Самоблокирующийся дифференциал

Содержание

Слайд 2

Какие дифференциалы применяются на автомобилях?

Какие дифференциалы применяются на автомобилях?

Слайд 3

Слайд 4

Существуют два типа самоблокирующихся дифференциалов:

Существуют два типа самоблокирующихся дифференциалов:

Слайд 5

Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес

Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес

Слайд 6

Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными крутящими моментами

Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными крутящими моментами

Слайд 7

К дифференциалам, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес можно отнести:

К дифференциалам, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес можно отнести:

Дифференциал

с вязкостной муфтой
Дисковый дифференциал
Электронную блокировку дифференциала
Слайд 8

К дифференциалам, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес можно отнести «Дисковый дифференциал»

К дифференциалам, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес можно отнести

«Дисковый дифференциал»
Слайд 9

К дифференциалам, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес можно отнести «Дифференциал с электронной блокировкой»

К дифференциалам, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес можно отнести

«Дифференциал с электронной блокировкой»
Слайд 10

Определите тип стоящих дифференцилов?

Определите тип стоящих дифференцилов?

Слайд 11

Дифференциал с вязкостной муфтой

Дифференциал с вязкостной муфтой

Слайд 12

Вискомуфта работает подобно фрикционной муфте самоблокирующегося дифференциала, но имеет упрощенную конструкцию.

Вискомуфта работает подобно фрикционной муфте самоблокирующегося дифференциала, но имеет упрощенную конструкцию.

В корпус главной передачи ведущего моста устанавливается вискомуфта
Слайд 13

В корпус главной передачи ведущего моста устанавливается вискомуфта, состоящая из двух

В корпус главной передачи ведущего моста устанавливается вискомуфта, состоящая из двух

пакетов перемежающихся перфорированных дисков, вращающихся в вязкой среде на основе силикона. Каждый пакет соединен с левой и правой полуосью
Слайд 14

Во время вращения приводного вала и корпуса дифференциала с одной скоростью,

Во время вращения приводного вала и корпуса дифференциала с одной скоростью,

происходит вращение блока перфорированных дисков как одного целого
Слайд 15

Когда скорости вращения меняются, определенная часть дисков, которая подчиняется тому или

Когда скорости вращения меняются, определенная часть дисков, которая подчиняется тому или

иному блоку начинает быстрее вращаться, перемешивая силиконовую жидкость. После жидкость отвердевает и происходит блокировка дифференциала.
Слайд 16

При этом в другом приводном валу крутящий момент увеличивается. Когда равенство

При этом в другом приводном валу крутящий момент увеличивается. Когда равенство

восстанавливается жидкость снижает свои свойства, снимая, тем самым, блокировку с муфты
Слайд 17

Вязкостная муфта довольно больших размеров и используется преимущественно, для блокировки межосевого

Вязкостная муфта довольно больших размеров и используется преимущественно, для блокировки межосевого

дифференциала. Кроме того, вязкостная муфта может быть установлена самостоятельно, вместо межосевого дифференциала, в полноприводной системе с автоматическим подключением.
Слайд 18

И так – повторим…

И так – повторим…

Слайд 19

Когда угловая скорость полуосей одинакова, скорость вращения дисков пакета тоже одинакова.

Когда угловая скорость полуосей одинакова, скорость вращения дисков пакета тоже одинакова.


Слайд 20

Как только один из пакетов, связанный с полуосью, начинает вращаться быстрей

Как только один из пакетов, связанный с полуосью, начинает вращаться быстрей

другого, вискомуфта начинает притормаживать этот пакет, стремясь выровнять угловые скорости дисков (и, соответственно, полуосей). За счет этого возникает эффект автоматической блокировки свободного колеса
Слайд 21

Этот тип автоматической блокировки имеет ряд недостатков. Во-первых, вискомуфта увеличивает размеры картера ведущего моста.

Этот тип автоматической блокировки имеет ряд недостатков. Во-первых, вискомуфта увеличивает размеры

картера ведущего моста.
Слайд 22

Во-вторых, вискомуфта не отличается высокой эффективностью и не срабатывает при большой

Во-вторых, вискомуфта не отличается высокой эффективностью и не срабатывает при большой

разнице угловых скоростей, то есть в условиях тяжелого бездорожья
Слайд 23

К преимуществам вискомуфты относят простоту конструкции. Иногда она применяется вместо дифференциала

К преимуществам вискомуфты относят простоту конструкции. Иногда она применяется вместо дифференциала

шестеренчатой конструкции - в паре с конической главной передачей.
Слайд 24

В большинстве случаев вискомуфта в ведущих мостах не применяется. Ее устанавливают

В большинстве случаев вискомуфта в ведущих мостах не применяется. Ее устанавливают

в качестве механизма автоматической блокировки межосевого дифференциала в легковых автомобилях повышенной проходимости (в комфортабельных «паркетниках», не предназначенных для интенсивной эксплуатации в условиях бездорожья).
Слайд 25

Особенность конструкции вискомуфты наделяют ее инерционностью, она может порядком нагреваться, а

Особенность конструкции вискомуфты наделяют ее инерционностью, она может порядком нагреваться, а

во время торможения может конфликтовать с ABS, именно поэтому на сегодняшний день автомобили практически не оборудуются ею
Слайд 26

THE END

THE END

Слайд 27

Дисковый дифференциал

Дисковый дифференциал

Слайд 28

Работа самоблокирующегося дифференциала этого типа основана на использовании сил трения. Своим

Работа самоблокирующегося дифференциала этого типа основана на использовании сил трения. Своим

устройством дисковый дифференциал практически не отличается от классических механизмов. Разница состоит в том, что в его устройство добавлены два пакета с фрикционными дисками и распорной пружиной, обеспечивающей необходимую величину сжатия.
Слайд 29

Часть дисков из пакета жестко фиксируются на полуось, другая на чашку

Часть дисков из пакета жестко фиксируются на полуось, другая на чашку

дифференциала. При синхронном вращении ведущих полуосей все диски вращаются вместе, составляя одно целое. При появлении даже незначительной разницы в скоростях, соотношение вращения дисков тоже меняется. Вызванным между ними трение, фрикционы притормаживаются, разница выравнивается, происходит частичная блокировка дифференциала
Слайд 30

Слайд 31

Дифференциал с автоматической блокировкой

Дифференциал с автоматической блокировкой

Слайд 32

Вязкостная муфта (вискомуфта) – это механическое устройство, обеспечивающее передачу крутящего момента

Вязкостная муфта (вискомуфта) – это механическое устройство, обеспечивающее передачу крутящего момента

посредством использования вязкостных свойств специальной жидкости. Конструкция устройства представляет собой несколько пластин, насаженных на ведущий и ведомый валы, которые вращаются в корпусе, заполненном жидкостью
Слайд 33

Жидкость имеет способность при определенных условиях менять свои вязкостные свойства. До

Жидкость имеет способность при определенных условиях менять свои вязкостные свойства. До

тех пор пока пластины обладают одинаковой скоростью вращения, это вещество имеет жидкую консистенцию. Как только в значениях скоростей вращения валов появляется разница, жидкость быстро густеет, передавая крутящий момент с ведущего на ведомый вал.
Слайд 34

Благодаря таким свойствам, вискомуфта часто используется как самоблокирующийся межосевой дифференциал в автомобиле, оборудованном полным приводом

Благодаря таким свойствам, вискомуфта часто используется как самоблокирующийся межосевой дифференциал в

автомобиле, оборудованном полным приводом
Слайд 35

Иными словами, при обычном режиме работает один привод, но как только

Иными словами, при обычном режиме работает один привод, но как только

его колеса начинают проскальзывать, вискомуфта подключает второй привод.
Слайд 36

Недостатком такой блокировки является то, что на изменение свойств жидкости требуется

Недостатком такой блокировки является то, что на изменение свойств жидкости требуется

время, которого при преодолении серьезных препятствий просто нет. Поэтому такой вид самоблока преимущественно устанавливают на автомобилях, не покидающих городские дороги.
Слайд 37

Слайд 38

Дифференциал с электронной блокировкой

Дифференциал с электронной блокировкой

Слайд 39

Вспомним, что когда автомобиль «сел», а дифференциал не заблокирован, одно из

Вспомним, что когда автомобиль «сел», а дифференциал не заблокирован, одно из

ведущих колес оказавшееся на слабом грунте буксует, а другое, находящееся на чуть более твердом – неподвижно.
Слайд 40

При этом оба колеса получают от межколесного дифференциал примерно равный крутящий

При этом оба колеса получают от межколесного дифференциал примерно равный крутящий

момент Мк. Блокирование колодками буксующего колеса (создание тормозного момента Мт) обеспечивает возможность приложения к его полуоси большего крутящего момента Мк (зажатое колодками колесо тяжелее провернуть).
Слайд 41

Благодаря этому возрастает общее сопротивление вращению - увеличивается Мк на корпусе

Благодаря этому возрастает общее сопротивление вращению - увеличивается Мк на корпусе

дифференциала, и как следствие, к колесу находящемуся в лучших сцепных условиях подводится больший Мк..
Слайд 42

Дифференциал ведь делит момент поровну, следовательно, чем сильнее колодки притормозят буксующее

Дифференциал ведь делит момент поровну, следовательно, чем сильнее колодки притормозят буксующее

колесо, тем выше будет момент на корпусе дифференциала и в итоге большая по величине «половина» суммарного Мк «достанется» колесу, имеющему лучшее сцепление. И оно сможет его использовать на увеличение тяговой силы, благо резерв сцепления имеется
Слайд 43

А что, если вообще намертво зажать колодками буксующее колесо (толку ведь

А что, если вообще намертво зажать колодками буксующее колесо (толку ведь

от него ноль, оно жижу месит) и таким образом подать весь крутящий момент на колесо, стоящее в этот момент на асфальте? И выехать на одном колесе?
Слайд 44

Да, было бы действительно неплохо, но это невозможно. Дело в том,

Да, было бы действительно неплохо, но это невозможно. Дело в том,

что «электронные блокировки», как и вся электроника, лишены возможности просчитывать ситуацию на несколько ходов вперед.
Слайд 45

ЭБУ просто тупо отслеживает поступающие от датчиков АБС сигналы об угловых

ЭБУ просто тупо отслеживает поступающие от датчиков АБС сигналы об угловых

скоростях вращения колес. И когда скорости выравниваются, он также тупо «отпускает» колодки.
Слайд 46

То есть, допустим, одно из колес пробуксовывает, колодки его прихватили, на

То есть, допустим, одно из колес пробуксовывает, колодки его прихватили, на

колесо, вращающееся медленнее (отстающее) пошёл больший крутящий момент, и вроде дело налаживается, но вот угловые скорости колес выровнялись и система тут же «отпускает» колодки.
Слайд 47

Да еще, вдобавок, перестает реагировать на команду шофера увеличить подачу топлива («душит» двигатель).

Да еще, вдобавок, перестает реагировать на команду шофера увеличить подачу топлива

(«душит» двигатель).
Слайд 48

И все это происходит очень быстро, за доли секунды. Вот отчего

И все это происходит очень быстро, за доли секунды. Вот отчего

большой типа-внедорожник, снабженный электронными блокировками, и успешно засаженный драйвером в раскисших отечественных суглинках, так судорожно дергает колесиками со штатными шинами, пытаясь хоть как-то отработать уплаченные за него немалые деньги.
Слайд 49

Немного поиграв с колодками, ПБС банально отключается, дабы не перегреть тормозные

Немного поиграв с колодками, ПБС банально отключается, дабы не перегреть тормозные

механизмы. Таким образом, засевшему в болоте внедорожнику помощи от такой системы не очень то и много
Слайд 50

Другое дело «предкризисная ситуация», когда межколесные дифференциалы у машины «свободные», и

Другое дело «предкризисная ситуация», когда межколесные дифференциалы у машины «свободные», и

она пока еще движется, но сцепные условия ухудшаются и колеса попеременно стремятся сорваться в букс.
Слайд 51

Тут система стоит на страже: она сразу отловит провинившееся колесо и

Тут система стоит на страже: она сразу отловит провинившееся колесо и

подтормозит его, тем самым оставив крутящий момент, подаваемый на корпус дифференциала, практически неизменным.
Слайд 52

То есть поведение машины с «электронными блокировками» в данной ситуации будет

То есть поведение машины с «электронными блокировками» в данной ситуации будет

чем-то схоже с поведением машины с самоблокирующимися дифференциалами. За исключением того, что последние блокируются не после возникновения пробуксовки, а до её возникновения. Работают на упреждение, или выражаясь модным словом - превентивно.
Слайд 53

В некоторых машинах применялись (и применяются) системы автоматической блокировки дифференциалов (как

В некоторых машинах применялись (и применяются) системы автоматической блокировки дифференциалов (как

межосевых, так и межколесных) посредством многодисковых фрикционных муфт. Система автоматической блокировки межколесного дифференциала ASD фирмы Daimler-Benz. На рисунке хорошо видны две многодисковые фрикционные муфты, для включения которых используются 2 гидроцилиндра. Быстродействие системы 200 мс.
Слайд 54

В таких системах усилие сжатия дисков в муфтах регулировалось электрогидравлическими исполнительными

В таких системах усилие сжатия дисков в муфтах регулировалось электрогидравлическими исполнительными

механизмами, изменяющими давление масла в рабочих гидроцилиндрах, чем достигалась частичная блокировка.
Слайд 55

А при движении машины на скользкой опорной поверхности муфта полностью блокировала

А при движении машины на скользкой опорной поверхности муфта полностью блокировала

дифференциал, между его выходными валами возникала жесткая механическая связь и скорости вращения колес (осей) выравнивались.
Слайд 56

Соответственно процессом управлял ЭБУ (куда же без него), поэтому именно такие

Соответственно процессом управлял ЭБУ (куда же без него), поэтому именно такие

системы можно без лукавства называть «электронные блокировки дифференциалов».
Слайд 57

Данное инженерное решение достаточно сложное и дорогое Межосевой дифференциал автомобиля Туарег

Данное инженерное решение достаточно сложное и дорогое Межосевой дифференциал автомобиля Туарег с

многодисковой муфтой блокировки (указана стрелкой
Слайд 58

Поэтому в наши дни господства тенденции к максимальному удешевлению оно встречается

Поэтому в наши дни господства тенденции к максимальному удешевлению оно встречается

очень редко и, как правило, применяется в дорогих немецких машинах для частичной или полной блокировки межосевого дифференциала.
Слайд 59

Слайд 60

Дифференциал Quaife

Дифференциал Quaife

Слайд 61

Конструктивно дифференциал состоит из одного простого плоского двухрядного планетарного механизма, схемы СВС с парными взаимозацепленными сателлитами

Конструктивно дифференциал состоит из одного простого плоского двухрядного планетарного механизма, схемы

СВС с парными взаимозацепленными сателлитами
Слайд 62

Единственным визуальным отличием от свободного дифференциала аналогичной схемы является использование в

Единственным визуальным отличием от свободного дифференциала аналогичной схемы является использование в

шестернях планетарного механизма косозубого зацепления вместо прямозубого.
Слайд 63

Идея блокировки основана на том, что в косозубом зацеплении под нагрузкой

Идея блокировки основана на том, что в косозубом зацеплении под нагрузкой

возникают осевые силы, стремящиеся раздвинуть по своим осям обе зацепленные шестерни в противоположные от плоскости контакта стороны, и здесь это свойство в первую очередь использовано в парах взаимозацепленных сателлитов, которые для этого получают осевую подвижность.
Слайд 64

При повороте или пробуксовке колеса вращающиеся сателлиты расклиниваются на своих осях,

При повороте или пробуксовке колеса вращающиеся сателлиты расклиниваются на своих осях,

упираются торцами в корпус дифференциала, за счёт чего происходит их торможение и самовыравнивание угловых скоростей ведомых шестерён
Слайд 65

Место контакта сателлита с корпусом обычно выполнено в виде некоего кармана,

Место контакта сателлита с корпусом обычно выполнено в виде некоего кармана,

что усиливает фрикционные свойства в точках контакта. Расклинивание сателлитов тем сильнее, чем выше передаваемый ими крутящий момент, но сама степень блокировки определяется углом наклона зубьев зацепления и фрикционными свойствами пар контакта сателлит/корпус.
Слайд 66

Для усиления фрикционного эффекта в данном дифференциале обычно применяют пять пар

Для усиления фрикционного эффекта в данном дифференциале обычно применяют пять пар

сателлитов, хотя теоретически, для плоского дифференциала достаточно и трёх пар. Предельно простая конструкция, однако подвержена износу и ухудшению работы со временем.
Слайд 67

Дифференциал типа Quaife запатентовал в 1965 г. основатель и владелец английской фирмы «Quaife Engineering» Родни Квайф.

Дифференциал типа Quaife запатентовал в 1965 г. основатель и владелец английской

фирмы «Quaife Engineering» Родни Квайф.
Слайд 68

Дифференциал используется как межколёсный в спортивных легковых автомобилях, в подавляющем большинстве

Дифференциал используется как межколёсный в спортивных легковых автомобилях, в подавляющем большинстве

случаев на переднем приводе. Во внедорожной технике практически не применяется