.JPG/1280px-ARB_Air_Locking_Differential_(RLH).JPG)
Блокируемый дифференциал — это механический компонент, обычно используемый в транспортных средствах , разработанный для преодоления главного ограничения стандартного открытого дифференциала путем по сути «блокировки» обоих колес на оси вместе, как если бы они были на общем валу. Это заставляет оба колеса вращаться синхронно, независимо от тяги (или ее отсутствия), доступной каждому колесу по отдельности.
Когда дифференциал разблокирован (открытый дифференциал), он позволяет каждому колесу вращаться с разной скоростью (например, при прохождении поворота), тем самым избегая истирания шин. Открытый (или разблокированный) дифференциал всегда обеспечивает одинаковый крутящий момент (вращательную силу) для каждого из двух колес на этой оси. Поэтому, хотя колеса могут вращаться с разной скоростью, они прилагают одинаковую вращательную силу, даже если одно полностью неподвижно, а другое вращается (равный крутящий момент; неравная скорость вращения).
Напротив, заблокированный дифференциал заставляет левое и правое колеса на одной оси вращаться с одинаковой скоростью практически при любых обстоятельствах, независимо от разницы в тяге на каждом колесе. Таким образом, каждое колесо может прикладывать столько вращательной силы, сколько позволяет тяга под ним, а крутящие моменты на каждом боковом валу будут неравными. (Неравный крутящий момент, равные скорости вращения). Исключения применяются к автоматическим блокировщикам, обсуждаемым ниже.
Заблокированный дифференциал может обеспечить значительное преимущество в тяге по сравнению с открытым дифференциалом, но только в том случае, если тяга под каждым колесом существенно различается.
Все вышесказанное относится как к центральным дифференциалам, так и к дифференциалам на каждой оси: автомобили с постоянным полным приводом имеют три дифференциала, по одному на каждой оси, и центральный (называемый «раздаточной коробкой») между передней и задней осями.
Автоматические блокираторы автоматически блокируются и разблокируются без прямого участия водителя. Некоторые конструкции автоматически блокируемых дифференциалов гарантируют, что мощность двигателя всегда передается на оба колеса, независимо от условий тяги, и «разблокируются» только тогда, когда одному колесу требуется вращаться быстрее другого во время поворота. Их правильнее было бы назвать автоматически разблокируемыми дифференциалами, потому что их положение покоя заблокировано. Они никогда не позволят ни одному колесу вращаться медленнее, чем держатель дифференциала или ось в целом, но позволят колесу быть перегруженным быстрее, чем скорость держателя. Наиболее распространенным примером этого типа является Detroit Locker, производимый Eaton Corporation , также известный как Detroit No-Spin, который заменяет весь узел держателя дифференциала. Другие, иногда называемые блокировщиками ланч-боксов , используют стандартный держатель дифференциала и заменяют только внутренние шестерни и валы крестовины блокировочными пластинами. Оба типа автоматических блокираторов допускают определенную степень дифференциальной скорости колес при повороте поворотов в условиях равного сцепления, но в противном случае блокируют обе оси вместе, когда этого требуют условия сцепления.
Некоторые другие автоматические блокировки работают как открытый дифференциал до тех пор, пока не произойдет пробуксовка колес, а затем они блокируются. Эти типы обычно используют внутренний регулятор для контроля скорости автомобиля и пробуксовки колес. Примером этого является автоматический блокируемый дифференциал Eaton (ALD) или автоматическая блокировка дифференциала Eaton (ADL), разработанная корпорацией Eaton и представленная в 1973 году для пикапов и утилит GM Rounded-Line C/K Series . [2] Eaton ADL иногда неправильно называют Gov-Lok, несмотря на то, что ни GM, ни Eaton никогда не называли его этим именем. Gov-Lok — это скорее неофициальное название неизвестного происхождения , которое приобрело популярность с годами. И Eaton, и GM не знают, откуда взялось это название, и в прошлом Eaton предпринял несколько безуспешных попыток развенчать название Gov-Lok. [3] Обновленная версия старой конструкции Eaton ADL по-прежнему доступна от Eaton, теперь известная как механическая блокировка дифференциала Eaton mlocker.
Некоторые другие автоматические блокираторы работают как открытый дифференциал до тех пор, пока не будет приложен высокий крутящий момент, после чего они блокируются. Этот стиль обычно использует внутренние системы передач с очень высоким трением. Примером этого является тип скользящих штифтов и кулачков ZF, доступный для использования в ранних моделях Volkswagen.
Выбираемые блокираторы позволяют водителю блокировать и разблокировать дифференциал по желанию с водительского сиденья. Это можно сделать разными способами.
Катушка или полная катушка (в отличие от мини-катушки) — это устройство, которое соединяет две оси напрямую с зубчатым венцом. Дифференциации по сторонам нет, поэтому транспортное средство, оснащенное катушкой, будет царапать шины на поворотах и может стать неуправляемым в сырую или снежную погоду. Катушки обычно зарезервированы для гоночных транспортных средств, которые не ездят по дорогам общего пользования. [4]
Мини-шпуля использует стандартный держатель и заменяет только внутренние компоненты дифференциала, аналогично установке ланчбокса. Полная шпуля заменяет весь узел держателя одной обработанной деталью. Полная шпуля, возможно, является самым сильным средством блокировки оси, но не имеет возможности дифференцировать скорости колес вообще, создавая высокую нагрузку на все затронутые компоненты трансмиссии.
Внутренние зубчатые колеса открытого дифференциала также можно сварить вместе, чтобы создать заблокированную ось; этот метод не рекомендуется, поскольку процесс сварки серьезно ухудшает металлургический состав сварных компонентов и может привести к выходу узла из строя под нагрузкой.
Обычный "открытый дифференциал" с внутренними шестернями, сваренными вместе для формирования заблокированного дифференциала или катушки. Распространено для дрифта или бездорожья, где блокирующие дифференциалы слишком дороги или ненадежны.
Поскольку они не работают так же плавно, как стандартные дифференциалы, автоматически блокируемые дифференциалы часто являются причиной повышенного износа шин. Некоторые старые автоматически блокируемые дифференциалы известны тем, что издают щелкающий или стучащий звук при блокировке и разблокировке, когда автомобиль проходит повороты. Это раздражает многих водителей. Автоматически блокируемые дифференциалы также влияют на способность автомобиля управлять автомобилем, особенно если блокировка расположена на передней оси. Помимо истирания шин при повороте на любой градус на поверхностях с высоким трением (низким скольжением), заблокированные оси вызывают недостаточную поворачиваемость и, если используются на передней оси, увеличивают усилия рулевого управления, необходимые для поворота автомобиля. Кроме того, автоматически блокируемые дифференциалы могут привести к потере управления на льду, где открытый дифференциал позволит одному колесу вращаться, а другому удерживаться, не передавая при этом мощность. Примером этого может служить автомобиль, припаркованный боком на скользком склоне. Когда оба колеса вращаются, автомобиль теряет сцепление и скользит вниз по склону.
Дифференциалы повышенного трения (LSD) считаются компромиссом между стандартным дифференциалом и блокируемым дифференциалом, поскольку они работают более плавно и передают дополнительный крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением по сравнению со стандартным дифференциалом, но не способны обеспечить 100%-ную блокировку. [5]
Системы контроля тяги также используются во многих современных автомобилях, либо в дополнение к блокируемым дифференциалам, либо в качестве их замены. Примерами служат: электронная блокировка дифференциала Volkswagen (EDL), система TC+ Opel , впервые установленная в Opel Astra G (2001), и т. д. На самом деле это не блокировка дифференциала, а работает на каждом колесе. Датчики отслеживают скорость вращения колес, и если одно из них вращается больше определенного числа оборотов в минуту (например, 100), чем другое (т. е. проскальзывает), система контроля тяги на мгновение притормаживает его. Это передает больше мощности на другое колесо, [6], но по-прежнему использует открытый дифференциал , который такой же, как на автомобилях без опции EDL. Если все ведущие колеса теряют сцепление, то может автоматически применяться управление дроссельной заслонкой. Электронные системы контроля тяги могут быть интегрированы с антиблокировочными тормозными системами, которые оказывают аналогичное действие на торможение и используют некоторые похожие компоненты. Такие системы используются, например, на самых последних [ когда? ] Nissan Pathfinder , Land Rover Defender , Land Rover Freelander , McLaren P1 и McLaren 650s.
Сварной дифференциал (обычно называемый сварным дифференциалом), шестерни в (открытом) дифференциале сварены вместе , чтобы функционировать так, как будто дифференциала нет. Это дешевая альтернатива для бездорожья или дрифта . [7] [8]
Индивидуальный привод колес (IWD) с использованием отдельных двигателей, моторов и/или коробок передач для каждого колеса транспортного средства, благодаря чему нет необходимости в распределении крутящего момента между компонентами трансмиссии из централизованного места.