприводных машин. Управляемость автомобиля с системой XDS становиться более точной, а автомобиль напоминает скорее полноприводный, чем переднеприводный.
Плюсы системы электронной блокировки межколесного дифференциала (XDS):

  • Система значительно улучшает динамику автомобиля при прохождении поворотов;
  • Улучшается тяга автомобиля:
  • На выходе из поворота, система XDS может позволит автомобилю идти с более высокой скоростью;
  • Повышается четкость управления;
  • Уменьшается угол поворота руля и повышается точность в рулевом управлении;
  • Уменьшается «недостаточная» поворачиваемость;

Электронная блокировка дифференциала (EDS, Elektronische Differenzialsperre) предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колес при трогании автомобиля с места, разгоне на скользкой дороге, движении по прямой и в поворотах за счет подтормаживания ведущих колес. Система получила свое название по аналогии с соответствующей функцией дифференциала.

Система EDS срабатывает при проскальзывании одного из ведущих колёс. Она подтормаживает скользящее колесо, за счет чего на нем увеличивается крутящий момент. Так как ведущие колеса соединены симметричным дифференциалом, на другом колесе (с лучшим сцеплением) крутящий момент также увеличивается.

Система работает в диапазоне скоростей от 0 до 80 км/ч.

Система EDS построена на основе антиблокировочной системы тормозов. В отличие от системы ABS в конструкции электронной блокировки дифференциала предусмотрена возможность самостоятельного создания давления в тормозной системе. Для реализации данной функции используется насос обратной подачи и два электромагнитных клапана (на каждое из ведущих колес), включенные в гидравлический блок ABS. Это переключающий клапан и клапан высокого давления.

Управление системой осуществляется с помощью соответствующего программного обеспечения в блоке управления ABS. Электронная блокировка дифференциала, как правило, является составной частью антипробуксовочной системы.

Принцип работы электронной блокировки дифференциала

Работа электронной блокировки дифференциала носит цикличный характер. Цикл работы системы включает три фазы:

  1. увеличение давления;
  2. удержание давления;
  3. сброс давления.

Пробуксовка ведущего колёса определяется на основании сравнения сигналов, поступающих от датчиков частоты вращения колес. При этом блок управления закрывает переключающий клапан и открывает клапан высокого давления. Для создания давления в контуре тормозного цилиндра ведущего колеса включается насос обратной подачи. Происходит увеличение давления тормозной жидкости в контуре и торможение ведущего колеса.

При достижении тормозного усилия необходимой для предотвращения пробуксовки величины производится удержание давления. Это достигается отключением насоса обратной подачи.

По окончании пробуксовки производится сброс давления. При этом впускной и переключающий клапаны в контуре тормозного цилиндра ведущего колеса открыты.  

При необходимости цикл работы системы EDS повторяется. Аналогичный принцип действия имеет система ETS (Electronic Traction System) от Mercedes.

Электронная блокировка дифференциала: особенности системы

Ценители настоящих внедорожников и водители большегрузной техники не понаслышке знают, для чего нужна блокировка электронная блокировка дифференциала.

Эта полезная «фишка» помогает в сложных дорожных ситуациях — гололёд, грязь, бездорожье и прочее. Классические механические варианты этих систем сложны технически, поэтому инженерами было придумано остроумное решение, с привлечением электроники.

Какие же различия имеет механическая и электронная блокировка дифференциала и в чем её уникальные особенности?

Что такое дифференциал и зачем его блокировать?

Для начала нужно пролить свет на основы нашей темы, ведь далеко не все наши читатели вообще знакомы с дифференциалом и его функциями.

Рассмотрим простой пример: движение автомобиля в повороте. В этом случае колёса, находящиеся по разным бокам машины должны крутиться с разной скоростью, ведь тем, которые находятся ближе к внутренней стороне поворота, нужно пройти меньшую дистанцию, чем тем, которые снаружи, и чем круче поворот, тем заметней эта разница.

Но как могут колёса крутиться с разной скоростью, если они находятся на одной оси? В принципе, никак, если бы не межколёсный дифференциал, позволяющий такую роскошь. Что это даёт? Как минимум, уменьшает износ резины, а как максимум — очень повышает устойчивость движения всего авто.

Механическая блокировка дифференциала

Вполне логичен следующий вопрос: если дифференциал выполняет столь полезную функцию, то зачем его блокировать, то есть специально делать связь двух колёс жёсткой?

Ответим ещё одним примером. Предположим, вы выехали на бездорожье и случайно одним из ведущих колёс угодили в яму с глиной. В этом случае дифференциал окажет вам медвежью услугу, так как он ещё и перераспределяет крутящий момент — если колесо в яме будет буксовать, то второе, находящееся на твёрдой поверхности останется стоять мёртво.

Тут и понадобится блокировка — сделав связь между ведущими колёсами жёсткой, вращаться им придётся обоим, что без труда поможет выбраться из ямы.

Устройства, обеспечивающие эту процедуру, существовали задолго до наступления эры электроники, но в классическом, механическом исполнении они имеют ряд недостатков, делающих их применение на легковых авто проблематичным.

Современные же машины получили возможность почувствовать все прелести этой функции без применения сложных и громоздких механизмов.

Электронная блокировка дифференциала

И так, электронная блокировка дифференциала (EDS, Elektronische Differenzialsperre). Понадобиться она может не только на бездорожье, полезной и даже незаменимой она будет в гололёд или при трогании с места, когда присутствует риск пробуксовки одного из ведущих колёс.

Нужно отметить, что у электронной блокировки дифференциала есть масса преимуществ по сравнению с механической, в ЭБД:

  • автоматическое перераспределение крутящего момента между ведущими колёсами в зависимости от загрузки каждого;
  • быстрая реакция на дорожную ситуацию;
  • возможность применения на любом автомобиле (с передним, задним или полным приводом), чего механические собратья не допускали;
  • отсутствие сложных механизмов.

Нужно отметить, друзья, что и принцип работы электронной блокировки дифференциала полностью отличается от её классической тёзки.

Здесь нет никаких хитроумных редукторов в мостах или чего-либо подобного, свои функции она выполняет, подтормаживая в нужный момент одно из ведущих колёс, тем самым, симулируя работу механической блокировки.

 

Элементы электронной блокировки дифференциала

Всё начинается с того, что вездесущие датчики контролируют скорость вращения колёс автомобиля и при обнаружении проскальзывания одного из них, электроника даёт команду клапанам и насосам тормозных магистралей поднять давление в колодках буксующего колеса, чтобы притормозить его.

Давление повышается до тех пор, пока оно не прекратит проскальзывать, после чего давление начинает снижаться.

Таким образом, по факту, происходит практически то же самое, что и при механической блокировке, но дополнительно появляется возможность регулировать крутящий момент и оперативно реагировать на изменение условий на дороге.

Такой же принцип используется в системах антизаноса и антипробуксовки.

Ну что ж, дорогие наши читатели, вы познакомились и с электронной блокировкой дифференциала. Больше читайте статей на блоге и вы продвинетесь в теории автомобиля, что даст вам уверенности не только в знаниях автомобиля, но даже в вождении, такой вот парадокс!

До новых встреч, до новых публикаций!

Рекомендуемые для чтения статьи: Пневматическая подвеска: что общего у Мерседеса и Икаруса? и Торсионная подвеска: хороша и для танка, и для легковушки.

Электронная блокировка дифференциала — XDS, EDS, EDL и другие

Многим знакома ситуация: одно колесо машины буксует на льду, а второе намертво стоит, а почему? А потому, что между ними нет жесткой механической связи. Для автомобилей повышенной проходимости разработали механическую блокировку дифференциала, которая связывала колеса на одной оси в жесткую сцепку.

Требовалась ли вам когда-нибудь помощь юриста по авто-вопросам?

ДаНет

электронная блокировка дифференциала

Но механическая блокировка не лишена недостатков. После изобретения ABS конструкторы стали присматриваться к ней — нельзя ли сделать что-то похожее на механическую блокировку дифференциала, но с помощью гидравлики? Были разработаны устройства электронной блокировки дифференциала, которые заменили ручную механическую блокировку.

На самом деле дифференциал не блокируется, а подтормаживаются сами колеса, но, поскольку результат работы устройства внешне похож на блокировки дифференциала, то его так и назвали — система электронной блокировки.

Принцип работы

Датчики системы ABS, расположенные на ступицах колес, собирают информацию о скорости вращения колес и передают в электронный блок управления. Как только какое-то колесо начнет проскальзывать, электронный блок дает команду на электромагнитные клапаны, которые начинают воздействовать на тормозные колодки и притормаживать колесо. Вращающий момент на колесе увеличивается, оно перестает проскальзывать, в конце концов цепляется за дорожное покрытие. В этот момент мозг устройства ослабляет хватку, колесо растормаживается.

Принцип работы ЕБД

Виды

EDS

EDS (Elektronische Differenzialsperre) — первая разработка в этом направлении. В переводе означает электронная блокировка дифференциала или, как показано выше, правильнее назвать ее имитацией электронной блокировки дифференциала. Назначение системы — предотвращать проскальзывание ведущих колес при трогании с места.

Простейшая система такого вида, устанавливается на многие бюджетные автомобили марок Ниссан, Рено и другие.

XDS

Является эволюционным развитием системы EDS, дополнена новым электронным блоком и программным обеспечением, которое позволяет более тонко управлять автомобилем в поворотах. Всякий раз, когда при входе в поворот система почувствует разгрузку колеса, катящегося по внутреннему радиусу, она притормаживает его, тем самым обеспечивая более точное прохождение поворота. Эту систему разработали специалисты Фольксвагена.

EDL

Система EDL (Electronic Differential Lock) — то же, что и EDS, просто это англоязычная аббревиатура, а та немецкая.

Синоним, применяется в для автомобилей, произведенных не немецкими концернами.

Другие

Автопроизводителями ведутся постоянные опытно-конструкторские работы, и время от времени появляются анонсы усовершенствованных систем, но принципиально они ничем не отличаются от описанных выше.

Устройство и основные элементы

Стандартные компоненты описанных систем таковы:

  • насос — качает тормозную жидкость к исполнительным устройствам;
  • электромагнитные клапаны — открывают и закрывают потоки тормозной жидкости;
  • электронный блок управления (БУ) — управляет всем процессом без вмешательства человека;
  • датчики частоты вращения колес — информируют БУ о скоростях вращения каждого из колес.

Составные компоненты ЕБД

Разновидности системы

Все разновидности устройств отличаются только конструктивным исполнением узлов и программным обеспечением. Каждый автопроизводитель держит свои разработки в тайне, все тонкости алгоритма работы могут быть засекречены: пользователь оценивает работу по конечному результату.

Одним из комбинированных решений является ETS — система контроля тяги, которая, кроме описанной выше задачи, выполняет еще и задачу оптимизации разгона автомобиля на дорогах с любыми типами покрытий.

Применение

Системы электронной блокировки применяются на популярных марках: Ауди, Мерседес, BMW, Ниссан, Фольксваген, другие.

EDS используется в Ниссан Патфайндер и Рено Дастер,

ETS – на Мерседес ML320,

XDS – на Шкода Октавия и Фольксваген Тигуан.

Плюсы и минусы электронной блокировки

Плюсы блокировки очевидны — автомобиль легче трогается, реже буксует и застревает, увереннее проходит повороты. Из-за уменьшения пробуксовки экономит горючее.

Минус заключается в том же, что и плюс: у водителя возникает ощущение всемогущества полного контроля за ситуацией, но это не так: водитель не должен переоценивать электронные устройства и водить машину аккуратно.

Часто задаваемые вопросы

Улучшает ли система проходимость транспортного средства?

Да, в случае гололеда или грязи под колесами вероятность застрять почти нулевая.

На какой скорости работает система?

Она эффективна при скоростях от нуля до восьмидесяти километров в час. Объявлено о некоторых моделях автомобилей представительского класса, где работает и при 100 км в час.

Для пользования нужны какие-то специальные навыки вождения?

Нет, водитель даже не почувствует работу блокировок.

Вывод

Система электронной блокировки дифференциала — полезное изобретение, улучшающее проходимость автомобиля, безопасность езды, комфорт водителя. Но она не отменяет постоянного внимания водителя к автомобилю, к состоянию дороги, другим участникам движения, к скоростному режиму. Электроника не заменяет человека.

Составные компоненты ЕБД

Мнение эксперта

Иван Чайкин, автор статьи:

Вопросы, касающиеся прав автомобилистов, зачастую более важны, чем кажется на первый взгляд. Водитель может лишиться прав или понести другое суровое наказание из за незнания или неправильного трактования законов и правил. Не ленитесь глубоко погружаться в суть изучаемого вопроса, не стесняйтесь спросить совет у профессионалов.

Задать вопрос эксперту

Вопросы, касающиеся прав автомобилистов, зачастую более важны, чем кажется на первый взгляд. Водитель может лишиться прав или понести другое суровое наказание из за незнания или неправильного трактования законов и правил. Не ленитесь глубоко погружаться в суть изучаемого вопроса, не стесняйтесь спросить совет у профессионалов.

имитация или передняя преднатяговая блокировка?

Что лучше: имитация или передняя преднатяговая блокировка? Разбираемся в тонкостях и нюансах блокировок на примере УАЗ Патриот. Оба Патриота имеют совершенно одинаковую степень подготовки к бездорожью, они одного модельного ряда (года). Машины выступают в совершенно равных условиях и поэтому у зрителей есть возможность верно оценить работу внедорожных систем.  В целом проведём обзор работы внедорожных систем, выявим их плюсы и минусы.

Для начала немного теоретической части…

Дифференциал — это механическое устройство, узел трансмиссии автомобилей, которое выполняет следующую функцию — принимает мощность вращения и разделяет ее на 2 дифференциально связанных потока.

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

Имитация блокировки дифференциала

Электронная блокировка дифференциала – система, которая имитирует блокировку дифференциала с помощью штатной тормозной системы автомобиля. Она препятствует пробуксовке ведущих колес в моменты, когда автомобиль начинает движение, разгоняется на скользком дорожном покрытии или поворачивает. Отметим, что электронная блокировка имеется на многих современных машинах. Далее рассмотрим, как работает электронный дифференциал, а также его применение, устройство,плюсы и минусы.

Принцип электронной блокировки дифференциала

Система, имитирующая блокировку дифференциала, работает циклично. В цикле ее работы присутствует три стадии:

  • стадия увеличения давления
  • стадия удержания давления
  • стадия сброса давления

На первой стадии (когда ведущее колесо начинает проскальзывать) блок управления получает сигналы от датчиков частоты вращения колес и на их основе принимает решение о начале работы. Происходит запирание переключающего клапана, а также открытие клапана высокого давления в гидравлическом блоке системы ABS. Насос ABS создает давление в контуре рабочего тормозного цилиндра проскальзывающего колеса. В результате увеличения давления тормозной жидкости происходит торможение буксующего ведущего колеса.

Вторая стадия начинается с момента, когда прекращается пробуксовка колеса. Система имитации блокировки межколесного дифференциала фиксирует достигнутое тормозное усилие за счет удержания давления. В этот момент действие насоса прекращается.

Третья стадия: колесо заканчивает проскальзывать, происходит сброс давления. Переключающий клапан открывается, а клапан высокого давления закрывается.

При необходимости все три стадии цикла работы электронного дифференциала повторяются. Отметим, что система функционирует, если скорость автомобиля находится в диапазоне от 0 до 80 км/ч.

Устройство и основные элементы электронной блокировки дифференциала

Электронная блокировка дифференциала основывается на антиблокировочной системе тормозов (ABS — Antilock Brake System) и является неотъемлемой частью системы курсовой устойчивости ESP. Имитация блокировки отличается от классической системы ABS тем, что может самостоятельно увеличивать давление в тормозной системе автомобиля.

Схема системы электронной блокировки дифференциала

Рассмотрим основные элементы системы:

  • Насос: необходим для формирования давления в тормозной системе.
  • Электромагнитные клапаны (переключающий и высокого давления): включены в тормозной контур каждого колеса. Осуществляют управление потоками тормозной жидкости в пределах отведенного им контура.
  • Блок управления: осуществляет управление электронным дифференциалом с помощью специального ПО.
  • Датчики частоты вращения колес (установлены на каждом колесе): нужны для информирования блока управления о текущих значениях угловых скоростей вращения колес.

Отметим, что электромагнитные клапаны и насос подачи являются элементами гидравлического блока ABS.

Разновидности системы электронной блокировки дифференциала

Схема работы электронного дифференциала Renault Clio: система считывает разницу в скорости вращения между двумя передними колесами и подтормаживает проскальзывающее колесо
Система предотвращения пробуксовки колес устанавливается в машинах многих автопроизводителей. При этом системы, выполняющие одни и те же функции на разных автомобилях, могут иметь разные названия. Остановимся на самых известных – EDS, ETS и XDS.

EDS – электронная блокировка дифференциала, установленная на большинстве автомобилей (например, Nissan, Renault).

ETS (Electronic Traction System) – система, аналогичная EDS, разработанная немецким автопроизводителем Mercedes-Benz. Эта разновидность электронного дифференциала выпускается с 1994 года. Компания Mercedes разработала также усовершенствованную систему 4-ETS, которая может подтормаживать все колеса машины. Она устанавливается, к примеру, на среднеразмерные премиум-кроссоверы (M-класс).

XDS – расширенная EDS, разработанная немецкой автокомпанией Volkswagen. XDS отличается от EDS дополнительным программным модулем. XDS использует принцип поперечной блокировки (подтормаживание ведущих колес).  Эта разновидность электронного дифференциала призвана увеличить тягу, а также улучшить управляемость машины. Система от немецкого автоконцерна устраняет недостаточную поворачиваемость автомобиля при прохождении поворотов на повышенной скорости (такой недостаток при езде присущ переднеприводным автомобилям) — при этом управляемость становится более точной.

Преимущества электронной блокировки дифференциала

  • повышение тяги при поворотах автомобиля
  • начало движения без пробуксовки колес
  • адаптивная настройка степени блокировки
  • полностью автоматическое включение/выключение
  • автомобиль уверенно справляется с диагональном вывешиванием колес

Применение электронной блокировки дифференциала

Электронный дифференциал, являясь функцией противопробуксовочной системы, применяется на многих современных автомобилях. Имитацию блокировки применяют такие автопроизводители, как: Audi, Mercedes, BMW, Nissan, Volkswagen, Land Rover, Renault, Toyota, Opel, Honda, Volvo, Seat и другие. При этом EDS используется, к примеру, в автомобилях Nissan Pathfinder и Renault Duster, ETS – на Mercedes ML320, XDS – на машинах Skoda Octavia и Volkswagen Tiguan.

Благодаря своим многочисленным достоинствам системы имитации блокировки получили большое распространение. Электронный дифференциал оказался самым практичным решением для среднестатистической городской автомашины, которая не передвигается по бездорожью. Данная система, препятствуя пробуксовке колес при начале движения автомобиля, а также на скользком дорожном покрытии и в поворотах, существенно облегчила жизнь многим автовладельцам.

Что такое преднатяг дифференциала?

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

Самоблокирующиеся дифференциалы

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

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

Состоит автодифференциал из:

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

 

Преднатяг дифференциала — это, своего рода, взаимная уступка между комфортом управления и тяговой мощностью автомобиля.

Как устанавливается преднатяг?

Регулировка преднатяга осуществляется путем установки пакета специальных пружинных шайб, которые распирают шестеренки внутри блокировки. Полный пакет таких спецшайб, сложенные все вместе составляют толщину 1 см, но все шайбы по толщине разные, чтобы можно было регулировать момент преднатяга дифференциала.

И, наконец, обещанное видео: имитация или передняя преднатяговая блокировка. Данный тест провели ребята с ютуб канала «Не тормози», которые наглядно показали все минусы и недостатки обеих систем.

Червячные самоблокирующиеся дифференциалы

Червячный самоблокирующийся дифференциал

Червячный самоблокирующийся дифференциал обеспечивает автоматическую блокировку в зависимости от разности крутящих моментов на корпусе и полуоси (приводном вале). При проскальзывании колеса, сопровождаемом падением крутящего момента, червячный дифференциал блокируется и перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. Блокировка при этом частичная, а ее степень зависит от величины падения крутящего момента.

Схема дифференциала Torsen

Известными конструкциями червячных дифференциалов являются дифференциал Torsen (от сокращенного Torque Sensing — чувствительный к крутящему моменту) и дифференциал Quaife. Конструкции данных дифференциалов представляют собой планетарный редуктор, состоящий из червячных шестерен: ведомых (полуосевых) и ведущих (сателлитов). Сателлиты могут располагаться параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2) или перпендикулярно полуосям (Torsen Т-1).

Схема дифференциала Torsen

Особенностью червячной шестерни является то, что она может приводить во вращение другие шестерни, а сама не может вращаться от других шестерен. При этом говорят, червячная шестерня расклинивается. Данное свойство используется для частичной блокировки червячного дифференциала.

Червячные самоблокирующиеся дифференциалы широко применяются как в качестве межколесных, так и межосевых дифференциалов.

Самоблокирующийся червячный дифференциал (самоблок) — устройство, которое позволяет частично компенсировать главный недостаток свободного дифференциала, а именно его полную беспомощность при наезде одного колеса на скользкое покрытие. По принципу работы, самоблокирующиеся дифференциалы можно разделить на два типа: speed sensitive, то есть срабатывающих от разницы в угловых скоростях вращения полуосей, и torque sensitive — срабатывающих от разницы передаваемого на полуоси крутящего момента. Для понимания работы самоблока сначала разберёмся с принципом работы обыкновенного дифференциала и его недостатками.

Самоблокирующийся червячный дифференциал типа «Квайф»
2

Автором этой конструкции является англичанин Rod Quaife. В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки.
Принцип работы cамоблокирующегося дифференциала
2

На рисунке приведен эскиз самоблокирующегося дифференциала. Рассмотрим его элементы и принцип работы.
Когда одно из колес (например, правое) начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня 4 вращается медленнее корпуса 1 и поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит 5. Он передает движение связанному с ним сателлиту 5 из левого ряда, а тот, в свою очередь, на левую полуосевую шестерню 3. Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни 3, 4 и сателлиты 5, 6 торцами к корпусу 1, 2. Сателлиты 5, 6 также прижимаются к поверхности отверстий 8, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы осуществляющие частичную блокировку. Степень блокировки определяется соответствующим коэффициентом.

Плюсы:
+ блокировка колес вплоть до 70%
+ не ощущается на руле никаких рывков
+ не требуется заливать спец масло в КПП
+ практически не требует обслуживания
+ при установке не возникает никаких проблем
+ практически неограниченный срок службы
+ высокая проходимость
+ застрять довольно сложно
+ отличная управляемость
+ увеличение скорости прохождения поворотов
+ значительно легче вывести автомобиль из заноса
+ появляется чувство равновесия

Минусы
— в ходе эксплуатации падает преднатяг
(чтобы восстановить преднатяг необходимо менять регулировочные шайбы)
— рекомендуется менять регулировочные шайбы в районе 20-40тыс.км в зависимости от манеры езды.
— в случае не соблюдения регламентных работ система будет работать, как обычный дифференциал.

«Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка дифференциала повышенного трения) — устройство, которое позволяет частично компенсировать главный недостаток свободного дифференциала, а именно его полную беспомощность при наезде одного колеса на скользкое покрытие. Существует два типа самоблокирующихся дифференциалов (отличаются по принципу работы):
1. speed sensitive — самоблокирующийся дифференциал, срабатывающий от разницы угловых скоростей вращения полуосей
2. torque sensitive — самоблокирующийся дифференциал, срабатывающий от разницы передаваемого на полуоси крутящего момента Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка) устанавливается вместо классического неблокирующегося дифференциала, имеющегося на всех колесных транспортных средствах.
Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка) не содержит в своей конструкции электронных компонентов, датчиков, пневматики, гидравлики или дистанционной механики. Автоматическая работа самоблокирующегося дифференциала не возлагает на водителя дополнительных действий по управлению и обслуживанию транспортного средства.
Самоблокирующийся дифференциал — один из способов блокировки дифференциала. Автором данной конструкции является англичанин Rod Quaife. Сателлиты у такого дифференциала расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Причем они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обоих концов отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый ряд, соответственно, с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно. Все зубчатые колеса имеет винтовые зубья.
Аналогичные дифференциалы повышенного трения производятся в России для отечественных автомобилей ВАЗ, НИВА, ШевиНИВА, УАЗ. Основные достоинства самоблокирующихся дифференциалов типа «Квайф» (Quaife).
Самоблокирующийся дифференциал позволяет частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления колес автомобиля.
Самоблокирующийся дифференциал повышает проходимость автомобиля и его управляемость при движении по дорогам с разным покрытием.
Самоблокирующийся дифференциал улучшает динамику разгона автомобиля на дорогах с любым покрытием.
Самоблокирующийся дифференциал не требует дополнительных усилий от водителя (включение самоблока происходит автоматически).
Самоблокирующийся дифференциал взаимозаменяем со стандартными дифференциалами.
Полной блокировки не наступает (нагрузки на полуоси (привода) не такие критичные, как у 100% блокировки, что исключает их поломку)
Разблокируется при сбросе газа.»

Присутствие блокировки позволяет проходить повороты на большой скорости. Когда вы входите в поворот на пределе возможностей резины, разгружается или даже вывешивается колесо, находящееся внутри поворота. В этой ситуации на обычной машине начинает работать дифференциал, и скорость резко падает, поскольку вывешенное колесо получает момент и крутится, а загруженное наружное колесо лишается крутящего момента. На автомобиле с блокировкой дифференциала, даже если полностью вывешено одно из колес, другое колесо не теряет крутящего момента. По мнению профессиональных спортсменов, наличие самоблокировки дифференциала позволяет лучше чувствовать автомобиль и дорогу на прямых участках.

Винтовая, или «червячная» блокировка мостов

червячная блокировка

В обычном режиме винты («червяки» — из-за формы винтов) свободно обкатываются вокруг центральной шестерни. В случае изменения момента винты проскальзывают в крайнее положение и фиксируются в эксцентричных пазах. Когда момент выравнивается, винты возращаются в исходное положение. Как и дисковые винтовые блокировки обладают возможностями преднатяга.

Винтовые блокировки наиболее пригодны для использования на обычном автомобиле. Из производящихся в России они наиболее долговечны и просты в эксплуатации. Все их элементы износоустойчивы (ресурс винтовой блокировки порой превышает ресурс коробки передач, не говоря уже о ресурсе редуктора моста).

Установка СБД отностится к сфере «глубокого» тюнинга. Так назыают мероприятия, проводимые в том случае, когда клиент хочет, чтобы машина не столько выглядела оригинально, сколько ехала лучше, чем ей подобные. Такие услуги оказывают исключительно в профессиональных тюнинговых центрах. Рядовому автолюбителю специалистя рекомендуют установить винтовую блокировку. Она надежна (сопоставима по ресурсу с коробкой передач), имеет наиболее сглаженные моменты включния-выключения и широкие возможности по блокировке.

Самоблокирующиеся дифференциалы «Квайф»

Дифференциалы Квайф

Сателлиты данного механизма расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса, причем крепятся не на осях, а находятся в закрытых с торцов отверстиях корпуса.

Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый — соответственно с левой.

Кроме того, сателлиты из раных рядов зацепляются между собой попарно.

Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня вращается медленнее корпуса и поворачивается входящей с ней в зацепление сателлит.

Он передает движение связанному с ним сателлиту из другого ряда, а тот, в свою очередь, — на полуосевую шестерню.

Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте.

Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу. Последние также прижимаются вершинами зубьев к поверхности отверстий, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы, осуществляющие частичную блокировку. Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, можно изменять коэффициент блокировки

Самоблокирующиеся дифференциалы «Торсен»

Дифференциалы Торсен

Получили свое название от англ. torque- «крутящий момент» и sensing — «чувствительный». Под этой маркой выпускаются два типа конструкций.

В первом сателлиты расположены в корпусе перпендекулярно его оси и объединены между собой с помощью прямозубогозацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением. В повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, а он, в свю очередь, вращает второй ателлит и полуосевую шестерню.

Эта «цепочка» позволяет колесам вращаться с разной скоростью.

Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колеса, и осуществляют частичную блокировку дифференциала.

Применение комплектов сателлитов и шестерен с различным профилем червячного зацепления дает возможность изменять коэффициент блокировки.

Второй тип «Торсена» отличается тем, что в нем сателлиты расположены параллельно оси корпуса дифференциала в отверстиях и соединены попарно между собой и полуосевыми шестернями винтовым зацеплением.

Работа механизма на поворотах и частичная блокировка осуществляется так же, как у «Квайфа». Этот вариант конструкции менее сложен, кроме того, позволяет уменьшить диаметр корпуса дифференциала.

Сравнение различных типов блокировок дифференциала

Свободный дифференциал

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

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 удвоенной 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 симметричный, то на другом колесе крутящий момент тоже будет небольшим. Тупиковая ситуация – автомобиль не может сдвинуться с места.

Принудительная блокировка

Принудительная блокировка — это обычный классический дифференциал с механизмом блокирования. При включении (блокировании) такого дифференциала полуоси блокируемого моста замыкаются между собой жестко — поэтому блокировки такого типа обычно называются жесткими блокировками.

Механизм блокирование приводится в действие системой управления.

Система управления может быть:

  • механической
  • электрической
  • пневматической
  • гидравлической

Torsen,Quaife

Torsen изобретена в 1958 г. американским инженером Верноном Глизманом.

Если в классическом дифференциале все приводы конические, то в «торсенах» присутствуют червячные шестерни. За счет механического свойства червячной передачи «расклиниваться» при определенном соотношении крутящих моментов проскальзывающее колесо блокируется.

Дифференциал типа Quaife запатентовал в 1965 г. основатель и владелец английской фирмы «Quaife Engineering» Родни Квайф. Конструктивно он похож на дифференциал Torsen типа 2, однако отличается от него принципом организации сателлитов.

Сателлиты дифференциала типа Quaife не крепятся на осях, как у аналогов, а находятся в закрытых нишах корпуса. Все они параллельны полуосям, однако в отличие от Torsen Т-2, где каждый сателлит постоянно контактирует с обеими полуосевыми шестернями, в Quaife правый ряд сателлитов находится в контакте с правой полуосевой шестерней, левый – с левой. Общность конструкции создают сателлиты из разных рядов, сцепленные между собой попарно.

Lock Right

Lock Right – это автоматическая муфта. Её называют «саморазблок», поскольку в основном муфта заблокирована. При прохождении поворота, она разблокируется, отключает забегающее колесо, при условии, что крутящий момент на колесах превышает крутящий момент передающий карданом. А если крутящий момент передающий карданом превышает крутящий момент, существующий на колесах, то муфта заблокирована.

ДАК

ДАК – новый тип шариковых дифференциалов. Создан российским изобретателем Красиковым В.Н. в 2002 году. Кинематическая схема ДАКа аналогична схеме классического дифференциала. ДАК планетарный механизм, роль сателлитов в котором играют шариковые цепочки. При нарушении равенства сил (разные коэффициенты сопротивления на колесах, резкий разгон или торможение двигателем), шариковая цепочка нагружается, соотношение реакций сил в поворотном канале становится таким, что цепочка запирается. Дифференциал блокируется. Принцип блокировки подобен принципу самоторможения червячной передачи.

Порше (БТР)

Этот тип блокировки изобрел Порше в 1932 году. Кулачковые, или сухарные, дифференциалы повышенного трения, в которых замыкание половин дифференциала происходит посредством трения поперечных сухарей по выступам боковых муфт – кулачкам.

Самоблокирующийся дифференциал, LSD

Простейший представитель LSD с набором фрикционных дисков, связанных с корпусов дифференциала и попеременно с полуосевыми элементами.

 

Электронные системы

Электронная блокировка дифференциала (EDS, Elektronische Differenzialsperre).

Система EDS срабатывает при проскальзывании одного из ведущих колёс. Она подтормаживает скользящее колесо, за счет чего на нем увеличивается крутящий момент. Так как ведущие колеса соединены симметричным дифференциалом, на другом колесе (с лучшим сцеплением) крутящий момент также увеличивается.

Система работает в диапазоне скоростей от 0 до 80 км/ч.

Система EDS построена на основе антиблокировочной системы тормозов. В отличие от системы ABS в конструкции электронной блокировки дифференциала предусмотрена возможность самостоятельного создания давления в тормозной системе. Для реализации данной функции используется насос обратной подачи и два электромагнитных клапана (на каждое из ведущих колес), включенные в гидравлический блок ABS. Это переключающий клапан и клапан высокого давления.

Дифференциал, ручная и электронная блокировка — 30 Ноября 2016 — АвтоБлог

Активный дифференциал

Активный дифференциал (рис.1) перераспределяет мощность/тягу на ведомых звеньях в требуемой для данного момента движения пропорции, в отличие от блокируемого, в котором мощность/тяга на ведомых звеньях распределяется в пропорции 50/50.

  • Активные дифференциалы имеют двухканальную систему управления и обязательно два управляющих элемента — два тормоза или два фрикциона — включающихся в работу по команде от внешних источников.
  • Активные дифференциалы помимо основной планетарной передачи, выполняющей функции свободной раздачи мощности, имеют парный комплект дополнительных планетарных или простых зубчатых передач, выполняющих функцию перераспределения мощности в свою сторону. Каждая из этих парных передач связана со своим управляющим элементом.
  • Хотя какие-либо механизмы блокировки у активных дифференциалов отсутствуют, фактически, все активные дифференциалы являются блокируемыми, только в них не один симметричный режим блокировки, а два несимметричных (по одному для каждой из двух сторон).
  • В этих режимах управляющий элемент дифференциала работает без внутренней пробуксовки, а сам дифференциал превращается в понижающие-повышающую передачу.
  • На легковых автомобилях эти крайние режимы могут и не использоваться, но они используются в дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин.
     

Рис.1. Вариант конструкции активного дифференциала 

Использование дифференциалов в средствах малой механизации

Кроме автомобилестроения, необходимость в дифференциалах присутствует и в колёсных средствах малой механизации (мотоблоки, мотокультиваторы, снегоотбрасыватели, сено- и газонокосилки, и т.д.). Это связано с тем, что средства малой механизации приходится разворачивать на месте, когда одно колесо двигается вперёд, а второе неподвижно.

Кроме классических видов дифференциалов, на мототехнике используются так называемые «псевдодифференциалы», принцип действия которых напоминает обгонные муфты. В отличие от настоящих дифференциалов, они не позволяют совершать произвольное количество разворотов за один раз и предназначены для разворота средства малой механизации в конце обрабатываемой полосы (например, разворот мотоблока с плугом в конце борозды при вспашке).

Ручная блокировка дифференциала

Ручная блокировка дифференциала применяется на вездеходах и внедорожниках перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, препятствия). При активации механизма блокировки (рис. 2), шестерни дифференциала блокируются и колёса оси вращаются синхронно.

При езде на автомобилях оснащенных ручным приводом блокировки не рекомендуется блокировать дифференциал при движении автомобиля, желательно включать блокировку на стоянке. При неумелом использовании блокировки, крутящий момент двигателя может сломать механизм блокировки или полуось.

Рис. 2. Дифференциал с блокировкой

Обычно производители автомобиля отдельно указывают рекомендованную максимальную скорость движения при заблокированном дифференциале, в случае её превышения возможны поломки трансмиссии. Включенная блокировка, особенно переднего моста, отрицательно влияет на управляемость.

Электронное управление дифференциалом

На внедорожниках, снабжённых антипробуксовочной системой (TRC, ASR и др.), при пробуксовке одного из колес, оно будет подтормаживается рабочим тормозом.

Похожее решение было применено в «Формуле-1» в 1998 г. в команде «Макларен»: в повороте внутреннее колесо подтормаживалось рабочим тормозом. Эту систему быстро запретили, однако в Формуле-1 прижилась конструкция фрикционного дифференциала, в котором фрикцион дополнительно управляется контроллером. В 2002 году технический регламент был ужесточён и до сих пор в Формуле-1 разрешены только дифференциалы простейшего типа.

Преимущество электронного управления блокировкой (рис.3) заключается в повышении силы тяги в повороте; степень блокировки можно настроить в зависимости от предпочтений гонщика. Недостаток подобного управления в том, что датчики и исполнительные механизмы обладают некоторой инерцией, и такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

Рис. 3. Орган управления дифференциалом

Автоматическая система блокировки дифференциала
ASD или Automatisches Sperr Differential – автоматическая система блокировки дифференциала, призванная препятствовать пробуксовке одного из колёс.

Контроллер ASD управляет электромагнитным клапаном гидроцилиндра редуктора и блокирует его при превышении средней скорости вращения задних колёс на 2-4 км/ч от скорости передних. Рабочее давление гидравлического контура составляет порядка 30 бар.

Из соображений безопасности управления, ASD отключается на скорости выше 38 км/ч (измеряемой на передних колёсах), а так же при торможении и в режиме принудительного холостого хода.

Элементы ASD

Дифференциал заднего моста (рис. 4). При отсутствии давления в гидроцилиндрах реализуется до 35% блокировки. При срабатывании блокировки, давление воздействует на гидроцилиндры и оба фланца полуосей перемещаются в осевом направлении и сжимает установленные внутри дифференциала многодисковые пакеты фрикционов, за счёт чего достигается 100% блокировка дифференциала.

Рис. 4. Дифференциал заднего моста ASD

Гидроблок (рис. 5) предназначен для управления блокировкой и снижения давления со 100-200 бар (в зависимости от источника давления, которым может быть двухконтурный насос гидроусилителя руля или отдельный насос, приводимый распределительным валом) до стабильных 30, для чего оснащён гидроаккумулятором. Гидроблок имеет электромагнитные клапаны управления подачей масла в гидроцилиндры редуктора.

Рис. 5. Гидроблок ASD

Контроллер ASD собирает информацию с датчиков и управляет электромагнитным клапаном блокировки.

Датчики ABS каждого колеса и один в редукторе снабжают контроллер информацией о скорости вращения колёс.


Заключение

В современном автомобилестроении применяется всё больше и больше электронных систем контроля за движением автомобиля. Уже редко можно встретить автомобили, не оснащенные системой ABS (не дающей колёсам заблокироваться при торможении). Более того, уже с конца 80-х годов прошлого века передовые производители стали комплектовать свои флагманские модели системами контроля тяги и сцепления колёс — Traction Control. 
Еще более совершенна система полного привода на последних «эволюциях» от Mitsubishi с «активными» дифференциалами — межосевым ACD и задним межколесным Super AYC. Электроника дошла до той ступени развития, когда отказываться от нее не стоит даже опытному водителю. А новейшая «умная» трансмиссия компании Honda имеет практически по отдельному дифференциалу с электронным управлением на каждое колесо.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о