Для чего нужна и как работает блокировка дифференциала в автомобиле

Наличие у автомобиля блокировки дифференциала существенно улучшает проходимость такой машины, позволяя выбраться из разъезженной колеи, топкого грунта и глубокого снега.

Многие автомобили сегодня оснащаются свободным дифференциалом, который позволяет не только исключить пробуксовку колес, но и улучшает показатели проходимости на скользком покрытии и топком грунте. Подобные устройства улучшают передачу крутящего момента на ведущую ось, поэтому свободный дифференциал с возможностью его блокировки устанавливается не только на внедорожниках, но и на различные спортивные автомобили.

Особенности конструкции

Первоначально возможность блокировки дифференциала появилась на внедорожниках, что позволяло преодолевать сложные участки проселочных дорог, когда водитель мог самостоятельно заблокировать одно из колёс, перекинув весь доступный ему крутящий момент на колесо, которое имеет качественное сцепление с дорогой. Тем самым обеспечивалась отличная проходимость, машина не увязает в грязи, а даже если внедорожник садился глубокий снег, то вызволить такой автомобиль можно было, не прибегая к трактору или эвакуатору.

В последующем продвинутые конструкции свободного дифференциала с возможностью его блокировки стали использоваться и на спортивных автомобилях, которые получили возможность лучшей реализации мощности мотора и полную передачу крутящего момента на ведущую ось. У такого автомобиля исключается пробуксовка, соответственно облегчается старт с места, а в поворотах упрощается управление машиной даже на экстремально высоких скоростях. Сегодня на спорткарах используются различные типы свободных дифференциалов, в том числе с полностью автоматическим управлением.

Системы с полной блокировкой

Под полной блокировкой дифференциала принято считать такую конструкцию, которая обеспечивает жесткое соединение всех элементов дифференциала, гарантируя полную передачу крутящего момента непосредственно на колесо с лучшим сцеплением. Многие специалисты называют такую конструкцию первым поколением дифференциалов с осевой блокировкой, которые в последующем уступили место электронно-управляемым системам.

Однако даже сегодня, когда появились высокотехнологичные автомобили с полной блокировкой дифференциала, такая система также популярна, что объясняется простотой ее конструкции, надежностью и функциональностью. Чаще всего такой полной блокировкой оснащаются внедорожники и универсалы повышенной проходимости. Это объясняется тем, что на такие машины в процессе эксплуатации приходятся повышенные нагрузки и электронная муфта попросту не в состоянии справиться с такой техникой. Поэтому электронная система в таких условиях будет часто ломаться, а единственным оптимальным решением станет использование жёсткого блокирующего дифференциала.

Частичная блокировка дифференциала

Такие конструкции появились в начале девяностых годов, они постоянно совершенствуются, позволяя обеспечить отличные эксплуатационные характеристики современных полноприводных седанов и кроссоверов. При частичной блокировке передаваемое усилие на ведущую ось и крутящиеся колеса ограничивается электроникой, причём система самостоятельно принимает решение в каком соотношении ей перебрасывать мощность с одной оси на другую и с одного колеса на другое.

Преимуществом использования таких систем с частичной блокировкой дифференциала является универсальность, функциональность и скорость реакции. Однако назвать такую конструкцию по-настоящему надёжной всё же затруднительно. Часто из строя выходят различные валы и приводы, которые по прошествии 50-70 тысяч километров пробега требуется менять на новые, что существенно увеличивает расходы на эксплуатацию машины. Также подобные системы с частичной блокировкой дифференциала не слишком хорошо проявляют себя в тех случаях, когда автомобиль эксплуатируется в по-настоящему тяжёлых условиях, быстро выходя из строя.

Механический ручной и самоблокирующийся дифференциал

Конструкции с принудительной блокировкой используют кулачковую муфту, которая отвечает за жесткую сцепку дифференциала с каждой из полуосей. Привод сцепления может быть механическим, гидравлическим, пневматическим или электрическим. В механических конструкциях используются специальные рычаги и тросы, что позволяет по желанию водителя блокировать частично или полностью те или иные колёса, что в свою очередь вызволяет автомобиль из глубокого снега или топкой колеи.

Самоблокирующийся дифференциал — это промежуточное решение между полной блокировкой и свободным дифференциалом. Впервые такие конструкции появились ещё в 60-х годах прошлого века, однако, в силу своей сложности, они изначально не получили популярности, и лишь в девяностых годах стали активно применяться на современных автомобилях.

Самоблокирующиеся дифференциалы могут выполняться следующим образом:

1) с электронной блокировкой;

2) с дисковым дифференциалом;

3) с вязкостной муфтой.

Управление системой осуществляется как механически водителем, так и с помощью специальных блоков управления, которые учитывают угловые скорости колес и разность крутящего момента на переднем и заднем приводе. Полностью автоматические системы позволяют экономить топливо, обеспечивают улучшение проходимости автомобиля, облегчая его управление на высокой скорости и лучше реализуют мощность мотора.

Сегодня подобные системы самоблокирующихся дифференциалов зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они отличаются прочностью, надежностью и долговечностью, не требуя в процессе эксплуатации какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Дифференциал Торсена

Червячный дифференциал Торсена — это конструкция, которая отличается чувствительностью к показателям крутящего момента. По сути, это планетарный редуктор, внутри которого располагаются многочисленным ведомые и ведущие червячные шестерни. Отличительной особенностью такой конструкции является свойство червяных шестерён вращать другие валы, при этом оставаясь полностью неподвижными.

Такие конструкции получились надежными, долговечными, функциональными и способными выдерживать существенные нагрузки в процессе эксплуатации автомобиля. Сегодня эти системы устанавливаются на полноприводные седаны и универсалы, лёгкие кроссоверы и тяжёлые внедорожники. Рассматривать дифференциал Торсена как полноценную блокировку дифференциала всё же не следует, однако такая система существенно улучшает управляемость, позволяя эффективно перебрасывать крутящий момент между осями и отдельными колёсами на автомобиле.

Блокировка заднего межколесного дифференциала: зачем нужна и как работает?

В серьезном внедорожнике всегда присутствуют серьезные функции, без которых внедорожник — не внедорожник. Порой даже самый, казалось бы, маленький узелок автомобиля, способен помочь найти выход из сложнейшей ситуации. Один из таких узлов — задний дифференциал и его межколесная блокировка.

Сперва следует разобраться в работе дифференциала. Это очень уникальное звено в автомобиле, которое способно сотвори чудо. В большинстве моделях автомобилей дифференциал является свободным, тем самым позволяет ведущим колесам одной оси крутиться с разной скоростью и распределять между ними крутящий момент двигателя.

Так, не секрет, что в момент входа автомобиля в поворот внутреннее колесо крутится слабее и, соответственно, проходит путь меньше, чем внешнее. Именно в такой ситуации дифференциал помогает и дает возможность контролировать без проблем автомобиль.

Куда сложнее со свободным дифференциалом на бездорожье, поскольку он распределяет крутящий момент на то колесо, которое имеет меньшее сопротивление вращения. Вспомните ситуация с автомобилем, который попал на лед, снег или грязь — одно колесо может крутиться в пробуксовке, а второе будет стоять намертво, поскольку имеет лучшее сцепление, а поскольку крутящий момент двигателя к этому колесу не доходит, то автомобиль просто пробуксовывает одним колесом и стоит на месте.

Так вот, из такой ситуации поможет выйти противобуксовочная система. Эта система позволяет буксующему колесу притормаживать и искусственно перераспределять крутящий момент на колесо, которое имеет большее сцепление. Стоит учесть, что эта система имеет импульсный режим работы, с небольшим опозданием и на серьезном бездорожье она может быть малоэффективна. Также в таком режиме быстро изнашиваются тормозные механизмы.

Какой еще есть выход из подобных ситуаций? А вот какой — самоблокирующийся дифференциал, который применяется в спортивных авто и в некоторых обычных моделях гражданских авто.

Также отлично себя зарекомендовал во внедорожниках дифференциал с принудительной блокировкой. Достаточно лишь нажать одну кнопку, как тут же распределяется крутящий момент между колесами одной оси поровну, что улучшая проходимость в грязевых, песчаных и снежных препятствиях.

Обратите внимание, что блокировать задний дифференциал можно не всегда. Так, на асфальте применять блокировку дифференциала запрещено, так как это приводит к ухудшению управляемости автомобиля, а также приводит к поломке трансмиссии. Ах, да, еще быстро изнашиваются шины на колесах, потому что все 4 колеса совершают одинаковое количество вращений и внутреннее колесо при повороте будет пробуксовывать.

Вот несколько ситуаций, в которых без сомнений поможет блокировка заднего дифференциала:

1. Когда одно из колес задней оси находится в воздухе или имеет слабое сцепление с поверхностью. В таком случае крутящий момент мотора больше пойдет на колесо, которое больше и лучше касается грунта.

Естественно, если ваш автомобиль одет в обычные шины для дороги, то на бездорожье даже включенная блокировка дифференциала будет бессильна. В грязи и бездорожье проходимость могут увеличить только колеса с развитыми грунтозацепами.

2. Перед тем, как пробираться через грязь, следует включить боевое положение трансмиссии, включить понижающую передачу и блокировку дифференциала, и только потом можно ехать. Ведь никогда не знаешь, что находится в грязи. А вытаскивать автомобиль находясь по пояс в грязной водичке — не очень приятное зрелище.

На этом у меня всё! Спасибо за внимание! Ставь пальцы вверх и подписывайся на канал, впереди много интересного!

Нужен ли самоблок для переднего привода?

Червячный самоблокирующийся дифференциал оригинальной конструкции фирмы «Вал-Рейсинг» установили на «Калину» — автомобиль с типичной для большинства нынешних машин переднеприводной компоновкой и соответствующими повадками. Мы накрутили больше тысячи километров по дорогам с разным покрытием, попробовали блокировку в разнообразных ситуациях, посмотрели, как ведет себя машина на скользких зимних дорогах и сухом асфальте.

ПО МОРОЗЦУ

Ненадолго перенесемся из лета в зиму, чтобы оценить поведение автомобиля при отрицательных температурах. Пока в памяти свежи впечатления о характере автомобиля в заводском исполнении, присмотримся, что изменилось после установки самоблокирующегося дифференциала.

«Калина» заметно легче стартует (главное — не срывать ведущие колеса резко), быстрее разгоняется, причем как на «миксте», так и в ситуации, когда под всеми колесами снег или лед. В целом машина стала более собранной, охотнее следует за штурвалом, четче прописывает повороты. Понятнее и рулевое управление — возросло стабилизирующее усилие. Хотя, немного перебрав со скоростью, замечаешь: занос стал резче, чем в варианте со свободным дифференциалом.

При интенсивном разгоне и — в меньшей степени — при установившемся движении «Калина» чувствительнее реагирует на неравномерность дорожного покрытия: становится нервной, ее тянет в сторону более рыхлого покрытия, больше приходится работать рулем. Динамический коридор около метра-полутора требует от водителя большей концентрации и точности действий. В долгой дороге начинаешь с теплотой вспоминать более комфортный заводской вариант.

В экстремальных ситуациях вазовский малыш становится еще более непослушным и хуже прогнозируемым. Первые круги на закрытой трассе удается ехать быстрее, успевая компенсировать возникающие стихийные скольжения то передней осью, то задней — очень резкий занос, а иногда, наоборот, довольно продолжительный снос. Приходится интенсивнее, чем на «Калине» со свободным дифференциалом, работать рулем и газом. Однако, несмотря на то что ошибок больше и траектории далеки от оптимальных, время на круге лучше.

Покрытие раскатывается, сцепление колес с дорогой падает — и ухудшается не только время, но и поведение машины. От нее очень трудно добиться контролируемого бокового скольжения, причем проявляется оно как свойственное скорее не передне-, а полноприводному автомобилю. На сброс газа и доворот руля «Калина» отвечает сносами, которые не заканчиваются, пока не нащупаешь газом момент, когда снос резко сменяется заносом. Часто автомобиль едет, куда хочет он, а не сидящий за рулем. Более однозначного поведения удастся добиться, если применить излюбленный раллийный прием — торможение левой ногой.

Но это все-таки не боевой автомобиль, а семейный универсал. Поэтому уделим внимание и менее динамичным и азартным, но более востребованным в повседневной жизни моментам. Например, дает ли преимущество блокировка при троганье в горку? Двенадцатипроцентный подъем (под колесами — укатанный снег) покорился автомобилю и в том, и в другом исполнениях. При этом на машине со свободным дифференциалом приходилось трогаться очень осторожно, по крупицам отмеряя тягу. Вполне естественно, что более крутой, 16-процентный уклон «Калина» преодолела, только вооружившись самоблокирующимся дифференциалом.

ВЕСЕННИЕ ИЗМЕНЕНИЯ

Под колесами сухой асфальт, температура плюс 15ºС. В общем, и в этих условиях разница между двумя вариантами заметна. Привычные запаздывания «Калины» на действия рулем сохранились, но управление в версии с блокировкой дифференциала стало острее и точнее. При этом вылез и знакомый по зимним испытаниям недостаток: машина потеряла в комфорте — более нервно реагирует на колеи, чувствительные срывы при проезде луж требуют от водителя большей собранности.

На стабильном покрытии сцепные возможности шин почти уравнялись с тяговыми возможностями 89-сильного мотора. Стоит агрессивнее надавить на акселератор, и «Калина» азартно начинает ввинчиваться внутрь виража. Сбросил газ — тут же распрямляет траекторию. В общем-то, интересно и даже быстро, несмотря на несколько нестандартные приемы управления переднеприводной машиной. Вот только…

Контролировать ее посуху действительно проще. Правда, пока едешь быстро, но не экстремально. Стоит появиться размашистым скольжениям, управление усложняется. Ведь при сносе водитель рефлекторно сбрасывает газ, тем самым провоцируя еще больший снос передней оси. Приходится все время нащупывать оптимальную скорость или опять-таки прибегать к раллийным приемам.

Субъективные ощущения дополним испытанными на легком бездорожье. Участок подобрали идеальный: по мере продвижения вперед покрытие под колесами ухудшается. Вот проехали место, где недавно застряла машина со свободным дифференциалом. Правда, с блокировкой она продвинулась лишь немного дальше. Зубастые покрышки и тем более цепи противоскольжения дали бы отнюдь не меньшую уверенность.

УСТАНОВИМ ИЛИ НЕТ?

Нужен ли самоблокирующийся дифференциал на переднеприводном автомобиле — вопрос спорный. Тем, кто сознательно, а главное, грамотно настраивает свою машину, чтобы получить острые ездовые впечатления, эта доработка пойдет на пользу. Причем мы рассмотрели только один из вариантов самоблокирующегося дифференциала. Не исключено, кому-то больше понравится узел иной конструкции и с другими настройками. Экспериментируйте на здоровье, только помните: водительские навыки также должны быть на соответствующем уровне, ведь исправлять ошибки пилотажа на машине с самоблокирующимся дифференциалом намного сложнее.

А водителям без особенных ездовых фантазий такая модернизация, пожалуй, ни к чему. Полностью использовать специфические преимущества в управляемости он вряд ли сможет, зато в комфорте однозначно потеряет. Самоблокирующийся дифференциал даст небольшое преимущество на бездорожье, но не превратит легковой автомобиль во вседорожник. При этом за узел и установку придется выложить несколько десятков тысяч рублей. Так стоит ли? Пожалуй, нет. Однако убедиться на собственном опыте, правы ли мы, вам никто не запрещает.

БЛОКИРУЙТЕ НА ЗДОРОВЬЕ!

Тольяттинская фирма «Вал-Рейсинг» выпускает винтовые и кулачковые дифференциалы повышенного трения с муфтами предварительного натяга, которые обеспечивают плавное и быстрое срабатывание блокировки и демпфируют нагрузки на трансмиссию. Кроме того, муфта позволяет варьировать коэффициент блокировки. Для легковых автомобилей, ездящих в основном по асфальту, подойдет дифференциал с натягом 4,5–6 кг/м (он указан на упаковке), а для вседорожников лучше использовать узлы с большими показателями. На тестовой «Калине» установили дифференциал с натягом 3,5–5,0 кг/м. Для справки: стоимость узла — около 10 тыс. рублей, еще примерно во столько же обойдется его монтаж.