Знания-сила!

Блокировка дифференциалов автомобиля. Дифференциал повышенного трения ("Квайфа")  01.02.2019 08:16

   Дифференциал автомобиля - устройство, распределяющее крутящий момент с ведущего вала на правое и левое ведущие колеса одной оси (межколесный дифференциал) или передающее момент с двигателя на переднюю или заднюю ось ( межосевой  дифференциал). Это чисто механическое устройство отличается простотой (обычно в нем всего четыре конических шестерни), компактностью и полностью соответствует своему названию: если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал  делит крутящий момент в фиксированном соотношении (обычно 50:50) и никак не препятствует вращению выходных валов с разной скоростью. 

 Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду). В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса. Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение. 

Выходом из подобной ситуации стало использование автоматического дифференциала повышенного трения . Автором этой конструкции является англичание Rod Quaife. 

Конструкция дифференциала представляет собой планетарный редуктор, состоящий из червячных шестерен: ведомых (полуосевых) и ведущих (сателлитов). Оси сателлитов параллельны полуосям , а сами 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 полуосей. 

Когда одно из колес (напрмер, правое) начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня 1 вращается медленнее корпуса дифференциала
и поворачивает входящий с ней в зацепление червячный сателлит 2 . Он передает движение парному с ним сателлиту 3 из левого ряда, а тот - на левую полуосевую шестерню 4. 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 1, 4 и сателлиты 2, 3 торцами к корпусу и крышке диференциала. Сателлиты 2 и 3 также прижимаются к поверхностям отверстий, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы, осуществляющие частичную блокировку полуосей. Степень блокировки определяется коэффициентом блокировки . 

Основными характеристиками самоблокирующего дифференциала являются: коэффициент блокировки (%)  и величина преднатяга (кг).

 Кооффициент бокировки дифференциала (КБД) - это отношение между моментами на отстающем и забегающем колесе. КБД выражается в проценте - от 0 до 100%. Коэффициент блокировки определяется углом наклона зуба червячного сателлита. Обычно - 24 градуса.  Настоящий фирменный "Квайф" имеет угол наклона зуба сателлитов 36 градусов. Стопроцентым КБД обладают две сваренные между собой полуоси ведущего моста.

Преднатяг задается установкой пакета специальных пружинных шайб , что  обеспечивает предварительный "распор" шестеренок внутри блокировки. Набор шайб в пакете обычно равен 1 см в сложенном состоянии. Шайбы имеют различную толщину для возможности подбора и регулировки момента преднатяга. Ресурсным преднатягом является натяг до 5 кг, т.к. шайбы при таком натяге не сдавлены до полоского состояния.  Блокировка с таким натягом может критично не терять свих свойств 3...4 года. Любая натяжная блокировка теряет до 1 кг натяга в первые 2 месяца эксплуатации. По рекомендациям специалистов, величина преднатяга переднего винтового самоблокирующегося дифференциала не должна превышать 5,0 кг, а заднего - 7,0 кг. Если блокировка имеет максимальное значение преднатяга 8-9 кг, то шайбы в пакете будут сжаты до плоского состояния, что приведет к потере пружинных свойств пакета.   

Преднатяг – это компромисс между комфортом езды и тяговыми качествами авто. Чем больше величина преднатяга, тем раньше и резче срабатывает блокировка, и это хорошо на бездорожье, но может быть опасно при обычных условиях движения. Особенно это важно при установке «самоблока» в передний мост, поскольку может привести к нежелательному рывку на руле. Вавод таков:  много ездите по бездорожью, вам важно раннее срабатывание блокировки – выбирайте большой предварительный натяг, большую часть времени катаетесь по нормальным дорогам – подойдут блокировки с меньшим значением.

Основные достоинства самоблокирующегося дифференциала "Квайфа" 

• позволяет частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления колес авто
• повышает проходимость и управляемость авто при при движении на дорогах с разным покрытием
• улучшает динамику разгона авто на дорогах с любым покрытием
• не требует специальных усилий от водителя (включение самоблока происходит автоматически)
• взаимозаменяем со стандартными дифференциалами
• полной блокировки не наступает, что исключает поломку полуосей
• разблокируется при сбросе газа

Винтовые самоблокирующиеся дифференциалы наиболее пригодны для использования на обычном автомобиле. Они надежны (сопоставимы по ресурсу с КПП), имеют наиболее сглаженные моменты включения-выключения и широкие возможности по блокировке.