Центральный дифференциал повышенного трения torsen: поколения, устройства и принцип работы

Содержание

Самоблокирующийся дифференциал

Эта статья открывает серию опусов, посвященных совершенствованию и улучшению всех мыслимых ездовых качеств автомобиля Москвич. Сюда будут включены статьи по совершенствованию двигателя, трансмиссии, подвески, кузова…

Очень многие, наверное, слыхали о такой штучке как LSD. Для студентов медиков поясняю: это не наркотик, это Limited Slip Differencial, а по-нашему — дифференциал повышенного трения. Устройство которое позволяет частично компенсировать главный недостаток свободного дифференциала, а именно его полную беспомощность при наезде одного колеса на скользкое покрытие.

Дифференциалы повышенного трения (кое-что взято из лаборатории КарТюнинг)

При движении автомобиля на повороте, по неровностям дороги и т.д. колеса проходят путь разной длины (см рис. 1). Это происходит из за разности радиусов при повороте и из-за разности проходимого пути при переезде препятствия. Следовательно колеса должны вращаться с разными скоростями иначе это приведет к повышенному износу шин.

Дифференциал — механизм, позволяющий колесам ведущей оси вращаться с разными скоростями и подводящий к ним крутящий момент.
В трансмиссии автомобилей с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колес (полуосями, ШРУСами и т.п.), поэтому его называют межколесным. В полноприводных автомобилях (со всеми ведущими колесами) он может находиться и между ведущими осями (межосевой дифференциал).
В идеальном случае автомобиль стоит на бетонном покрытии и сцепление у обоих колес одинаково. Другое дело, когда одно колесо стоит на льду, а другое на сухом асфальте. Здесь и проявляется недостаток дифференциала. Одно колесо безбожно буксует, а второе тихонько курит «в стороне» и посмеивается, глядя, как первое пытается сдернуть машину с места. Ситуация знакомая практически всем автолюбителям, кто хоть раз выезжал из заснеженного двора.
На легковых автомобилях, предназначенных для движения по дорогам с твердым покрытием, наибольшее распространение получил дифференциал с коническими шестернями.

Представляет собой зубчатую передачу с подвижными осями зубчатых колес (такие передачи называют планетарными). Ее основными элементами являются:
— корпус, с которым жестко соединено ведомое зубчатое колесо главной передачи (передающей крутящий момент от карданного вала на корпус дифференциала). На легковых автомобилях, как правило, корпус имеет неразъемную конструкцию и окна для монтажа шестерен;

— сателлиты — конические зубчатые колеса, которые могут поворачиваться вокруг оси. В дифференциалах легковых автомобилей обычно устанавливаются два сателлита;
— ось сателлитов, жестко закрепленная в корпусе и вращающаяся вместе с ним. На ней расположены спиральные канавки для улучшения смазки сателлитов;
— две конические шестерни, входящие в зацепление с сателлитами и жестко соединенные с выходными валами дифференциала (полуосями, ШРУСами и т.д.). Эти шестерни принято называть полуосевыми.

Этот вид дифференциалов называют также симметричным, так как они поровну распределяют крутящий момент между колесами. Это происходит потому, что сателлит работает как 

равноплечий рычаг и передает только равные усилия к шестерням и колесам. Как сказано выше, если одно из колес имеет малое сцепление с дорогой, крутящий момент на нем небольшой, соответственно симметричный дифференциал подводит такое же усилие к другому колесу. То есть если одно из колес буксует, значит, сила тяги на втором колесе незначительна, что отрицательно сказывается на проходимости. Для ее улучшения на автомобилях применяют полную или частичную блокировку дифференциалов, степень которой оценивают коэффициентом блокировки.

Коэффициент блокировки
Коэффициент блокировки (Кb) — это отношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем. Его величина для симметричного дифференциала равна 1 (моменты на обоих колесах равны), для дифференциалов повышенного трения (см. ниже) Кb — 3-5.

Чем больше Кb, тем лучше проходимость автомобиля, но хуже управляемость.
При большом коэффициенте блокировки ухудшаются управляемость и устойчивость транспортного средства при движении по асфальту. Это связано с тем, что на отстающем колесе момент в несколько раз больше и оно старается как бы «вытолкнуть» автомобиль из поворота. Или, говоря более понятным языком, появляется недостаточная поворачиваемость. К тому же возрастает износ шин из-за частичной пробуксовки, нагрузки на элементы привода, снижается к.п.д., что приводит к увеличению расхода топлива.

Дифференциалы с полной блокировкой


Имеют муфту, жестко соединяющую (блокирующую) корпус дифференциала и шестерню выходного вала. Привод муфты может быть механическим, гидравлический или пневматический, а управление блокировкой осуществляется водителем (блокировка межосевого дифференциала на ВАЗ-21213). После преодоления труднопроходимого участка водителю необходимо сразу отключать блокировку, что требует от него дополнительного внимания. Иначе на шины и трансмиссию будут действовать избыточные нагрузки. Они могут привести к поломке полуосей или дифференциала.
У механизмов повышенного трения — многодисковых дифференциалов, вискомуфт, дифференциалов «Квайф» и «Торсен» блокировка (частичная) осуществляется автоматически, без участия водителя.

Многодисковые дифференциалы
Его основное отличие от симметричного дифференциала заключается в наличии подпружиненного пакета фрикционных дисков, одна из которых жестко связана с корпусом, а другая с полуосевыми шестернями.

При разных оборотах колес полуосевые шестерни дифференциала вращаются быстрее или медленнее корпуса. За счет этого между фрикционными дисками возникают силы трения, препятствующие свободному вращению шестерен, то есть осуществляющие частичную блокировку. Соответственно на отстающем колесе увеличивается крутящий момент и сила тяги.
Похожего эффекта можно добиться, немного затянув ручник на заднеприводных автомобилях.
Фрикционные диски в некоторых конструкциях не подпружинены, а сжимаются давлением жидкости, создаваемым насосом. Например, одна из таких конструкций носит название «героторный дифференциал» (от англ. Gear — шестерня). Он имеет шестеренчатый насос, создающий давление жидкости при разных скоростях вращения полуосевых шестерен корпуса.

Вискомуфта
Получила свое название от лат. viscosus — вязкий. Ее основными элементами являются (рис.6):

— корпус и вал, герметизированные с помощью уплотнений.
— диски, одна половина которых соединена шлицами с корпусом, другая с валом. Диски имеют каналы и отверстия для увеличения вязкости трения жидкости.
— силиконовая (кремнийорганическая) жидкость, которая обладает высокой вязкостью и заполняет корпус на 80-90%.

Вискомуфта передает подводимый к ней крутящий момента за счет внутреннего трения в жидкости, находящейся между дисками. Когда их скорости одинаковы, муфта передает небольшую часть усилия (5-7%). При отставании ведомых дисков от ведущих жидкость перемешивается, температура и вязкость ее растут, она расширяется и сжимает воздух. Когда он почти полностью сжат, давление в муфте резко возрастает, что вызывает осевое перемещение дисков по шлицам до их механического контакта. Это приводит к резкому возрастанию передаваемого момента («хамп-эффект»), что может отрицательно сказаться на управляемости автомобиля. В результате вращения передается за счет механического трения, температура и соответственно давление жидкости постепенно снижаются, диски выходят из механического контакта. Вискомуфта может устанавливаться как самостоятельный узел между ведущими осями или «встраиваться» в конический дифференциал.

Дифференциал «Квайф»
Конструкция механизма, зарегистрированного под торговой маркой «Квайф»(Quaife). Сателлиты у него 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 — с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно. Все зубчатые колеса имеет винтовые зубья.

Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса и поворачивать входящий 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 обороты колес на 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 возникают силы, осуществляющие частичную блокировку, что увеличивает силу тяги на отстающем колесе и, соответственно, суммарную силу тяги автомобиля, повышая его проходимость.

Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и полуосевых шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, изменяют коэффициент блокировки в зависимости от характеристик автомобиля и условий его применения.

Дифференциал «Торсен»
Получили свое название от англ. Torque — крутящий момент и sensitive — чувствительный, то есть чувствительный к крутящему моменту. Механизмы, выпускаемые под этой торговой маркой, имеют два типа конструкций.
Первый представлен на рис.8. Сателлиты расположены в корпусе перпендикулярно его оси и объединены между собой попарно с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением.

На повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, он, в свою очередь, вращает второй сателлит и другую полуосевую шестерню. Такой «цепочкой» колесам автомобиля обеспечивается возможность вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колесах, осуществляют частичную блокировку дифференциала.
Применение комплектов сателлитов и шестерен с различным профилем червячного зацепления дает возможность изменять коэффициент блокировки. Недостаток этого вариант — сложность конструкции и ее сборки.
Второй тип «Торсена» представлен на рис.9. Сателлиты расположены параллельно оси корпуса дифференциала в его отверстиях и соединены попарно между собой и с полуосевыми шестернями винтовым зацеплением. Работа механизма на поворотах и частичная блокировка осуществляются так же, как у «Квайфа». Этот вариант конструкции менее сложный, кроме того, позволяет уменьшить диаметр корпуса дифференциала.

Вот что пишут о применении подобных конструкций те, для кого они создавались 😉 (Выдержки из статьи Ивана Евдокимова, 4х4 club, Июнь №6, 2003):

«Существуют разные способы блокирования дифференциалов, но в основном блокировки делятся на две большие группы: дифференциалы, которые блокируются жестко, на 100% (так называемые локеры, от английского locker — «замок»), и дифференциалы повышенного трения (в англоязычном варианте — «ограниченного проскальзывания», или LSD — Limited Slip Differencial). У каждого из этих вариантов есть свои преимущества и недостатки. Главный недостаток «жестких» блокировок — это их удивительная способность к разрушению трансмиссии.
Что же до дифференциалов повышенного трения, то их главный недостаток — отсутствие 100-процентной блокировки дифференциала и соответственно недостаток крутящего момента, перебрасываемого на нагруженное колесо. Плюс повышенный износ подобных механизмов.»

«…Нам на испытания были переданы два механизма блокировки повышенного трения для редукторных мостов «УАЗа»: один — типа «Торсен», второй — типа «Квайф». Механизмы были разработаны и адаптированы для редукторных мостов ульяновского внедорожника инженером И. А. Плахотиным участка подготовки автомобилей «УАЗ» автокомбината № 40 совместно с компанией SVR Convertions. Кстати, еще до редакционного теста эти устройства прошли доводочные испытания на автомобилях «УАЗ», принимавших участие в тяжелых трофи-рейдах. Ну что, посмотрим, как это хозяйство работает? Для сравнения были взяты два «УАЗа»: один с обычными «открытыми» дифференциалами, а второй — с дифференциалом типа «Квайф» в переднем мосту и дифференциалом типа «Торсен» в заднем.
Моя первая мысль была следующей: самоблокирующиеся механизмы в мостах должны оказывать заметное влияние на управляемость автомобиля (в особенности на радиус разворота). Сажусь за руль машины без блокировок, выполняю на асфальтированной площадке несколько «восьмерок», и сразу же — за руль «блокированного» автомобиля. Повторяю упражнение — и, как это ни удивительно, никакой разницы. А теперь то же самое, но пошустрее. Опять никакого эффекта… Делаю «переставку» поочередно то на одной машине, то на другой — разницы не ощущаю. И только при развороте, выполненном в «экстремальном» режиме, слегка возросло усилие на руле, но при этом сам маневр на «блокированной» машине получился вроде бы пошустрее.»

«На сухом проселке по дороге к нашему традиционному полигончику действие блокировок никак не проявлялось. Однако при переезде первой же канавы по диагонали «блокированная» машина сразу же проявила свое преимущество (автомобиль с обычными дифференциалами преодолел канаву, отчаянно буксуя). Скользкий подъем «УАЗ» с самоблокирующимися дифференциалами преодолел, не напрягаясь, с первой попытки, а обычный — только с разгона… Выезжаем на глинистую колею. Разумеется, «УАЗ» с редукторными мостами на таких препятствиях и без блокировок идет очень хорошо. Пока не начинает цеплять мостами за грунт или пока не попытаешься из этой самой колеи выехать… Так вот, «УАЗ» с механизмами блокировок в межколесных дифференциалах едет не просто лучше — он спокойно двигается там, где машина без блокировок уже начинает останавливаться и буксовать.»

«Очень интересно проявляется работа как «Квайфа», так и «Торсена» при диагональном вывешивании. Если зафиксировать машину в положении «классической диагонали», то вначале ничего не происходит (вывешенные колеса медленно и беспомощно вращаются), но стоит плавно увеличить обороты двигателя, как машина начинает сначала заметно подергиваться, а затем, с увеличением оборотов, плавно трогается с места. Из дифференциалов при этом раздаются звуки характерного низкого тона. Препятствия «триального» типа и вовсе показали полное превосходство «блокированных» мостов перед обычными. Но мне все-таки хотелось найти такое положение, при котором степени блокируемости дифференциалов не хватит. Для этого пришлось упереться правым передним колесом в большой земляной бугор (левое переднее колесо было в яме, а правое заднее на кочке). Машина встала! Колеса беспомощно гребли по диагонали, дифференциалы завывали, как раненые звери, а внедорожник не двигался… «А попробую-ка я чуть-чуть порезче», — подумалось мне. Отпускаю педаль акселератора, потом резко ее утапливаю, и — о чудо! — рывок, машинка перелетает через казавшийся неприступным бугор…»

Самое интересное, что подобные механизмы давно применяются для дорожных автомобилей. Во-первых, такое устройство сильно повышает проходимость автомобиля в сложных условиях. Особенно заднеприводного при движении по скользкому покрытию.
Во-вторых, использование частичной блокировки может пригодиться при гонках в зимних условиях или по гравийным дорогам, где при разгоне очень важно использовать даже малое сцепление.
Вот и подобрались к главной теме этой статьи, а именно — использованию такого дифференциала на Москвиче.
Я давно встречал в интернете информацию о том, что кое-кто из тюнинговых контор предлагает собственные разработки этих дифференциалов для ВАЗов и УАЗов. Один из моих любимых и уважаемых журналов «За рулем» в свое время даже устраивал тест двух девяток, на одной из которых был установлен LSD.
Вывод был примерно такой: для снежной целины и переднего привода проходимость практически не менялась. Зато на ледяном покрытии девятка с LSD значительно быстрее проходила скользкие участки и управление было более приятным.
О пользе подобной переделки говорит также такой факт, что в раллийных машинах на союзных соревнованиях также применялись такие механизмы.

Я же узнал о их существовании на Москвичах случайно — от механика нашей минской скорой помощи ;).
Им лет десять назад дали партию мостов, оборудованных такими дифференциалами. Их ставили на санитарные ИЖ-каблук. Проходимость таких машин была сравнима тогда лишь с королями грязи — УАЗами.
Колесо, спрятанное на 2/3 в глубокий снег, обледенелая колея, грязь и глубокие лужи — все это было лишь мелкой неприятностью на пути ИЖаков.

Меня сильно заинтересовало кто же делал такие диффы. Ответ нашелся в интернете — знаменитый Омский завод коробок передач и редукторов. Как у них теперь дела, мне не известно, сайта своего завод не имеет, но вот некоторые продавцы имеют такую позицию в своих прайс-листах.
Поэтому я занялся усиленными поисками концов, где можно хоть что-то узнать про то, где можно достать LSD на Москвича.
Обойдя большинство знакомых железячников и разборщиков Москвичей, я нашел то, что искал. У одного из них как раз завалялся необходимый мне дифф. Состояние редуктора практически идеальное.
На фотографиях четко виден пакет фрикционов внутри корпуса дифференциала.

Главная пара у него 4.22. Продавцы говорили, что бывают и 3.9, но меня интересовал именно 4.22.
Теперь он ждет своей очереди для установки. Отчет об установке будет отдельно. К сожалению, зима уже на исходе, и снегопада или гололеда уже не предвидится, поэтому тест о проходимости и управляемости откладывается до следующей зимы 😉

Источник http://moskvich-club.na.by/help/transmission/lsd.html

Полный привод ауди кватро. Легенды полноприводных моделей Audi Quattro в мини-обзоре

tor que sen sing или tor que sen sitive — чувствительный к крутящему моменту ). Это позволяло автоматически направлять крутящий момент на тот или иной мост в зависимости от режима движения, а также силы сцепления колес с поверхностью. В подавляющем большинстве версий системы при «нормальных» условиях (одинаковая сила сцепления колес переднего и заднего мостов с поверхностью) крутящий момент распределяется между передним и задним мостами в «стандартном» соотношении 50:50. В сложных условиях (т. е. при различной силе сцепления колес переднего и заднего мостов с поверхностью) на передний либо задний мост может передаваться до 67–80% крутящего момента двигателя (в зависимости от варианта коробки передач и модели дифференциала Torsen). Полностью автоматический характер механики центрального дифференциала Torsen позволяет предотвратить пробуксовку колес , что обеспечивается за счет мгновенного (и неощутимого для тех, кто находится в салоне) отвода крутящего момента на мост, колеса которого имеют лучшее сцепление с поверхностью. Такой метод функционирования можно охарактеризовать как упреждающий. Кроме того, в отличие от дифференциалов с электронным управлением, дифференциал Torsen не нуждается в электронных данных от таких источников, как датчики скорости вращения колес. Как следствие, такой дифференциал устойчив к отказам датчиков скорости вращения колес, в отличие, например, от устройств компании Haldex Traction. Вязкостные муфты и центральные дифференциалы с электронным управлением, применяемые в других системах полного привода, напротив, являются реактивными, поскольку осуществляют перенаправление крутящего момента уже после начала пробуксовки. Преимущество системы заметно при интенсивном ускорении , в том числе при прохождении поворотов. Перераспределение крутящего момента между мостами осуществляется максимально плавно, за счет чего обеспечивается стабильность динамических характеристик автомобиля и существенно снижается вероятность потери управления.

Система quattro на основе дифференциала Torsen также обеспечивает преимущество обратной функции распределения крутящего момента между колесами, а именно при торможении двигателем. Если для снижения скорости автомобиля используется торможение двигателем, в системе на основе дифференциала Torsen результирующие нагрузки «обратного» крутящего момента на переднем и заднем мостах распределяются равномерно, что происходит абсолютно аналогично распределению «прямого» крутящего момента двигателя — полностью механически, автономно. Это позволяет распространить тормозящее действие двигателя на все четыре колеса и шины. Автомобиль, оснащенный системой quattro на основе дифференциала Torsen, отличается повышенной курсовой устойчивостью при прохождении скоростных поворотов с замедлением — выход автомобиля из-под контроля вследствие потери сцепления колес переднего либо заднего мостов с поверхностью менее вероятен.

Однако система quattro в такой конфигурации обладает рядом ограничений.

  1. При продольном расположении двигателя и коробки передач передний мост размещается позади двигателя, что в некоторых моделях Audi привело к значительному смещению массы автомобиля вперед, однако система все же позволяет получить более выгодное распределение массы, нежели варианты с поперечным расположением двигателя, применяемые в конструкции автомобилей Mitsubishi и аналогичных моделей. Рассматриваемая система позволяет достичь распределения массы в соотношении 55:45 (передняя часть:задняя часть).
  2. Дифференциал Torsen сходен с дифференциалом повышенного трения в том смысле, что вместо активного распределения крутящего момента (именно такое распределение производят муфты с компьютерным управлением) от стороны с меньшим сцеплением с поверхностью на сторону с большим сцеплением с поверхностью он лишь поддерживает определенную разность крутящих моментов (отношение крутящих моментов или TBR (Torque Bias Ratio)). Таким образом, максимальная величина крутящего момента, которую дифференциал Torsen может передать на мост с большим сцеплением с поверхностью, по определению ограничена величиной крутящего момента, доступного на мосту с меньшим сцеплением с поверхностью. Следовательно, если один из мостов не имеет сцепления с поверхностью, то на другой мост, вне зависимости от величины TBR, не будет передаваться сколько-нибудь значимый крутящий момент. Для системы с центральным дифференциалом крайняя ситуация полной потери сцепления одним из колес означает крайне малую величину крутящего момента, передаваемого на три остальные колеса. В качестве контрмеры инженеры Audi применили в конструкции первых автомобилей с дифференциалом Torsen функцию ручной блокировки заднего дифференциала, которая впоследствии была заменена электронной системой блокировки дифференциала (Electronic Differential Lock, EDL), активирующей тормоза отдельных колес (руководствуясь данными датчиков ABS) для противодействия пробуксовке. Система EDL была реализована как для переднего, так и для заднего (открытого) дифференциалов и предназначена для работы на скоростях до 80 км/ч. Такое решение обеспечивает увеличение крутящего момента отдельного колеса с низким сцеплением с поверхностью, тем самым позволяя передать больший крутящий момент посредством дифференциала Torsen на остальные колеса, имеющие более надежное сцепление с поверхностью.
  3. Статичное отношение крутящих моментов стандартного дифференциала Torsen (Type 1 или T1) составляет 50:50 (входной крутящий момент распределяется равномерно между обоими выходными валами). При этом T1 способен обеспечивать отношение крутящих моментов (Torque Bias Ratio, TBR) в диапазоне от 2,7:1 до 4:1. Иными словами, такой дифференциал позволяет передавать на выходной вал с наилучшим сцеплением крутящий момент, в 3-4 раза превышающий крутящий момент, доступный на валу с наименьшим сцеплением. То есть такой дифференциал обеспечивает разделение крутящего момента в соотношении 25% к 75%. Однако в большинстве случаев дифференциал Torsen T1 по определению заблокирован (выходные валы заблокированы друг с другом). Лишь при достижении значения TBR (т. е. разность моментов на выходных валах превышает значение TBR) выходные валы поворачиваются относительно друг друга и дифференциал разблокируется. Вследствие этого имеет место относительно свободное перераспределение крутящего момента между обоими выходными валами (центрального) дифференциала в пределах величины TBR. Таким образом, дифференциал Torsen T1 при его центральном расположении фактически не обеспечивает статического распределения крутящего момента в соотношении 50:50. В действительности распределение крутящего момента будет соответствовать распределению (как статическому, так и динамическому) массы автомобиля и зависеть от сцепления с поверхностью, доступного на каждом из выходных валов (передний:задний). В стандартном автомобиле это обстоятельство оказывает положительный эффект с точки зрения курсовой устойчивости, ускорения и сцепления с поверхностью, однако может иметь и нежелательные последствия применительно к управляемости (недостаточная поворачиваемость). В большинстве случаев достаточно отношения крутящих моментов (TBR) 2,7:1, обеспечиваемого стандартным дифференциалом системы quattro Torsen T1. Однако имеются дифференциалы Torsen T1 с более высокими отношениями крутящих моментов (4:1), позволяющие дополнительно ограничить недостаточную поворачиваемость за счет большей величины разделения крутящего момента. Однако лучшим решением является распределение крутящего момента непосредственно между обоими выходными валами (передним и задним). По этой причине в системах quattro последних поколений инженеры Audi применяют дифференциалы Torsen Type 3 (T3).

Компактный дифференциал Torsen T3 предназначен для центральной установки. В его конструкции сочетаются планетарная передача и дифференциал Torsen. В отличие от дифференциала Torsen T2, где разделение крутящего момента имеет номинальное значение 50:50, в дифференциале Torsen T3 разделение крутящего момента за счет применения планетарной передачи фактически имеет асимметричное значение 40:60 (передний мост:задний мост) (т. е. при наличии на обоих мостах одинакового сцепления дифференциал направляет 40% крутящего момента на передний мост, 60% — на задний). Как в случае дифференциала Torsen T1, крутящий момент динамически перераспределяется в зависимости от качества сцепления колес с поверхностью, но с определенным фактическим (не номинальным) статическим отношением. Дифференциал T3 позволяет получить управляемость и динамические характеристики, аналогичные автомобилям с задним приводом . Такой асимметричный дифференциал Torsen был впервые применен в конструкции высоко успешной модели 2006 года Audi RS 4 (платформа B7). В дальнейшем этот дифференциал устанавливался на модель 2006 года с механической коробкой передач и модель 2007 года с обоими типами коробок передач S4 на платформе B7, а также на модели S5 и Q7. Такой дифференциал применялся в автомобилях с продольным расположением двигателя, оснащенных полным приводом quattro (A4, A6, A8, Q7). На некоторых моделях этот дифференциал уступил место центральному дифференциалу на основе плоских зубчатых колес.

В ходе многоступенчатой эволюции системы quattro разделение крутящего момента в рамках мостов (между левым и правым колесами) изначально обеспечивалось посредством управляемой водителем ручной блокировки дифференциала (только задний мост), затем — посредством открытых дифференциалов с электронной системой блокировки (Electronic Differential Lock, EDL). Система EDL представляет собой электронную систему, которая задействует имеющуюся антиблокировочную тормозную систему (ABS) из состава электронной системы стабилизации (ESP) и обеспечивает торможение одного буксующего колеса моста, тем самым позволяя передать крутящий момент на другое колесо с более высоким сцеплением .

Компания Audi представила систему quattro нового поколения в составе модели RS5 2010 года. Основным изменением стала замена центрального дифференциала Torsen Type «C» дифференциалом на основе плоских зубчатых колес, разработанным в Audi. На первый взгляд новый дифференциал аналогичен обычному открытому дифференциалу, приспособленному к центральной установке. Тем не менее новая разработка имеет ряд важных отличий.

  1. Центральное водило и сателлиты непосредственно сопрягаются с двумя коронными шестернями, соединенными с передним и задним ведущими валами.
  2. Две коронные шестерни сопрягаются с сателлитами по различным диаметрам и поэтому создают различный крутящий момент, вращаясь под действием сателлитов. Такая конструкция обеспечивает статичное разделение крутящего момента в соотношении 40:60 между передним и задним мостами соответственно.
  3. Каждая из коронных шестерней сопряжена с соответствующим выходным валом непосредственно, тогда как водило сопрягается с каждым из выходных валов посредством пакета муфты, что дает возможность контролировать распределение крутящего момента свыше величины его статического распределения.

Если колеса одного из мостов теряют сцепление, в дифференциале образуются различные скорости вращения, приводящие к росту осевых усилий, под действием которых происходит сцепление муфты. При сцеплении муфты происходит блокировка выходного вала, в результате чего большая часть крутящего момента направляется на мост, колеса которого имеют наилучшее сцепление с поверхностью. Дифференциал на основе плоских зубчатых колес способен передавать на задний и передний мосты соответственно до 85% и до 70% крутящего момента.

Конструкция дифференциала на основе плоских зубчатых колес обеспечивает следующие преимущества над дифференциалом Torsen Type «C».

  1. Возможность организовать более стабильное распределение крутящего момента с полной блокировкой, тогда как дифференциал Torsen обеспечивает распределение лишь в пределах величины отношения крутящих моментов (Torque Bias Ratio, TBR). Иными словами, дифференциал на основе плоских зубчатых колес имеет возможность полной блокировки вне зависимости от отношения крутящих моментов (TBR). В отличие от дифференциала Torsen, дифференциал на основе плоских зубчатых колес не имеет сходства с дифференциалом повышенного трения и может работать в состоянии полной блокировки при полном отсутствии сцепления на одном из выходных валов.
  2. Более простая интеграция в управляющую электронику, обеспечивающая электронную векторизацию крутящего момента для всех четырех колес как при наличии, так и при отсутствии активного заднего спортивного дифференциала.
  3. Существенное сокращение объема и массы (при весе в 4,8 кг такой дифференциал приблизительно на 2 кг легче дифференциала Torsen Type C).

Итогом этого усовершенствования системы quattro является способность электронных систем в полной мере управлять динамическими характеристиками автомобиля при любых вариациях качества сцепления колес с поверхностью, будь то прохождение поворота, ускорение, торможение или же любое сочетание таких маневров.

Эволюция

Официально компания Audi никогда не разделяла системы quattro на отдельные поколения — изменения в технологиях quattro, как правило, вводились в состав технического оснащения автомобилей тех или иных моделей либо модельных рядов, после чего распространялись на конструкцию других моделей в соответствующие периоды модельного цикла.

Исключением является модель RS 5 2010 года, среди особенностей которой компанией Audi была заявлена система quattro нового поколения .

Система quattro I поколения

Применялась с 1981 по 1987 годы в конструкции Audi quattro (купе с турбинированным двигателем), Audi 80 на платформе B2 (1978–1987 гг., Audi 4000 на рынке Северной Америки), Audi Coupé quattro на платформе B2 (1984–1988 гг.), Audi 100 на платформе C3 (1983–1987 гг., Audi 5000 на рынке Северной Америки). Начиная с 1984 года применялась также на автомобилях Volkswagen VW Passat на платформе B2 (VWQuantum на рынке США) под названием Syncro .

Тип системы: постоянный полный привод.

Открытый центральный дифференциал с функцией ручной блокировки посредством переключателя на центральной консоли¹.

Открытый задний дифференциал с функцией ручной блокировки посредством переключателя на центральной консоли¹.

Открытый передний дифференциал без функции блокировки.

¹ — При блокировке дифференциала система ABS отключается.

Особенности работы системы. Все дифференциалы не заблокированы: автомобиль не способен двигаться при потере одним из колес (передним либо задним) сцепления с поверхностью (например, на льду либо при вывешивании колеса). Центральный дифференциал заблокирован, задний дифференциал не заблокирован: автомобиль не способен двигаться при одновременной потере сцепления с поверхностью одним из передних и одним из задних колес. Задний дифференциал заблокирован, центральный дифференциал не заблокирован: автомобиль не способен двигаться, если сцепление с поверхностью теряют два задних либо одно переднее колесо. Задний дифференциал заблокирован, центральный дифференциал заблокирован: автомобиль не способен двигаться, если сцепление с поверхностью одновременно теряют два задних и одно переднее колесо.

Система quattro II поколения

Начиная с 1988 года применялась на Audi 100 первого поколения на платформе C3 и Audi quattro до прекращения производства этих моделей. Устанавливалась на Audi 80/90 quattro нового поколения на платформе B3 (1989–1992 гг.), Audi 80 на платформе B4 (1992–1995 гг.), Audi S2 , Audi RS2 Avant , Audi 100 quattro на платформе C4 (1991–1994 гг.), Audi S4 , ранние модели Audi A6/S6 на платформе C4 (1995 г.).

V8 с автоматической коробкой передач .

Центральный дифференциал с планетарной передачей и многодисковой блокировочной муфтой с электронным управлением.

V8 с механической коробкой передач .

Центральный дифференциал Torsen Type 1.

Задний дифференциал Torsen Type 1.

Открытый передний дифференциал.

Особенности работы системы. Находясь на дороге, автомобиль не способен двигаться в случае одновременной потери сцепления с поверхностью одним передним и двумя задними колесами. Эффект чувствительности дифференциала к крутящему моменту при вывешивании одного из колес имеет место на Audi V8 с механической коробкой передач. С автоматической коробкой передач этот эффект отсутствует, поскольку на модели V8 с автоматической коробкой передач центральный дифференциал обеспечивает полную блокировку, даже если крутящий момент на прокручивающемся колесе не воспринимается дифференциалом. Модели с механической коробкой передач в большей степени схожи с заднеприводными автомобилями, поскольку при прохождении поворотов с подачей крутящего момента последний передается на внешнее заднее колесо. Благодаря этому обеспечивается более стабильное поведение автомобиля в поворотах, а также упрощается достижение избыточной поворачиваемости за счет мощности двигателя.

Система quattro IV поколения

Начиная с 1995 года применялась на Audi A4 / /RS 4 (платформа B5), Audi A6 /S6/allroad /RS6, Audi A8 / с механической и автоматической коробками передач. Устанавливалась также на VW Passat B5 , где изначально именовалась syncro, однако к моменту выхода на рынок США получила название 4motion. Применялась также на Volkswagen Phaeton и родственных автомобилях, построенных на платформе D компании Volkswagen Group . На Volkswagen Touareg применялась система 4Xmotion с особыми коробкой передач, раздаточными коробками и передними мостами.

Дифференциал с ручной блокировкой, применявшийся в более ранних версиях системы, заменен на традиционный открытый дифференциал с электронной системой блокировки (Electronic Differential Lock, EDL) (электронная система обнаруживает пробуксовку колес посредством датчиков скорости колес системы ABS и применяет тормозное усилие к буксующему колесу, тем самым передавая крутящий момент через открытый дифференциал на противоположное колесо, имеющее большее сцепление с поверхностью). Система EDL действует на скоростях до 80 км/ч (50 миль/ч) на всех моделях quattro (на моделях, не оснащенных системой quattro — до 40 км/ч (25 миль/ч)).

Центральный дифференциал Torsen Type 1 либо Type 2, «стандартное» разделение крутящего момента в соотношении 50:50, автоматическое направление до 75% крутящего момента на передний либо задний мост.

Система quattro V поколения

Центральный дифференциал Torsen Type 3 (Type «C»), «стандартное» разделение крутящего момента в соотношении 40:60 между передним и задним мостами соответственно, автоматическое направление до 80 % крутящего момента на любой из мостов посредством центрального дифференциала с большим отношением крутящих моментов 4:1. С помощью системы ESP возможна передача до 100 % крутящего момента на один мост.

Открытый задний дифференциал с электронной системой блокировки (Electronic Differential Lock, EDL) .

Открытый передний дифференциал с электронной системой блокировки (Electronic Differential Lock, EDL) .

Система quattro с векторизацией

С новым спортивным дифференциалом Audi в пятое поколение систем quattro пришла векторизация крутящего момента. Спортивный дифференциал Audi обеспечивал динамическое распределение крутящего момента в рамках заднего моста дебютного автомобиля — модели S4, построенной на платформе B8 (2008 г.). В настоящее время такой дифференциал предлагается в качестве дополнительного оборудования для всех автомобилей с полным приводом quattro, где по-прежнему применяется асимметричный (40:60) центральный дифференциал Torsen (Type «C»). Спортивный дифференциал заменяет собой обычный открытый задний дифференциал, тогда как на переднем мосту используется открытый дифференциал с электронной системой блокировки EDL .

Дифференциал заднего моста с векторизацией крутящего момента разработан и производится Audi. Предлагается для моделей Audi A4, A5, A6 и производных моделей (включая модели RS). Спортивный дифференциал избирательно распределяет крутящий момент между задними колесами, тем самым создавая поворачивающий момент, за счет которого улучшается управляемость, а также обеспечивается стабилизация при недостаточной либо избыточной поворачиваемости и, как следствие, повышается безопасность автомобиля.

В спортивном дифференциале применяются две совмещенные (повышающие) передачи, которые приводятся посредством многодисковых муфт, расположенных с каждой из сторон коронной шестерни дифференциала. При поступлении команды от программного обеспечения (используются поперечные и продольные датчики поворота автомобиля вокруг вертикальной оси, датчики скорости вращения колес системы ABS, а также датчик положения рулевого колеса) управляющее программное обеспечение (находящееся в блоке управления, расположенном в непосредственной близости к заднему дифференциалу) активирует соответствующий пакет муфты. В результате этого тяга выходного вала поступает на соответствующее колесо через повышающую передачу, тогда как другой вал по-прежнему приводит свое колесо непосредственно (пакет муфты не активирован). Выходной вал, вращающийся с большей скоростью, передает повышенный крутящий момент на соответствующее колесо, тем самым создавая поворачивающий момент. В «нормальных» условиях повышенный крутящий момент передается на колесо, расположенное с внешней стороны поворота, что увеличивает поворачивающий момент автомобиля. Иными словами, автомобиль «охотнее» выполняет поворот в направлении, указанном рулевым колесом.

Система quattro VI поколения

Компания Audi представила систему quattro шестого поколения в составе модели RS 5 2010 года. Основным изменением в VI поколении стала замена центрального дифференциала Torsen Type «C» дифференциалом на основе плоских зубчатых колес, разработанным в Audi. Новый центральный дифференциал на основе плоских зубчатых колес позволяет при необходимости передавать на передний и задний мосты до 70 % и до 85 % крутящего момента соответственно. Итогом этого усовершенствования системы quattro является способность электронных систем автомобиля в полной мере управлять динамическими характеристиками при любых вариациях качества сцепления колес с поверхностью, будь то прохождение поворота, ускорение, торможение или же любое сочетание таких маневров.

BorgWarner

Вышеупомянутая система полного привода на основе вязкостной муфты устанавливалась на автомобили с поперечным расположением двигателя, построенные на платформе A2 поколения Mk2, включая Volkswagen Golf Mk2 и Jetta . Система также применялась на Volkswagen Type 2 (T3) (Vanagon на рынке США), Golf и Jetta поколения Mk3, Volkswagen Passat B3 третьего поколения (который был основан на серьезно переработанной платформе A) и Volkswagen Eurovan.

Отметим, что в системе привода Vanagon присутствовало «смещение» в сторону заднего моста, поскольку сам автомобиль изначально являлся заднеприводным . Двигатель и мост с коробкой передач располагались сзади, тогда как вязкостная муфта находилась на переднем мосту около главной передачи. Все автомобили, оснащенные этой системой, имели обозначение Syncro.

Вместо центрального дифференциала установлена вязкостная муфта с механизмом свободного хода для отсоединения подключаемого моста при торможении.

Открытый задний дифференциал (механическая блокировка в качестве дополнительного оборудования для Vanagon).

Открытый передний дифференциал (механическая блокировка в качестве дополнительного оборудования для Vanagon).

Особенности работы системы. В «стандартных» условиях автомобиль остается переднеприводным (за исключением Vanagon, см. выше). При стандартных условиях 95% крутящего момента передается на передний мост. Поскольку вязкостная муфта считается «медленной» (необходимо определенное время для нагрева и затвердевания силиконового состава), на задний мост всегда передается 5% крутящего момента для поддержания вязкостной муфты в «состоянии готовности», что позволяет сократить время активации муфты. При пробуксовке муфта блокируется и на задний мост (передний мост в случае Vanagon) передается до 50% крутящего момента. Находясь на дороге, автомобиль не способен двигаться при одновременной потере сцепления одним передним и одним задним колесом.

Благодаря сегменту свободного хода, расположенному внутри заднего дифференциала, задние колеса могут вращаться быстрее передних, не провоцируя блокировку вязкостной муфты и применение тормозного усилия системой ABS к каждому из колес независимо. Из-за механизма свободного хода крутящий момент может передаваться на задний мост только при движении автомобиля вперед. Для обеспечения функционирования [[полный привод|полного привода} при движении задним ходом на картер дифференциала был установлен «дроссельный управляющий элемент» с вакуумным приводом. Это устройство блокирует механизм свободного хода при включении задней передачи. Механизм разблокируется при перемещении рычага переключения передач вправо и прохождении им положения третьей передачи. Система целенаправленно не производит разблокировку механизма свободного хода одновременно с выключением задней передачи. Это необходимо для предотвращения частых переходов из заблокированного состояния в незаблокированное и наоборот, например при попытках «раскачать» застрявший автомобиль (постоянные переключения с первой передачи на заднюю и обратно).

Недостатки этой системы полного привода связаны со временем срабатывания вязкостной муфты.

  1. При прохождении поворотов на скользкой поверхности с ускорением задний мост подключается с задержкой, что приводит к резкому изменению в поведении автомобиля (переход от недостаточной к избыточной поворачиваемости).
  2. При старте в песке передние колеса могут «уйти» в песок до момента активации полного привода.

Муфта Haldex

Начиная с 1998 года вязкостную муфту сменяет фрикционная муфта шведской компании Haldex Traction. Муфта Haldex используется компанией Audi в quattro-версиях Audi A3 , Audi S3 , а также Audi TT . Муфта также применяется компанией Volkswagen в 4motion-версиях Volkswagen Golf , Volkswagen Jetta и Golf R32 поколений Mk4 и Mk5, Volkswagen Sharan , Volkswagen Passat 6-го поколения (также основан на платформе A) и Transporter T5 . Для автомобилей Audi остается неизменным обозначение quattro, тогда как для автомобилей Volkswagen вводится название 4motion. В конструкции привода Škoda Octavia 4×4, SEAT León 4 и SEAT Alhambra 4 также применена муфта Haldex (эти автомобили созданы на базе моделей Volkswagen Group). Интересно, что в приводе Bugatti Veyron также используется муфта Haldex, однако здесь имеются особые коробка передач, раздаточная коробка, передний и задний мосты.

Тип системы: автоматический полный привод (подключаемый).

Многодисковая фрикционная муфта Haldex Traction с электронным управлением с помощью ЭБУ, выступающая в роли центрального псевдодифференциала.

Открытый задний дифференциал без электронной системы блокировки (EDL).

Открытый передний дифференциал с электронной системой блокировки (EDL).

Особенности работы системы. В обычном режиме автомобиль является переднеприводным . В зависимости от внешних условий устройство Haldex Traction может направлять до 100% крутящего момента на задний мост . Схема распределения крутящего момента в системах Haldex Traction для многих недостаточно ясна. В стандартных условиях фрикционная муфта Haldex работает в режиме 5% крутящего момента (5% делятся между передним и задним мостами; таким образом, 97,5% крутящего момента передаются на передний мост, 2,5% — на задний). В сложных условиях при потере сцепления обоими передними колесами муфта Haldex может блокироваться со 100%-м усилием сжатия. В этом случае, поскольку передача крутящего момента на передний мост не производится, весь крутящий момент (за вычетом потерь) поступает на задний мост. Разделение крутящего момента между левым и правым колесами достигается посредством традиционного открытого дифференциала. Если одна сторона ведущего моста теряет сцепление, в действие вступает система электронной блокировки дифференциала EDL, входящая в состав системы ESP. Система EDL осуществляет торможение отдельного буксующего колеса, благодаря чему крутящий момент передается на противоположное колесо моста через открытый дифференциал. На всех автомобилях с поперечным расположением двигателя, оснащенных полным приводом на основе фрикционной муфты Haldex Traction, система EDL контролирует только передние колеса.

Автомобили, оснащенные электронной системой блокировки (EDL) только для переднего дифференциала, не способны двигаться при одновременной потере сцепления двумя передними и одним задним колесом.

Опять-таки, вследствие ограничений, налагаемых электронной блокировкой дифференциала (см. описание системы quattro IV поколения выше), в условиях бездорожья автомобиль не способен двигаться уже при одновременной потере сцепления одним передним и одним задним колесом.

Система Haldex Traction имеет в большей степени реактивный, нежели упреждающий характер — для активации муфты Haldex и передачи крутящего момента на задний мост необходимо появление разницы между скоростью вращения колес переднего моста и скоростью вращения колес заднего моста. Такое условие не эквивалентно пробуксовке, поскольку система способна реагировать за время, меньшее времени полного оборота любого из колес автомобиля. Постоянное равномерное разделение крутящего момента, обеспечиваемое дифференциалом Torsen в условиях отсутствия пробуксовки, снижает вероятность ее появления.

Электронный блок управления муфты Haldex (ЭБУ) размыкает муфту Haldex в центральной муфте при начале торможения, чтобы обеспечить корректное функционирование системы ABS . При выполнении поворотов с малым радиусом на малой скорости (например, при парковке) электронный блок управления размыкает муфту, чтобы избежать появления циркулирующей мощности в трансмиссии. При активации электронной системы стабилизации (ESP) муфта Haldex размыкается, чтобы обеспечить системе ESP возможность эффективно контролировать автомобиль. Это происходит как при ускорении, так и при замедлении.

Послепродажная установка муфты Haldex

Центральная фрикционная муфта Haldex Traction нередко применяется для самостоятельного преобразования старых переднеприводных моделей Volkswagen в полноприводные . Считается, что такая муфта способна выдерживать более высокую мощность, нежели применявшаяся в syncro-автомобилях система на основе вязкостной муфты.

Преобразование производится путем установки заднего моста и соответствующей подвески с syncro-автомобиля на подходящий автомобиль-реципиент (т.е. Volkswagen Corrado либо Volkswagen Golf) с последующим изготовлением специализированного кронштейна для монтажа задней муфты Haldex.

Приверженцы такой модификации зачастую применяют оригинальный электронный блок управления и программу управления двигателем с более современного автомобиля Volkswagen Group для управления центральной муфтой Haldex посредством стандартных датчиков скорости вращения колес системы ABS или же приобретают контроллеры сторонних изготовителей, обеспечивающие соответствующую широтно-импульсную модуляцию , за счет чего активацией муфты и передачей мощности на задние колеса можно управлять с помощью простого поворотного регулятора либо с использованием данных от датчика положения дроссельной заслонки (throttle position sensor, TPS).

Маркетинг

В рамках рекламной кампании технологий полного привода quattro от Audi был снят телевизионный рекламный ролик под названием «Ахав», по мотивам классического романа Германа Мелвилла «Моби Дик». Национальная премьера ролика должна состояться в 2012 году во время игр Национальной футбольной лиги США .

См. также

  • 4Matic — система полного привода компании Mercedes-Benz
  • S-AWC Mitsubishi Motors
  • SH-AWD — система полного привода с векторизацией крутящего момента компании Honda
  • Полный привод — история полноприводных легковых автомобилей

Примечания

Внешние источники

  • Audi.com международный корпоративный портал
  • Independent grip. Intelligently applied страница, посвященная quattro, на сайте представительства Audi в Великобритании
Volkswagen Group

Подразделения
и дочерние компании

FAW-VW Automobile (40%) IAV (50%) Porsche (49,9 %) Shanghai Volkswagen (50%) Suzuki Motor Corporation (19.9%)

Продукты и технологии

Автоштадт Эра-Лессин Заводы
Карл Хан (Carl Hahn) (почетный председатель) Айвэн Херст (Ivan Hirst) (бывший директор) Рудольф Леидинг (Rudolf Leiding) Курт Лотц (Kurt Lotz) (бывший генеральный директор) Генрих Нордхофф (Heinrich Nordhoff) (бывший директор) Фердинанд Пиех (Ferdinand Piëch) (глава наблюдательного совета) Бернд Пишетсридер (Bernd Pischetsrieder) (бывший генеральный директор) Тони Шмюкер (Toni Schmücker) (бывший генеральный директор) Мартин Винтеркорн (Martin Winterkorn) (действующий председатель правления)
Commons

Шаблон:Audi — марка компании Volkswagen Group

Хронология Audi , европейский рынок, 1970-е – настоящее время — марка компании Volkswagen Group
тип /
класс
1970-е 1980-е 1990-е 2000-е 2010-е
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2
supermini 50 (86) A2 (8Z) A1 (8X)
Малогабаритный семейный автомобиль A3 (8L) A3 (8P) A3 (8V)
S3 (8L) S3 (8P)
Компактный автомобиль бизнес-класса F103 series 80 (82) 80 / 90 (81) 80 / 90 (89) 80 (8C) A4 (8D) A4 (8E) A4 (8K)
S4 (8D) S4 (8E) S4 (8K)
Среднегабаритный автомобиль бизнес-класса 100 (F104/43/44/4A) / 200 (44) A6 (4A) A6 (4B) A6 (4F) A6 (4G)
Ur-S4 (4A) Ur-S6 (4A) S6 (4B) S6 (4F)
Крупногабаритный роскошный автомобиль V8 (4C) A8 (4D) A8 (4E) A8 (4H)
S8 (4D) S8 (4E)
Компактное купе TT Coupé (8N) TT Coupé (8J)
Компактный родстер TT Roadster (8N)

    Запатентованная еще в 80-х годах компанией Ауди, система полного привода Quattro более 20 лет подряд устанавливалась на большинство моделей бренда.

    Однако ей на смену пришла более совершенная версия трансмиссии E-tron Quattro. Продолжительное время использования этой системы полного привода обусловлено его инновационной конструкцией, которая отличается своей простотой и практичностью. Устройство трансмиссии рассчитано таким образом, что крутящее усилие с силового агрегата через нее равномерно распределяется между колесными парами, что благоприятно отражается на управлении автомобилем. Как только такая система трансмиссии стала устанавливаться на модельный ряд компании Ауди, продажи автомобилей резко увеличились.

    Как появилась Quattro?

    Примечательно, что более-менее совершенная конструкция полноприводной трансмиссии появилась еще в 70-х годах XIX века. Однако до конца 1977 года систему полного привода нельзя было назвать совершенной. Именно в то время один из директоров автоконцерна Audi Фердинанд Пиех поставил перед инженерами компании задачу усовершенствования трансмиссии для ее последующего использования в конструкции легковых транспортных средств. Воплотить в жизнь идею гендиректора полностью удалось инженерам Вальтеру Трезеру и Йоргу Бенсингеру в тестовой модели известной А1. Прототип представлял собой рестайлинг спорткара Ауди80, с установленным на него доработанным полным приводом от внедорожника Iltis.

    Задний привод в тестовой А1 был заменен передней осью внедорожника с доработанной конструкцией дифференциальной системы. Ее конструкция была идентична конструкции, которая использовалась на Iltis, с той лишь разницей, что инженеры установили ее на заднюю часть авто, повысив тем самым его ходовые характеристики. Несмотря на то, что система на «отлично» прошла весь тестовый период, все же ее дальнейшая судьба полностью зависела от решения руководства компании Volkswagen, поскольку Ауди в то время уже входила в ее состав.

    После ряда испытаний системы на зимней трассе, которыми руководил лично председатель совета директоров Volkswagen, трансмиссия отправилась на доработку. А причиной этому стала плохая устойчивость автомобиля во время вхождения в крутой поворот, из-за чего машина попросту могла опрокинуться. Решением проблемы стало использование межосевого дифференциала, который размещался сразу за КПП и агрегатировался с валом специальной конструкции. Одна сторона дифференциала была состыкована с приводом передней колесной пары, а другая через карданный вал приводила в движение задние колеса. После всех испытаний, которые доработанная система Quattro с успехом выдержала, было принято решение о ее серийном использовании. Первыми ласточками, на которые устанавливалась эта трансмиссия стали легендарные модели Ауди80, которые и сегодня можно встретить на дорогах нашей страны.

    Спортивные победы

    С появлением данного типа трансмиссии, оборудованные ей автомобили, которые участвовали в раллийных гонках не оставляли никакого шанса на победу прочим видам спортивного транспорта. Более десятилетия система Quattro позволяла гонщикам выигрывать драгоценные секунды у более сильных соперников, и, в итоге, побеждать на престижных соревнованиях. Порой, правила автогонок и вовсе можно было назвать абсурдными, поскольку к автомобилям с такой системой на финише добавляли дополнительное время, а отдельные модели исключались из участия в соревнованиях.

    Несмотря на все запреты, полный привод от Ауди стали использовать все больше команд, благодаря чему автомобилям с ним удалось победить престижные мировые соревнования, такие как ралли Финляндии, Португалии, Аргентины и д. р. Поэтому федерацией автомобильного спорта был снят запрет на участие в гонках автомобилей с описываемой трансмиссией. После этого инженеры компании приступили к разработке специальных спортивных версий полноприводной системы, и к ее названию добавились приставки «Sport» и «Rally».

    Однако после пятнадцатилетнего лидирования автомобилей с системой Quattro во всех соревнованиях, в 1997 году FIA (Международная автомобильная федерация) наложила полный запрет на их участие в раллийных гонках. Поэтому такая трансмиссия сегодня является прерогативой исключительно гражданских транспортных средств.

    Особенности конструкции

    Как и у любого механизма, у системы Quattro есть свои модификации, большинство из которых разрабатывались под конкретную модель автотранспорта концерна Ауди. Однако, вне зависимости от модификации, конструкция трансмиссии содержит следующие постоянные элементы:

    1. КПП – позволяет выбрать и поддерживать предпочтительный скоростной режим во время движения.

    2. Механизм главной передачи – благодаря ему усиливается величина крутящего момента передаваемого на все ведущие колеса.

    3. Раздаточный механизм (коробка) служит для правильного распределения усилия между ведущими осями.

    4. Система карданной передачи. Благодаря ей можно обеспечить передачу усилия определенному валу.

    5. Дифференциал – предназначается для распределения мощности силового агрегата между всеми элементами полного привода.

    Стоит отметить, что каких-либо серьезных поломок системы полного привода за все ее время существования практически не возникало. В основном неисправности проявлялись после неправильной эксплуатации полного привода. В состав трансмиссии могли входить механическая либо автоматическая КПП, дополненные специальным раздаточным механизмом. Конструкция раздаточной коробки была дополнена межосевым дифференциалом, посредством которого осуществлялось распределение нагрузки между ведомыми и ведущими колесными парами. Коробка передач могла находиться в едином корпусе с раздаточной, а распределение передаваемого усилия осуществлялось через систему зубчатой передачи либо через отдельный вал привода.

    Кстати, межосевой дифференциал системы также многократно усовершенствовался, пока его конструкция не стала соответствовать всем требованиям. Изначально он представлял собой свободную систему механической передачи, оборудованную блокировкой. Но, спустя некоторое время, эта конструкция была заменена более совершенной, которая позволяет передать около 80% нагрузки на каждую из колесных пар. Эта система получила название «Torsen»(торсен). Однако и она не осталась без изменений. После модернизации в 2007 году перераспределение усилия составило порядка 70% на каждую колесную пару, при этом увеличилось сцепление колес с покрытием дороги. Несколько позже на модельном ряде Ауди использовалась уже новая система ассиметричного дифференциала, обладающая функцией включения блокировки моста в случае необходимости, при этом нагрузка распределялась следующим образом: 70% полагалось передним колесам, и около 85% — задним.

    После последней модернизации в 2010 году конструкция системы стала гибридной. Это говорит о том, что задняя колесная пара приводится в движение при помощи элетропривода, который имеет отдельное питание от батареи. Подобное нововведение помогло снизить содержание вредных веществ в выхлопе автомобиля оборудованного полноприводной трансмиссией описываемого типа.

    Плюсы и минусы

    Естественно, что система Кватро не лишена своих достоинств и недостатков. К положительным характеристиками автомобилей, оборудованных данным типом трансмиссии можно отнести:

    Повышенные динамические характеристики;

    Полноценный «тормоз двигателем»;

    Многократно повышенную проходимость;

    Стабильность в управлении транспортным средством.

    Помимо описанных плюсов у автомобилей марки Audi, которые оборудованы этой системой трансмиссии, при нажатии на акселератор даже на скользкой дороге отсутствует пробуксовка ведущих колес за счет того, что оба моста вращаются с одинаковой скоростью, позволяющей стабилизировать движение. Главное, чтобы покрышки транспортного средства не были слишком изношенными.

    От достоинств перейдем к недостаткам. Основными минусами системы Quattro считаются:

    Повышенное потребление топлива;

    Обязательно бережное (!) вождение автомобиля, которое исключает резкие перемены дорожного полотна;

    В случае поломки трансмиссии, на ее восстановление придется выложить круглую сумму.

    Но, пожалуй, самым неожиданным минусом системы является вероятность заносов транспортного средства при возникновении непредвиденных ситуаций в момент движения. Причина этого заключается в том, что большинство автомобилистов при выполнении поворота на большой скорости полагаются на электронную систему управления. Увы, она не может «думать» слишком быстро. ЭБУ системы Quattro попросту не успевает обработать все команды датчиков, поступающие в момент выполнения резкого маневра, вследствие чего система работает некорректно, и машина уходит в занос. В таких случаях не стоит вдавливать «в пол» акселератор, поскольку есть риск стать виновником серьезного ДТП.

    Легендарные Ауди с системой Quattro

    Несмотря на то, что на протяжении нескольких десятилетий рассматриваемый в статье тип трансмиссии устанавливался на большинстве автомобилей модельного ряда Audi и Volkswagen, среди всех транспортных средств, завоевавших звание «легендарные покорители дорог» можно выделить всего лишь несколько. Помимо легендарных А1 и Ауди 80 к ним относятся спорткар Quattro Coupe, который на протяжении нескольких лет выпускался в различных вариациях, и стал любимцем автомобилистов благодаря высоким динамическим показателям и стильному дизайну. А для любителей активной езды с комфортом специально была разработана модель Avant Quattro.

    Свои положительные и отрицательные отзывы о системе полного привода AUDI quattro Вы можете оставлять в комментариях.

    Видео о работе системы полного привода Кваттро на примере Ауди RS5:

Система полного привода, разработанная немецким производителем Audi, прошла долгий путь развития, который начинался с небольшого военного авто Iltis, собранного разработчиками Volkswagen. Она быстро усовершенствовалась и совсем скоро оставила всех своих сородичей далеко позади, крепко заняв позиции лидера. Даже многие асы ралли предпочли Quattro перед многими другими моделями.

Ниже рассмотрим наиболее известные полноприводные машины из Германии, ставшие легендами автомобильной истории. Но перед этим ознакомимся с неоспоримыми преимуществами системы, а также ее некоторыми недостатками.

Преимущества и недостатки автомобилей, оснащенных полным приводом

Итак, вот какие основные достоинства полноприводных моделей Ауди можно выделить:

  • высокие показатели проходимости;
  • вне зависимости от того, в каком состоянии находится дорожное покрытие, начало движения и осуществление разгона происходят на хорошем ускорении без нежелательных пробуксовок;
  • чувствительная управляемость;
  • стремительность и устойчивость;
  • эффективное торможение двигателем.

Автомобили Ауди с полным приводом имеют и некоторые недостатки :

  • больший расход топлива;
  • цены на авто на порядок выше;
  • в случае возникновения экстремальных ситуаций можно резко и неожиданно потерять курсовую устойчивость и управление, если отсутствуют хорошие навыки вождения;
  • конструктивная сложность, что влечет за собой достаточно дорогостоящий и трудоемкий ремонт.

Обзор популярных моделей авто Ауди: полный привод Quattro

Audi Quattro Coupe

Quattro Coupe имеет изящный вид, который образуют тонкие стойки кузова и небольшие колеса. Он оснащен турбированным пятицилиндровым двигателем с хорошими показателями мощности и крутящего момента. Авто способно произвести разгон буквально за 7 секунд. Его максимальная скорость – 220 километров в час. Машина обладает отличным сцеплением.

Рулевое управление отличается легкостью и неторопливостью, но в то же время неплохой информативностью. Руль привлекателен тем, что на нем можно создать идеальное усилие, придающее определенное чувство уверенности.

Audi Sport Quattro

Ауди Спорт стала своеобразным экстремальным решением разработчиков. Она приобрела более укороченную колесную базу, ее вес составил 1.2 тонны с мощностью в 302 л. с. Автомобиль может разогнаться с места всего лишь за 4.8 секунд до 100 километров. Он стал величайшим представителем авто с направлением ралли за всю историю своего производителя. Его отличительные черты – «ноздри» в капоте для дополнительного забора воздуха и «жабры» в крыльях для отвода горючего.

Рулевое управление достаточно тяжелое, но отзывчивое. Сцепление и двигательная система характеризуются определенной жесткостью. При поворотах отсутствует крен, руль очень информативен. Маневры автомобиль совершает охотно и легко, с изменением баланса, исходя из уровня открытия заслонки и работы педали тормоза.

Audi RS4 Avant

Эта модель Ауди, оснащенная системой полного привода , сочетает в себе классические черты с современными. Она компактна и прямолинейна, обладает хорошей обзорностью и великолепным качеством сборки. Отличительная черта – мощнейший восьмицилиндровый мотор, который развивает довольно высокую скорость за считанные секунды.

RS4 обладает хорошей подвеской, контролем крена, усовершенствованной гидравлической системой, которая способна стабилизировать положение кузова при поворотных маневрах без нарушения общего баланса. Авто отличается определенной пластичностью и превосходным контролем на дороге. Рулевое управление легкое, но при этом абсолютно уверенное.

Полноприводные автомобили Audi прекрасно подойдут для любителей высоких скоростей, и при этом безопасной езды, ценителей путешествий и активного отдыха на природе. Такое авто сможет выгодно подчеркнуть ваш идеальный стиль и солидность.

Система полного привода quattro является системой постоянного полного привода, в которой крутящий момент постоянно передается на все колеса автомобиля. С 1980 года название quattro используется автопроизводителем Audi для обозначения системы полного привода своих автомобилей и является зарегистрированным товарным знаком. Отличительной особенностью системы quattro является продольное расположение двигателя и элементов трансмиссии, которое характерно для большинства автомобилей Audi.

Несмотря на различия в конструкции систем конкретных автомобилей, система quattro включает следующие традиционные элементы полноприводной трансмиссии: коробку передач, раздаточную коробка, карданную передачу, главную передачу и межколесный дифференциал на каждой оси.

В трансмиссии quattro может устанавливаться как механическая коробка передач , так и коробка-автомат .

Перспективная версия системы полного привода от Audi основана на использовании гибридной силовой установки и носит название E-tron quattro . Данную систему планируется устанавливать на серийные автомобили с 2014 года.

Конструктивно система E-tron quattro включает в дополнение к двигателю внутреннего сгорания и коробке передач два электродвигателя — мощностью 33 кВт на передней оси и 60 кВТ — на задней. При этом задняя ось имеет только электрический привод. Питание электродвигателей осуществляется от литий-ионной аккумуляторной батареи, установленной в центральном тоннеле автомобиля.

Quattro – это зарегистрированная компанией Audi технология полного привода, которая впервые появилась на автомобилях этой немецкой марки в 1980 году. Первой моделью, на которой появился полный привод Quattro, стало двухдверное купе Audi Quattro. Впоследствии полным приводом Quattro начали оснащаться все модели, выпускаемые этой компанией. Особенность этой технологии состоит в том, что система полного привода применяется на автомобилях с продольным размещением двигателя и трансмиссии. Принято выделять шесть неофициальных поколений системы полного привода Quattro.

Первое поколение производилось с 1980 по 1987 годы. Особенностью этого поколения Quattro являлось применение трех открытых дифференциалов (переднего, заднего и центрального), причем, передний дифференциал был без функции блокировки, а задний и центральный имели функцию ручной блокировки.

Второе поколение системы Quattro выпускалось с 1988 по 1995 годы. Особенностью этого поколения стало применение центрального дифференциала Torsen, который при езде по нормальному дорожному покрытию равномерно распределял крутящий момент по обеим осям, а при надобности мог перенаправить до 75% момента на нужную ось.

Третье поколение Quattro выпускалось одновременно со вторым, но устанавливалась эта система только на Audi V8. Спецификой этого поколения системы полного привода было применение центрального дифференциала с планетарной передачей и многодисковой блокировочной муфтой, которая управлялась электроникой. Такой вариант Quattro был характерен для модификаций с автоматической КПП. Для версий с механической КПП центральным дифференциалом служил Torsen.

Четвертое поколение системы Quattro устанавливается на полноприводные модификации моделей Audi с 1995 года. Изменения, которые коснулись этой генерации системы полного привода, касаются применения электронной блокировки EDL для открытых переднего и заднего дифференциалов. Центральный дифференциал – Torsen второго поколения.

В пятом поколении Quattro, которым начали комплектовать модели Audi с 2006 года, преобразования коснулись центрального дифференциала. Тут стоял Torsen третьего поколения со стандартным распределением крутящего момента 40/60 между передней и задней осью. В условиях плохого сцепления с дорожным покрытием, дифференциал изменял соотношение крутящего момента, передавая от 80 до 100% (при содействии системы ESP) момента на один из мостов.

Наконец, шестое, вышедшее в 2010 году, поколение Quattro отметилось заменой Torsen на центральный с плоскими зубчатыми шестернями. Он позволяет распределять на переднюю ось до 75%, а на заднюю – до 80% крутящего момента.

Схема quattro. 1) коробка передач 2)
раздаточная коробка 3) карданная передача
4) главная передача и задний межколесный дифференциал
5) вал привода передней оси
6) главная передача и передний межколесный дифференциал

Torsen

Torsen Torque-Sensing (полное название Torsen тяга) является разновидностью дифференциал повышенного трения используется в автомобили.

Это было изобретено Американец Вернон Глисман[1] и изготовлен Корпорация Глисон. Торсен — это чемодан из Измерение крутящего момента. Торсен и Торсен тяги зарегистрированы товарные знаки из JTEKT Torsen North America Inc (ранее Zexel Corporation, ранее Gleason Power Systems). Все Торсен дифференциалы берут свое начало в дифференциале с двойным приводом, который был изобретен и запатентован Глисманом в 1958 году.

Использовать

Дифференциалы Torsen можно использовать в одном или нескольких положениях на автомобиль:

  • центр — используется для распределения подходящих крутящий момент распределение между передней и задней осью на полный привод средство передвижения.
  • задний — используется для распределения соответствующего крутящего момента между левой и правой сторонами задних мостов. Это может быть либо на задний привод или полноприводный автомобиль.
  • передний — используется для распределения соответствующего крутящего момента между левой и правой сторонами передних мостов. Это может быть либо на передний привод или полноприводный автомобиль.

Например, полноприводное транспортное средство может использовать один, два или три дифференциала Torsen.

Типы

По состоянию на 2008 г.[Обновить], существует три типа дифференциалов Торсена.

  1. Оригинал Торсен Т-1 (Тип А) использует перекрещенную ось косозубые шестерни для ограничения разделения крутящего момента. Тип I может быть разработан для более высоких коэффициентов смещения крутящего момента, чем Тип II, но обычно имеет более высокий люфт и потенциальные проблемы с шумом, вибрацией и жесткостью (NVH) и требует точной настройки / установки.
  2. Позже Торсен Т-2 (Тип В) использует параллельная передача расположение для достижения аналогичного эффекта. Существует также специальное применение Т-2, известное как Т-2Р (RaceMaster).
  3. Последний Торсен Т-3 (Тип С) это планетарный тип дифференциал, в котором номинальное разделение крутящего момента не 50:50. Тип C доступен как в одинарной, так и в сдвоенной версии; дифференциал Torsen Twin C имеет передний и центральный дифференциалы в одном устройстве.

Torsen T-3 в настоящее время используется в качестве центрального дифференциала во всех не-Haldex Traction Audi модели с автоматической коробкой передач ZF Quattro полноприводный автомобиль, Такие как: Audi A6, Audi A7, и Audi Q7. Audi использует механический центральный дифференциал «коронного колеса» для всех продольных вариантов с трансмиссиями с двойным сцеплением, такими как 2013/14 S4 / RS4. Альфа-Ромео использовал двойной дифференциал Torsen C в Alfa Romeo 156 Кроссвагон Q4, а также в 159, Альфа Ромео Брера и Паук Модели Q4. Также, Toyota использует Torsen T-3 в межосевом дифференциале 4Бегун Ограничено, FJ Cruiser 6-ступенчатая механика, Лэнд Крузер и Лексус GX470, с функцией ручной блокировки, и Дженерал Моторс использовал межосевой дифференциал Torsen T-3 в раздаточной коробке Chevrolet TrailBlazer SS и Saab 9-7X (Только модель Aero).

Поведение дифференциалов Торсена

Дифференциал Torsen работает как обычный дифференциал, но может заблокироваться, если возникает дисбаланс крутящего момента, причем максимальное соотношение дисбаланса крутящего момента определяется отношением смещения крутящего момента (TBR).[2] Когда у Torsen TBR 3: 1, это означает, что одна сторона дифференциала может обрабатывать до 75%, в то время как другая сторона должна обрабатывать только 25% приложенного крутящего момента. При разгоне при асимметричном тяга условиях, пока сторона с более высоким тяговым усилием может справиться с более высоким процентом приложенного крутящего момента, никакие относительные пробуксовка произойдет. Когда разность тяги превышает TBR, более медленная выходная сторона дифференциала получает тяговый момент более быстрого колеса, умноженный на TBR; любой дополнительный крутящий момент, оставшийся от приложенного крутящего момента, способствует угловое ускорение более быстрой выходной стороны дифференциала.

Не следует путать TBR с функцией неравномерного распределения крутящего момента в Torsen III планетарного типа. Планетарный редуктор позволяет межосевому дифференциалу Torsen III неравномерно распределять крутящий момент между передней и задней осями во время нормальной работы (полная тяга), не вызывая перекручивания трансмиссии. Эта функция не зависит от коэффициента смещения крутящего момента.

Торсенс на переднем и / или заднем мостах

Когда автомобиль находится в повороте, внешнее колесо будет вращаться быстрее, чем внутреннее колесо. Трение в дифференциале будет препятствовать движению, и это поможет медленный более быстрая сторона и ускориться более медленная / внутренняя сторона. Это приводит к асимметричному распределению крутящего момента на ведущих колесах, соответствующему TBR. Прохождение поворотов таким образом снизит крутящий момент, прилагаемый к внешней шине, что, возможно, приведет к большей мощности в повороте, если только внутреннее колесо не будет подавлено (что легче сделать, чем с открытым дифференциалом). Когда внутренняя шина (которая имеет меньшее сцепление с дорогой из-за переноса веса из-за поперечного ускорения) выходит из строя, она ускоряется до скорости внешнего колеса (небольшой процент пробуксовки колеса), и дифференциал блокируется, и если разница в сцеплении не превышает TBR , тогда к внешнему колесу будет приложен более высокий крутящий момент. Если разница в сцеплении превышает TBR, внешняя шина получает тяговый крутящий момент внутреннего колеса, умноженный на TBR, а оставшийся крутящий момент, приложенный к дифференциалу, способствует ускорению вращения колеса.

Когда используется дифференциал Torsen, медленно движущееся колесо всегда получает больший крутящий момент, чем более быстрое колесо. Torsen T-2R RaceMaster — единственный Torsen с преднатягом схватить. Таким образом, даже если колесо находится в воздухе, крутящий момент прилагается к другой стороне. Если бы одно колесо было поднято в воздух, обычные блоки Torsen действовали бы как открытый дифференциал, и крутящий момент не передавался бы другому колесу. Здесь может помочь «фокус» стояночного тормоза. Если задействован стояночный тормоз, предполагая, что стояночный тормоз оказывает равномерное сопротивление с каждой стороны, то сопротивление бортовой стороны «умножается» через дифференциал, и TBR, умноженное на крутящий момент сопротивления, применяется к другой стороне. Таким образом, наземная сторона будет видеть (крутящий момент сопротивления TBR X) минус крутящий момент сопротивления, и это может восстановить движение вперед или назад. В Хаммере /HMMWV В приложениях используются как передний, так и задний дифференциалы Torsen, поэтому использование основных тормозов задействует этот «трюк» на обеих осях одновременно.

Пользователи Torsen

Дифференциалы Torsen используются во многих различных Audi Quattro модели, за исключением A3 и S3 и TT, который имеет поперечно расположенные двигатели и использовать системы Haldex Traction 4WD.

Он также используется в третьем и четвертом поколении. Toyota Supra (Необязательно) и третьего поколения Toyota Soarer, платформа B5 ревизия Фольксваген Пассат 4motion (на основе Audi A4), Mazda MX-5 / Miata С 1994 по 1995 год имел Torsen Type I, а модели с конца 1995 по 2002 год имели Torsen Type II, модели 2002-2003 года выпуска Nissan Maxima SE 6 МКПП, Honda S2000, и 1999-2002 S15 Nissan Silvia Spec R. Lancia Delta Integrale, то Peugeot 405 Т16, а также модель 1999-2002 гг. Понтиак Жар-птица и Шевроле Камаро, имел дифференциал Torsen. Группа Rover оснастила Torsen типом 1, а позже типом 2, моделями высокопроизводительных переднеприводных двигателей с турбонаддувом (220, 420, 620ti и 800 Vitesse). Группа Rover предпочла использовать дифференциал Torsen; он намного лучше контролирует пробуксовку колес на переднеприводных автомобилях, чем электронные системы, снижающие мощность двигателя и, следовательно, производительность.

В Humvee использует два Torsens, передний и задний, с обычным блокируемым вручную межосевым дифференциалом (раздаточная коробка AMG NVG242HD) в центре.

Другие пользователи дифференциала повышенного трения Torsen включают Toyota 86 и Subaru BRZ, выпущенные в 2012 году.

Первым автомобилем компании Ford, который использовал дифференциал Torsen, был Ford Ranger FX4 2002 года, переименованный в 2003+ годах в FX4 Level II, все из которых использовали T-2R только в заднем дифференциале. Начиная с 2012 года, Ford F-150 SVT Raptor использует передний дифференциал Torsen, а Ford Mustang Boss 302 — задний дифференциал Torsen.

AMG предлагала дифференциалы Torsen в качестве опции еще в 1988 году для новых, а также для модернизации автомобилей Mercedes Benz серий 107, 116, 123, 126.

Toyota Altezza (продаваемая в США и Канаде как Lexus IS200 и IS300) шла с дифференциалом Torsen. Для моделей Lexus он был включен во все модели с механической коробкой передач, дополнительно заводская комплектация автоматической коробкой передач. Toyota Altezza была стандартной для всех моделей SXE10 с механической коробкой передач (с двигателем Beams 3S-GE 5-го поколения и 6-ступенчатой ​​механической коробкой передач J160).

Приложения Torsen

Центр

  • Альфа-Ромео Версии Q4: 156 Кроссвагон и Спортвагон, 159, Brera & Spider Q4
  • quattro версии Audi:
    • Audi Quattro (с 1987 г.)
    • Audi 80 и 90, Audi S2, Audi RS2 Avant
    • Audi 100 / Audi 200 / Audi 5000
    • Audi Coupé quattro
    • Audi A4, Audi S4, Audi RS4
    • Audi A5, Audi S5, Audi RS5
    • Audi A6, Audi S6, Audi RS6
    • Audi A7, Audi S7, Audi RS7
    • Audi A8, Audi S8
    • Audi allroad quattro
    • Audi Q5, Audi SQ5
    • Audi Q7, Audi SQ7
    • Audi Q8, Audi SQ8, Audi RSQ8
    • Audi V8 (механическая коробка передач)
  • Chevrolet TrailBlazer SS
  • Lexus GX, LS 600h / LS 600h L, LX
  • Митсубиси Тритон 5-е поколение
  • Range Rover L322
  • Saab 9-7X Аэро
  • Toyota: 4Бегун Ограничено, FJ Cruiser 6-ступенчатая механика, Toyota Landcruiser 200, Toyota Landcruiser 120/150, Тойота Фортунер, Тойота Ленд Крузер Прадо, Toyota Sequoia, Toyota Celica GT-Four / All-trac ST165, ST185, ST205, Toyota Caldina GTT и GT-Four
  • Фольксваген: Пассат (под маркой 4motion) (Платформа B5), Amarok (только постоянная версия 4motion)

Центр и тыл

Передний и задний мосты

Только передняя ось

Только задний мост

  • AMG дооборудован и опционально для автомобилей Mercedes 107, 116, 123, 126
  • Audi V8 с автоматической коробкой передач
  • Audi R8
  • Альфа-Ромео: 155 Q4, 164 Q4
  • BMW Z3[нужна цитата]
  • Citroën BX 4×4 с АБС (такой же, как Peugeot 405 4×4)
  • Dodge / Ram Heavy Duty 2003-настоящее время Оснащен задним мостом 11,5 AAM
  • Ford Ranger FX4 Только 2002, Ranger FX4 Level II 2003-2009
  • Honda S2000
  • Hyundai Genesis Coupe
  • Lancia Delta Integrale
  • Lexus IS, Lexus IS F, Lexus LC, Lexus LFA
  • Maserati Biturbo
  • Mazda: Miata / MX-5 (опция на моделях 94-05 с ручным управлением), RX-7, RX-8
  • Nissan Silvia S15 SpecR
  • Nissan Skyline R34 GTT, 25GT-X, 25GT-V Руководство
  • Peugeot 405 4×4 с АБС (как Citroën BX 4×4)
  • Peugeot 505 турбо-седан (только 1989 модельного года)
  • Subaru Impreza WRX STI (2007 – настоящее время)
  • Toyota Caldina Только ST215-W[4]
  • Toyota Celica GT-Four, Toyota Supra, Toyota Soarer, Тойота Аристо, Toyota Mark II, Toyota Chaser, Toyota Cresta, Toyota Verossa, Toyota Altezza, Toyota RAV4, Toyota MR2 Spyder, Limited, Toyota Yaris GR-Four
  • Понтиак Жар-птица 4-е поколение, только годы 1999-2002
  • Шевроле Камаро 4-е поколение, только годы 1999-2002
  • Chevrolet Camaro SS, Pontiac Fire Hawk & Comp T / A 4-го поколения, опция в 1996-1997 годах
  • Subaru Legacy спец. B
  • 2012 и 2013 Ford Mustang Boss 302, вариант. Стандарт на Laguna Seca Edition.
  • Ford Mustang Shelby GT500 2014 года, вариант.
  • 2014 Ford Mustang GT, входит в пакет GT Track.
  • 2015-2017 Ford Mustang GT, входит в состав Performance Package.
  • Toyota GT86 (также продается как Subaru BRZ и Scion FR-S на разных рынках)
  • Super Duty F-450/550 99-Current Ford.

Рекомендации

внешняя ссылка

что такое дифференциал и зачем он нужен


Дифференциал в автомобиле — это конструкция в авто, представляющая собой часть трансмиссии. Узел обеспечивает возможность обеспечить разные угловые скорости для колес машины. При повороте колёса – находящиеся с внешней стороны, движутся со своей скоростью, а внутренние – со своей.

Это естественно, ведь диаметр поворота у них различается. Это легко проследить, если нарисовать схему перемещения авто на повороте или в круговом движении. Внешние колеса всегда описывают бОльший круг, чем внутренние.

Соответственно для плавного, комфортного передвижения они должны вращаться по- разному. В этом как раз назначение дифференциала.

Как работает дифференциал


4x4action.ru
На языке специалистов устройство занимается распределением крутящего момента, из карданного вала на ведущие колеса. Передние или задние — это зависит от типа привода. Для чего нужен дифференциал? — Он предотвращает пробуксовку какого-либо колеса, позволяя движение колес с разной скоростью, чтобы проделывать необходимый им путь на повороте.

Можно сформулировать принцип работы этого механизма:

  1. Обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя на колеса.
  2. Вслед за коробкой передач уменьшает число оборотов на пути к колесам, благодаря чему растет крутящий момент.
  3. При передаче энергетического движения на колеса механизм за счет сложного шестереночного сцепления создает свою скорость на каждом из них.

Вязкостная муфта (Вискомуфта, Viskodrive)

Рис.5Упрощенный вариант фрикционного дифференциала. На одной из полуосей имеется резервуар, заполненный вязкой жидкостью. В эту жидкость погружены два пакета дисков; один соединен с ротором, второй с полуосью. Чем больше разница в скоростях колес, тем больше разница в скоростях вращения дисков, и тем больше вязкое сопротивление.Достоинство такой конструкции в простоте и дешевизне. Недостаток в том, что вязкостная муфта довольно инерционна и отказывается работать на полном бездорожье. Хороших ходовых качеств вязкостная муфта не обеспечивает и применяется только в «паркетниках» (вседорожниках, которые жертвуют проходимостью ради комфорта) между осями. Для установки в качестве осевого дифференциала такая конструкция слишком громоздка. Иногда вместо дифференциала ставят коническую зубчатую передачу с вязкостной муфтой на одной из полуосей.Кулачковый/зубчатый самоблокирующийся дифференциалРис.6Рис.7Рис.8На картинках изображены: кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit Locker и Detroit E-Z Locker (компания Tractech).Принцип действия аналогичен, но полуоси соединяются зубчатой или кулачковой парой. Таким образом, при пробуксовке одного из колес дифференциал резко блокируется. Поэтому такая система применяется только в военной и специальной технике (например, в бронетранспортерах), где нужно большое тяговое усилие и высокая долговечность в ущерб управляемости.

Гидророторный самоблокирующийся дифференциал

Попытка повысить эффективность и долговечность фрикционного дифференциала. При возникновении разницы в угловых скоростях насос закачивает жидкость в цилиндр, и поршень сжимает фрикционный пакет, блокируя дифференциал.Довольно часто фрикционные блоки подпружинивают. Такие дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Nissan Terrano, Kia Sportage и. т. п. Американская компания ASHA Corp. пошла дальше, снабдив пакет фрикционов LSD дифференциала устройством блокировки, состоящего из насоса с поршнем (Героторный дифференциал). При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки насос нагнетает масло (жидкость) на поршень и сдавливает фрикционный блок, тем самым блокируя дифференциал. Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.Рис.9

Какие типы дифференциалов бывают

Устройства различаются по нескольким критериям

Расположение

  • Межколёсный узел монтируется на оси, соединяющей два колеса.
  • Межосевой дифференциал в автомобиле монтируется так, чтобы была передача крутящего момента между мостами: передним и задним – это прерогатива полноприводных авто.

Разновидность зубчатой передачи

  • Конического типа.
  • Цилиндрического типа.
  • Червячного типа.

Количество зубьев шестерен

  • Симметричного вида.
  • Несимметричного вида.


tdiesel.ru

Где применяются различные типы дифференциалов

Устройства устанавливаются в соответствии с типом автопривода

  • Конический симметричный узел стоит на задне- и переднеприводных машинах;
  • Цилиндрический несимметричный дифференциал устанавливается на полноприводных;
  • Червячный тип передачи допустим на всех типах авто.

Характерной особенностью полноприводных автомашин является то, что для них необходимы дифференциалы между парой ведущих колес на одной оси в количестве двух и один межосевой – между двумя мостами. Но не всегда конструктивно предусмотрен именно такой расклад, устройство между мостами отсутствует.

В этой ситуации производители дают рекомендацию владельцам авто не подключать полный привод на гладкой, ровной дороге, а активизировать его только в условиях бездорожья.

Управление блокировкой

Блокировка может устанавливаться на любой автомобильный дифференциал, как межколесный, так и межосевой. При этом в полноприводных авто передний межколесный дифференциал обычно не оснащают блокировкой, чтобы не оказывать влияние на управляемость авто. Задействование же блокировки, если она имеется, может осуществляться в ручном и автоматическом режиме.

Ручное включение подразумевает принудительное блокирование дифференциала, то есть оно задействуется только когда нужно. При этом водитель задействует привод, в результате чего происходит жесткое соединение составных элементов дифференциала между собой.

Привод блокировки может быть:

  • механический;
  • гидравлический;
  • пневматический;
  • электромеханический;

Основной недостаток ручного управления крыт в надобности соблюдения условий эксплуатации. Так, заблокированный дифференциал может повредить трансмиссию в случае, когда оба колеса окажутся на дороге с хорошими сцепными свойствами. Такое может произойти, к примеру, когда водитель забыл разблокировать дифференциал в авто после преодоления бездорожья.

Дифференциал как часть трансмиссии


studiplom.ru
Поскольку передачей крутящего момента от двигателя на колеса занимается трансмиссионная система автомобиля, узел входит как составная часть в эту систему.

Наряду с ним в стандартный набор трансмиссии входят:

  • Сцепление.
  • Коробка передач.
  • Полуоси колесного привода.
  • Главная передача.
  • Шарниры угловых скоростей (ШРУС).

Узел функционирует совместно с главной передачей. Важная характеристика устройства – коэффициент блокировки – это отношение крутящего момента одного колеса к другому. Чем он выше, тем более высоко можно оценить характеристику проходимости машины.


studiplom.ru

Обратить внимание!
Тип привода определяет, где будет расположен дифференциал в автомобиле:
  • Монтируется в раздаточной коробке – это вариант полноприводных авто.
  • Ставится в коробку передач – такой вариант характерен для переднего привода.
  • Монтируется в картере заднего моста – это происходит на машинах, на которых установлен задний привод.

Распределение моментов

Соотношение моментов при распределении бывает разным – симметричным и несимметричным. Первый вариант описан выше – такой узел при движении на ровном участке дороги распределяет момент одинаково на обе полуоси, а его изменение происходи только при изменении условий движения.

Все межколесные дифференциалы являются симметричными

Несимметричные дифференциалы отличаются тем, что передача вращения между двумя осями осуществляется в определенной пропорции, причем неравной. К примеру, на многих кроссоверах используется межосевой дифференциал с соотношением 40/60. Это означает, что крутящий момент, поступающий на раздаточную коробку, делится и на передний ведущий мост поступает 40% вращения, а на задний – 60%. В этом случае передняя ось является больше вспомогательной, позволяющей повысить проходимость, основным же выступает задний мост.

Несимметричное распределение вращения обеспечивают и муфты, которые устанавливаются вместо межосевого дифференциала. При этом муфты позволяют обеспечивать распределение вращения не в строго заданной пропорции, а в целом диапазоне. То есть, на ряде авто с постоянным полным приводом, в зависимости от условий движения, муфта может менять соотношение от 40/60 до 0/100.

Устройство дифференциала

В узле расположен комплекс шестерен, которые имеют 2 степени свободы вращения. Действует принцип планетарной передачи: в пределах одной оси существует возможность складывать и раскладывать угловые скорости.

Конструктивно схема дифференциала выглядит следующим образом:

  • Корпус, к нему ведет главная ось, передавая крутящий момент от мотора.
  • Шестерни полуосей, на которых крепятся колеса, они передают крутящий момент.
  • Сателлиты – небольшие шестеренки, связанные с корпусом осями. При необходимости они входят в зацепление с основными шестернями. Так обеспечивается работа дифференциала.


salecar.pro

Конструктивное исполнение

Все дифференциалы, используемые на авто, построены по единому принципу – на основе планетарной передачи. Но конструктивных исполнений узла – несколько:

  1. Конический
  2. Цилиндрический
  3. Червячный
  4. Кулачковый


Виды конструкций дифференциалов

Во всех их, кроме кулачкового, разница сводится только к форме и конструктивному исполнению шестерен.

В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.

Более интересны в плане конструкции червячный и кулачковый узлы. В первом варианте используется червячное зацепление между сателлитами и полуосевыми шестеренками. Такие дифференциалы получили общее название Torsen. Примечательно, что разработано несколько видов конструкции Torsen. Вариант Т1 отличается тем, что сателлиты в нем располагаются перпендикулярно оси вращения. Во втором варианте – Т2, сателлиты располагаются уже параллельно полуосям. Существует еще один тип червячного дифференциала – Quaife. В нем, как и Torsen Т2, сателлиты расположены параллельно, а отличие сводится к форме самих шестеренок.

В кулачковом узле шестеренок вообще нет. В них основными рабочими элементами выступают специальные сухари, установленные между двумя звездочками (кулачковыми шайбами) – внутренней и наружной. Из-за особенностей функционирования этот узел является – дифференциалом повышенного трения.

Схема работы дифференциала

Работу механизма можно отследить на примере симметричного межколесного конического устройства. Оно функционирует на большинстве автомашин, бороздящих дороги: передне- или заднеприводных.


techautoport.ru

  1. Когда автомобиль движется прямо, нагрузка между колесами равномерна, это касается и угловой скорости. Шестерня главной передачи передает крутящий момент на полуоси, через зубчатое сцепление, которое неподвижно.
  2. Поворот приводит к неравномерному распределению усилий на колеса. Внутреннее, которому нужно пройти по меньшему радиусу, подвергается большему сопротивлению, чем наружное. Ему нужно снизить вращательный момент и скорость вращения. Наружное, напротив, должно двигаться с большей угловой скоростью по большему радиусу. Это необходимо, чтобы избежать пробуксовки или дрифта, то есть отсутствия вращения на колесе. Приводятся в действие сателлиты – шестерни, расположенные под 90 градусов к основным, они увеличивают крутящий момент внешних колес и, соответственно, их скорость.
  3. Пробуксовка возникает, когда на дороге образуется местами лед, или когда движение происходит по бездорожью. На колеса оказывается разная нагрузка – одно из них начинает буксовать. Случай, похожий на ситуацию поворота. Разница следующая: теперь буксующее колесо получает усиленный крутящий момент от дифференциала, а второе перестает двигаться. Стоп — машина ‑ происходит остановка транспортного средства.

Чтобы компенсировать проблемы, возникающие в условиях пробуксовки, изобретены способы преодоления этих неприятностей.

Разновидности механизмов

Чтобы избавиться от пробуксовок на скользком дорожном покрытии либо в условиях бездорожья, производители комплектуют транспортные средства дифференциальными устройствами следующих конструкций:

  • механизм свободного типа с принудительной блокировкой от привода;
  • частично блокирующийся дифференциал повышенного сопротивления;
  • самоблокирующаяся червячная передача типа Torsen.

В первом варианте применяется рассмотренный выше шестеренчатый узел, дополнительно оснащенный блокировочным устройством. Система функционирует просто: в случае необходимости водитель активирует привод, фиксирующий сателлиты в неподвижном состоянии. Крутящий момент начинает делиться ровно пополам, оси вращаются с одинаковой скоростью и транспортное средство успешно преодолевает проблемное место.


Принудительная блокировка межосевого дифференциала включается с помощью различных приводов:

  • механический – от рычага раздаточной коробки;
  • электрический;
  • пневматический;
  • гидравлический.

Аналогичные приводные элементы применяются для остановки и удержания сателлитов переднего либо заднего моста.

Автомобили дорогой комплектации производители оснащают антипробуксовочной системой. Она «обманывает» дифференциальное устройство другим способом: по сигналу датчика, фиксирующего быстрое вращение одного колеса, электроника отдает команду его притормозить. Тогда сателлитные шестеренки начинают передавать больше мощности на другую ось и авто прекращает «грестись» на месте.

Устройство повышенного сопротивления

Помимо сателлитов, ведущих и ведомых шестерен, дифференциал повышенного трения включает такие элементы:

  • корпус, жестко прикрепленный к планетарной шестеренке;
  • пакет фрикционных дисков, установленных на каждой полуоси;
  • стальные диски, чьи выступы зафиксированы в корпусе;
  • распорная пружина, вставленная между коническими шестернями полуосей.


Стальные и фрикционные диски (похожие применяются в сцеплении) установлены поочередно, первые вращаются вместе с корпусом, вторые – с осями. Конусообразная шестеренка надета на шлицы оси и способна смещаться на определенное расстояние. Пружина поддавливает 2 противоположных осевых шестерни.

Частичная блокировка дифференциала происходит следующим образом:

  1. На прямолинейном сухом участке дороги сателлиты неподвижны, а диски вращаются друг относительно друга.
  2. При попадании одной шины на скользкий участок начинается пробуксовка. Благодаря конусной форме зубьев шестеренки со стороны остановившегося колеса начнут взаимно отталкиваться.
  3. Шестерня полуоси сдвинется и сожмет пакет дисков. Возникнет сила трения, заставляющая ось вращаться вместе с корпусом напрямую от «планетарки» в обход сателлитов.

Подобное устройство самостоятельно регулирует степень блокировки – чем медленнее крутится покрышка с хорошим сцеплением, тем сильнее сжимаются диски и подается больше крутящего момента.

Самоблокирующиеся передачи Torsen

Принцип работы данных механизмов базируется на одной особенности червячной пары: шестеренка способна передавать вращение сателлиту, но обратное действие невозможно. Все шестерни, включая сателлитные, сделаны в виде цилиндров с косыми дугообразными зубьями. Всего в механизме применяется 3 пары червячных сателлитов, установленных вокруг шестеренок полуосей.


Самоблокирующийся дифференциал работает так:

  1. Во время прямолинейного движения червячные сателлиты ведут себя аналогично конусным – не крутятся сами, но вращают оси от главной передачи.
  2. На повороте число оборотов одной полуоси вырастет и она придаст вращение парам сателлитов – мощность начнет распределяться по-разному.
  3. Поскольку каждая пара сателлитов связана между собой прямозубой передачей, пробуксовка одного колеса исключается. Ось способна крутить свой сателлит, тот вращает соседний, который уже не может поворачивать вторую полуось. Механизм блокируется автоматически.

Устройство Torsen – самое надежное и передовое, но слишком дорогое, поэтому ставится на машины максимальной комплектации. В остальных применяются более доступные механизмы повышенного трения.

В среде любителей экстремальной езды по бездорожью известен простейший способ избежать пробуксовок – блокировка заднего дифференциала с помощью сварки. Сателлиты намертво привариваются к осям и всегда находятся в неподвижном состоянии. Правда, подобные автомобили предназначены только для езды по грунту и снегу – эксплуатировать их на твердом покрытии чересчур неудобно и дорого.

Блокировка дифференциала и система курсовой устойчивости

Преодоление отрицательных моментов работы происходит с посредством блокировки, либо подключением группы устройств, обеспечивающих курсовую устойчивость.

Блокировка дифференциала

Блокировка означает отключение сателлитов.

Для различных видов транспортных средств способы блокировки разные.

В кроссоверах практикуют установку самоблокирующихся устройств.

Для большинства автомобилей с электронной системой управления подключаются электронные блокираторы, совмещенные с системой курсовой устойчивости.

Система курсовой устойчивости


cardefence.ru
Электронная система активной безопасности ESC -Electronic Stability Control (Электронный контроль устойчивости) предназначена для поддержания курса автомобиля, чтобы он не уходил в заносы при маневрировании. Она тормозит авто в ситуациях значительного отклонения от траектории перемещения.

Объединяет возможности ABS – антиблокировочной системы и противобуксовочной системы TCS (Traction Control System), которая предназначена для предотвращения проскальзывания ведущих колес.

Безопасность прежде всего

Дифференциал создан для обеспечения безопасного комфортного маневрирования на трассе. Описанные выше недостатки касаются езды в экстремальных условиях, а также по пересеченной местности. Поэтому если на автомобиле установлен привод ручной блокировки, использовать его нужно исключительно в соответствующих дорожных условиях. А шоссейные автомобили, которые сложно «уговорить» ехать медленнее 100 км/час, эксплуатировать без дифференциала вообще невозможно и даже опасно. Такой вот нехитрый, но бесконечно важный механизм в трансмиссии.

Виды дифференциалов

Автомобильные дифференциалы подразделяются на несколько основных видов:

Дифференциал с полной блокировкойВключается водителем путем нажатия соответствующей кнопки. Проблемы: снижение управляемости и истирание покрышек
LSD Limited Slip DifferentialСамоблокирующееся устройство: блокирование срабатывает в ситуации, когда разница в скоростях колес достигает больших величин. Благодаря такому устройству авто плавно преодолевает участки с наледями и грязью.
Дифференциал Торсен. Разработана Co SiemensВариант самоблокирующегося устройства. Устройство дифференциала: узел, в котором соединены конический и червячный принципы. Червячный тип перестает работать при определенном соотношении крутящих моментов.
Дифференциал КвайфОсобенность конструкции: расположение сателлитов параллельно к оси вращения корпуса
ВискомуфтаВариант самоблокирующегося устройства. Работает как гидротрансформатор. Заливается силикон. При нормальной t он находится в жидком состоянии. При повышении температуры расширяется и становится вязким. Недостаток: подобные конструкции неремонтопригодны.
Электронный блокаторБлок осуществляется бортовым компьютером при определенных условия, которые можно задать.


4x4action.ru

Преимущества и недостатки

Основное преимущество дифференциала – это то, что он дал возможность выполнять повороты. Скорость движения каждого колеса на ведущей оси подстраивается под дорожную ситуацию совершенно автоматически, без участия водителя, так что безопасность и маневренность транспортного средства выросли в десятки раз после внедрения этого механизма. Сегодня дифференциал той или иной конструкции используется во всех видах автомобильного транспорта.

Еще одно преимущество – довольно высокая надежность узла. Планетарная передача выдерживает большие нагрузки, а особенности некоторых типов дифференциала еще дополнительно повышают его мощность и стойкость к износу

Основным недостатком можно назвать необходимость использовать механизм блокировки, чтобы автомобиль мог двигаться и по льду, и по сложным дорогам. Ручная, автоматическая или электронная – любой тип блокировки должен применяться обязательно, а это означает, что появляется дополнительный механизм, который может выйти из строя.

И, конечно, нельзя забывать о контроле за техническим состоянием узла. Это еще один узел, в котором нужно менять масло, хоть и не часто, и отслеживать износ деталей. И, кстати, о необходимости этой процедуры многие автовладельцы забывают.

Введение в системы полного привода. Дифференциалы.

Содержание

  1. Введение
  2. Определения
  3. Дифференциалы
  4. Блокировка дифференциалов
  5. Управление тягой (Traction Control)
  6. Распределение момента
  7. Точка зрения потребителя
  8. Системы с ручным подключением полного привода в сравнении с системами постоянного полного привода

Введение

Первая редакция настоящей статьи была написана осенью 1992 года. Тогда, также как и сейчас, ощущался значительный недостаток информации об автомобилях с постоянным полным приводом и их отличиях от традиционных внедорожных автомобилей с отключаемым полным приводом. Предыдущие редакции статьи были дополнены информацией о последних разработках в этом направлении. Настоящая статья получила очень хорошие отзывы в сети Интернет.

Определения

Очень важно с самого начала определиться с терминологией поскольку для любого четырехколесного транспортного средства AWD и4WD означают в общем одно и то же.

Говоря обобщенно AWD подразумевает постоянный

или
автоматически подключаемый полный привод
, а
4WDполный привод, подключаемый и отключаемый вручную
. В автомобильной индустрии эта терминология обычно соблюдается, но не во всех случаях. Так например новоиспеченные
AWDFord Tempo и Subaru Justy на самом деле являются автомобилями с ручным подключением полного привода, как и более ранняя Subaru GLs. К этим моделям больше подошел бы термин 4WD. Существует еще достаточно двусмысленный термин — полный привод, подключаемый при необходимости (on demand four wheel drive), который может означать либо автоматически подключаемый полный привод, либо
полный привод, подключаемый и отключаемый вручную.

Автомобильная пресса несет на себе большую часть ответственности за путаницу в этом вопросе. Ошибки подобного рода встречаются довольно часто и вызваны неаккуратным использованием этих двух терминов.

В настоящей статье вышеупомянутые термины используются свободно. Там, где это необходимо вносятся дополнительные уточнения.

Дифференциалы

Дифференциалом называется набор шестерен, который распределяет крутящий момент приходящий от трансмиссии между двумя исходящими валами.У переднеприводных или заднеприводных автомобилей он позволяет обоим ведущим колесам вращаться с различными скоростями для того, чтобы автомобиль мог поворачивать без сопротивления.

Полноприводные системы постоянного действия должны иметь три дифференциала которые передают мощность ко всем четырем колесам и обеспечивают поворот без сопротивления — это передний, задний и центральный дифференциалы. Центральный дифференциал необходим, потому что расстояние, которое проходят в повороте передние поворачиваемые колеса не равно расстоянию, проходимому задними колесами.

Мощность отбираемая у коробки передач распределяется центральным дифференциалом между приводными валами идущими к переднему и заднему дифференциалам. Полноприводные системы с ручным подключением полного привода как правило не имеют центрального дифференциала поэтому их использование на сухой дороге связано с определенными неудобствами. Когда полный привод включен передняя и задняя ось связаны напрямую и будут вращаться с одинаковыми скоростями. Поэтому разница скоростей вращения между передними и задними колесами в повороте будет обеспечиваться за счет проскальзывания покрышек, что приводит к повышенному их износу.

Блокировка дифференциалов

Является основным камнем преткновения в технологии полного привода поскольку оказывает огромное влияние на поведение автомобиля на дороге. Если рассмотреть простейший пример AWD с тремя «свободными» дифференциалами, то становится ясно, что автомобиль может быть обездвижен при потере сцепления хотя бы одного из четырех колес. Особенностью простого «свободного» дифференциала является то, что он перераспределяет мощность в пользу оси, имеющей меньшее сопротивление. Таким образом если одно колесо теряет сцепление с дорогой вся развиваемая мощность передается на него. При этом полноприводный автомобиль имеет вдвое больше шансов потерять сцепление одного ведущего колеса с дорогой, чем автомобиль с приводом на одну ось. А поскольку использование полноприводного автомобиля предполагает более частую езду в плохих дорожных условиях для него становится очень важным наличие какой-либо блокировки дифференциалов. Все автомобили с постоянным полным приводом предлагающиеся на рынке сегодня такую блокировку имеют. Для лучшего понимания этой концепции стоит проследить эволюцию полноприводных систем с самого начала до современных высокотехнологичных образцов.

Audi был первым автопроизводителем, который успешно начал продавать автомобили с постоянным полным приводом под торговой маркой quattro с 1981 года в Европе и с 1983 года в США. (В США этот автомобиль более известен под именем Turbo Quattro Coupe, а в мире под названием Ur Quattro). Эти автомобили добились больших успехов в ралли, выиграли несколько титулов в мировых первенствах и поразили мир автомобильной промышленности поскольку до этого полноприводная схема никогда не ассоциировалась с высокими техническими характеристиками. Хотя еще в 1966 году появился Jensen FF с постоянным полным приводом и антиблокировочной системой тормозов он не имел коммерческого успеха и оставил Audi честь совершить технический переворот в общественном мнении и оставить свое имя в истории как родоначальника постоянного полного привода.

В восьмидесятых годах руководство Audi приняло решение оснастить полным приводом и присвоить имя quattro всей выпускаемой гамме моделей. Первое поколение quattro имело простые блокировки центрального и заднего дифференциалов, которые жестко блокировали один или оба дифференциала (не допуская разных скоростей вращения) для преодоления самых сложных дорожных ситуаций. Когда центральный дифференциал заблокирован, то для обездвиживания автомобиля необходимо, чтобы сцепление с дорогой потеряли одно

переднее и
одно
заднее колесо. При двух заблокированных дифференциалах для обездвиживания необходима потеря сцепления уже трех —
двух
задних и
одного
переднего — колес. Блокировки на этих моделях
Audi включались и выключались вручную, что было не очень удобно, поскольку требовало от водителя дополнительного внимания. Как выяснилось многое водители забывали выключать блокировки после преодоления трудных участков.
Дальнейшие разработки постоянного полного привода двигались в направлении автоматически блокируемых дифференциалов. Первой появилась вязкостная муфта (в дальнейшем — ВМ), в корпусе которой находилась

специальная силиконовая жидкость, которая позволяла поддерживать небольшую разницу скоростей вращения между двумя осями, но увеличение проскальзывания приводило к резкому увеличению вязкости этой жидкости, которая блокировала муфту. Было изобретено два совершенно разных способа применения вискомуфты в полноприводной трансмиссии.

Некоторые производители использовали обычные дифференциалы в паре с ВМ, которая при необходимости автоматически блокировала дифференциал. Такая схема используется в трансмиссии современных Mitsubishi Eclipse GSX и полноприводных Subaru с ручной коробкой передач, а так же снятых с производства BMW325ix и полноприводной Toyota Celica turbo.

В процессе разработки полноприводной трансмиссии инженеры Audi тоже пытались использовать ВМ, но совершенно другим образом.В их схеме автоматически отключаемого полного привода ВМ использовалась вместо

центрального дифференциала. В этом случае автомобиль в основном имеет передний привод и незначительная разница скоростей вращения между передней и задней осью в повороте корректируется работой ВМ. При проскальзывании колес передней оси разница скоростей вращения увеличивается до того момента, когда ВМ начинает передавать часть крутящего момента на заднюю ось и автомобиль становится полноприводным. Разница между этой схемой и предыдущей в том, что в первом случае мы имеем постоянный полный привод с автоматической блокировкой дифференциала, а во втором — автоматически включаемый и отключаемый полный привод. Такая система никогда в последствии на использовалась в автомобилях
Audi, но была взята на вооружение фирмой Volkswagen, которая выпустила на рынок полноприводную схему Syncro. Простота этой схемы привела к тому, что она использовалась большим количеством производителей в огромном диапазоне моделей — от минивэнов до такой экзотики, как современные Porsche 911 Turbo и Carrera 4 и Lamborghini Diablo VT (они, конечно имеют постоянный привод на задние колеса). Самая свежая версия полного привода от Volvo тоже построена по этой схеме с необычной примесью устройств ограниченного трения — система управления тягой (traction control) в передней оси и механический дифференциал ограниченного трения — в задней.
Следующим этапом было использование дифференциала Torsen (от TORque SENsing — чувствительный к моменту) в конструкции второго поклоения quattro. В конце семидесятых, в процессе разработки первой схемы quattro

специалисты Audi даже вели переговоры с владельцем патента на ВМ — FF Development, но впоследствии схема с ВМ была отклонена по причинам, которые станут понятными дальше. Дифференциал Torsen был изобретен американской фирмой Gleason Сorp., имел все достоинства ВМ и не имел ее недостатков. Это полностью механическое устройство, работа которого основана на принципе червячной передачи, а подробное описание выходит за рамки настоящей статьи. Однако его характеристики достаточно интересны. В нормальных условиях Torsen распределяет крутящий момент в пропорции 50:50. Но если колеса одной из осей начнут проскальзывать момент начнет перераспределяться в пользу оси, колеса которой имеют лучшее сцепление с дорогой, другими словами работа дифференциала Torsen прямо противоположна работе обычного дифференциала. Максимальное достижимое перераспределение момента — 80:20 в зависимости от шага червячной передачи. А поскольку конструкция Torsen полностью механическая процесс блокировки происходит моментально в отличие от ВМ, которой нужно некоторое время, пока жидкость «схватится». Поэтому Torsen более чувствителен к пробуксовке, чем ВМ. Процесс блокировки Torsen имеет более прогрессивную характеристику. (Инженеры Porsche отказались от ВМ в трансмиссии 964 Carrera 4 потому, что ВМ имеет экспоненциальную, а не линейную характеристику блокировки, чем объясняется ее худшая управляемость).

Еще более важным преимуществом Torsen является то, что он не блокируется и не пытается выровнять разности скоростей при торможении позволяя всем четырем колесам вращаться независимо при отсутствии тяги. Torsen блокируется только под тягой в то время, как ВМ и под тягой и при ее отсутствии. Torsen реагирует на крутящий момент, в то время как ВМ на обороты.

Реакция ВМ на обороты вызывает много инженерных проблем. Антиблокировочная система тормозов, например, определяет начало блокировки одного из колес по разнице скоростей вращения всех четырех колес. Наличие в трансмиссии механизма, который пытается выровнять скорости вращения всех четырех колес создает серьезные проблемы для АБС.

Для преодоления этой проблемы инженеры вынуждены идти на разные ограничения. Специалисты Mitsubishi отложили внедрение АБС на первом поколении модели GSX, а в дальнейшем АБС и ВМ в заднем дифференциале ограниченного трения стали взаимоисключающими опциями. В системе VW Syncro полный привод при нажатии на педаль тормоза просто отключался посредством второго сцепления. Подобную же особенность имеет большинство других автомобилей использующих схожую схему с ВМ. Доходило даже до того, что управляющий компьютер победителя мирового чемпионата по ралли Lancia Delta Integrale увеличивал крутящий момент двигателя, чтобы уменьшить сопротивление ВМ при торможении. В самых примитивных системах использовалась обгонная муфта. В результате с одной стороны при торможении полный привод отключался, с другой — он не работал при движении задним ходом.

Самым простым способом уменьшения сопротивления ВМ было уменьшение эффективной вязкости жидкости. Это в свою очередь означает, что уменьшится эффективность блокировки ВМ, что в принципе приемлемо для автомобилей, эксплуатирующихся преимущественно в нормальных дорожных условиях. В общем привлекательность ВМ не в ее высоких характеристиках, а в простоте и дешевизне.

В конце восьмидесятых Porsche и Mercedes вывели на рынок системы полного привода различавшиеся по своей степени сложности. Система 4Matic фирмы Mercedes использовала датчики АБС для определения проскальзывания колес. На нормальном сухом покрытии Mercedes был нормальным заднеприводным автомобилем. Когда сенсоры АБС определяли начало скольжения колес задней оси они выдавали на управляющий процессор сигнал заблокировать гидравлическую многодисковую муфту, передающую тягу на переднюю ось. Степень блокировки изменялась процессором по прогрессивной характеристике. Когда процессор определял необходимость в еще больших сцепных качествах он посылал управляющий сигнал на вторую муфту, блокирующую задний дифференциал. При нажатии на педаль тормоза обе муфты разъединялись одновременно для того, чтобы обеспечить песперебойную работу АБС.

Таким образом Mercedes 4Matic представляет собой систему автоматически подключаемого полного привода. Причина, по которой Mercedes пошел на разработку такой сложной системы заключалась по словам представителей фирмы в том, что они не хотели отпугнуть своих почитателей постоянным полным приводом, который по причине передачи части крутящего момента на переднюю ось может «изменить традиционное ощущение от управления Mercedes». Можно также предположить что Mercedes не мог себе позволить использовать более простую схему, чем Audi, которая на рынке занимает более низкую позицию. Практически же система 4Matic работала не лучше и не хуже других систем постоянного полного привода, но ее стоимость и сложность снижали ее привлекательность. Сейчас Mercedes отказался от такой системы и новые полноприводные машины, включая перспективный M класс оборудуются постоянным полным приводом. А система, подобная первой версии 4Matic нашла свое применение на автомобиле Nissan Skyline GTR.

Инженеры Porsche использовали в конструкции модели 959 подобную Mercedes (но иным способом реализованную) схему с дополнительными муфтами, где центральный дифференциал (в общем то просто гидравлическая муфта) был заблокирован постоянно, и разблокировался только для облегчения парковки. Распределение момента у Porsche 959 изменялось в зависимости от нагрузки и дорожных условий при помощи переменной степени блокировки муфты с прогрессивной характеристикой. В этой системе в отличие от всех других схем полного привода распределение момента не зависело от проскальзывания ведущих колес. В любой другой системе полного привода момент распределяется в постоянной пропорции до тех пор пока не наступает проскальзывание колес, после чего различные механизмы ограниченного трения изменяют эту пропорцию. В Porsche 959 компьютер системы полного привода получал информацию из многих источников, включая положение заслонки, угол поворота руля, ускорения и даже датчика давления турбонаддува. При движении по прямой с максимальным ускорением система отдавала до 80% тяги на задние колеса (при нормальном распределении 40% впереди60% сзади) даже если все четыре колеса вращались с одинаковой скоростью. Эта система была наиболее сложной и изощренной среди всех когда либо сконструированных систем полного привода.

После 959 пришла модель 964, которая была представлена в 1989 году как 911 Carrera 4. Представители Porsche заявляли, что ее система полного привода была дальнейшим развитием системы, применявшейся в 959 и соответственно более передовой. Но на самом деле это была система с постоянным раздаточным соотношением, такая же как все остальные, с компьютерным управлением муфтами, используемыми в качестве устройств ограниченного трения. Изюминкой этой системы было то, что совместное использование датчиков скорости и ускоренияи управляемой компьютером блокировки заднего дифференциала было призвано предотвращать свойственную 911 модели чрезмерную избыточную поворачиваемость при добавлении газа в повороте. Когда компьютер определял неминуемость заноса задней оси задний дифференциал начинал блокироваться. Таким образом благодаря использованию системы полного привода с «умными» дифференциалами инженерам Porsche удалось превратить бенгальского тигра в котенка. В общем то это и было главной причиной внедрения системы полного привода в конструкцию 911, поскольку Porsche 911 с ее распределением веса в пользу задней ведущей оси не очень то нуждалась в увеличении сцепления.

В 1993 году инженеры Porsche представили совершенно новую конструкцию задней подвески для модели 911. Заднеприводная версия стала вполне управляемой и необходимость сложной компьютеризованной системы полного привода отпала. Полноприводная версия этой машины (модель 993) имеет более простую, легкую и дешевую автоматически подключаемую систему полного привода с ВМ, похожую на ту, которая используется в VW Golf Syncro и большинстве минивэнов. Тем не менее «умный» задний дифференциал, который победил чрезмерную избыточную поворачиваемость этой машины был сохранен для подавления любых рецидивов этой особенности.

Subaru так же заслуживает особого упоминания в этой статье, поскольку в трансмиссии моделей Legacy и Impreza (включая и Outback) с автоматической коробкой передач используется система полного привода с микропроцессорным управлением подобная Mercedes 4Matic, Audi A8/V8 с АКПП и ранним моделям Porsche. Использование такой сложной системы, которая к тому же хорошо себя зарекомендовала, в автомобилях стоимостью менее $30000 действительно впечатляет. VW Golf Syncro 1999 модельного года и его братья по платформе, такие как Audi TT тоже будут оснащены подобной системой.

В трансмиссии Audi V8 и A8 с АКПП также используется управляемая микропроцессором муфта, которая блокирует центральный дифференциал подобно описанным выше системам. Одной из причин использования такой схемы является то, что АКПП предоставляет готовый источник гидрожидкости под давлением, которая необходима для блокировки муфты. Эта система представляет собой первый успешный опыт Audi по совмещению автоматической трансмиссии с полноприводной схемой quattro. За исключением Audi A8 современные модели quattro с АКПП используют центральный дифференциал Torsen.

Управление тягой (Traction Control)

Несмотря на все технологическое разнообразие в восьмидесятых годах полноприводные автомобили в конечном итоге не оправдали себя в коммерческом плане и оставили сегмент рынка в котором прочно укрепились только Audi и Subaru. В конце восьмидесятых годов любой крупный автопроизводитель предлагал полноприводные версии своих автомобилей, что можно объяснить просто тогдашней модой. С тех пор многие из них переключились на производство высокоприбыльных автомобилей для активного отдыха (SUV — Sport Utility Vehicles). И была придумана более простая и дешевая альтернатива AWD.

Все АБС имеют датчики на двух или всех колесах, для определения разницы их скоростей вращения, чтобы компьютер мог вмешаться и ослабить тормозное усилие на заблокированном колесе. При помощи несложного расширения системы ее можно заставить притормозить проскальзывающее колесо и таким образом перераспределить тягу в пользу колеса с лучшим сцеплением. Более сложные системы могут уменьшить мощность двигателя, чтобы более эффективно препятствовать проскальзыванию ведущих колес. В общем системы управления тягой представляют из себя оптимизацию привода колес одной оси с использованием технологии АБС.

Современная версия Audi quattro четвертого поколения использует полный привод совместно с управлением тягой всех четырех колес. В нормальных условиях тяга распределяетсямежду осями в соотношении 50:50 при помощи центрального дифференциала Torsen, который обеспечивает ограниченное проскальзывание между осями. Система управления тягой обеспечивает ограниченное проскальзывание между колесами одной оси. Таким образом, впервые в схеме quattro, автомобиль должен потерять сцепление всех четырех колес с дорогой для того, чтобы лишиться подвижности.

Предыдущее поколение quattro имело центральный дифференциал Torsen и ручную блокировку заднего дифференциала, которая автоматически отключалась при скоростях движения выше 15 миль/час, чтобы помочь забывчивому водителю. Audi V8 quattro имела задний дифференциал Torsen и управляемую микропроцессором муфту (АКПП) либо Torsen (ручная КПП) в качестве центрального дифференциала.

Новый Mercedes ML320 (также, как и ML430) использует относительно простой вариант трансмиссии с тремя свободными дифференциалами и управлением тягой на всех четырех колесах. Такой вариант был подвергнут критике из разных источников, как неудовлетворительный. Главным недостатком полного привода на M классе является то, что тормозная система подвергается чрезмерным нагрузкам в сложных дорожных условиях. Инженеры фирмы Zexel рассчитали, что при использовании в этой системе центрального дифференциала Torsen, который будет действовать до

начала проскальзывания колес использование тормозов системой контроля тяги снизится на более чем на 50%. Эти данные свидетельствуют, что
Mercedes зашел слишком далеко в попытках снизить стоимость трансмиссии путем исключения из центрального дифференциала механизма чувствительного к моменту или устройства ограниченного трения.

Распределение момента

Вопрос о распределении момента всегда был слегка запутанным. В общем распределение момента между осями в условиях, когда ни одно из колес не проскальзывает, остается постоянным у всех автомобилей с полным приводом (за исключением Porsche 959). Для автомобилей с постоянным полным приводом наиболее распространенным отношением является 50:50, хотя бывают и варианты 30+% — на переднюю ось, 60+% — на заднюю. Вторая пропорция обычно применяется на автомобилях, которые изначально были заднеприводными, в то время, как первая — на автомобилях изначально переднеприводных.

Для систем с подключаемым полным приводом с ВМ распределение момента обычно выбирается как 95% — на переднюю ось, 5% — на заднюю. В связи с этим существует мнение, что постоянно имея 5% крутящего момента на задней оси такие системы должны рассматриваться, как системы с постоянным полным приводом. Вне зависимости от весомости этого аргумента фактом является то, что основной причиной передачи части крутящего момента на заднюю ось является желание обеспечить некоторое скольжение в ВМ и тем самым поддерживать ее в состоянии начала блокировки, для того, что бы минимизировать ее «задумчивость» при начале скольжения передних колес. При такой схеме ВМ всегда «думает», что передние колеса слегка проскальзывают относительно задних, даже если все колеса вращаются с одинаковой скоростью, что достигается слегка различными отношениями главной передачи для передних и задних колес.

Стандартная идея о скольжении предполагает сценарий, когда одно или более колес проскальзывает при движении автомобиля на скользком покрытии. Существует тем не менее еще одна ситуация, которую нужно принимать во внимание, говоря о скольжении. Вспомним, что передние колеса в повороте проходят большее расстояние, чем задние. Таким образом устройству, ограничевающему трение в центральном дифференциале «кажется», что передние колеса проскальзывают по отношению к задним и это устройство перераспределяет момент в пользу задней оси. Для машин с большей долей веса, приходящейся на переднюю ось, как, например, Audi этот эффект позволяет увеличить поворачивающую силу на передних колесах. Такая небольшая оптимизация распределения момента позволяет Audi значительно уменьшить недостаточную поворачиваемость присущую Audi quattro первого поколения.

Рассмотрим Mercedes ML 320 где используется свободный центральный дифференциал и система контроля тяги на всех четырех колесах. Когда перед или зад полностью потеряют сцепление с дорогой система перебросит весь момент на другую сторону. Теоретически, если поднять заднюю часть автомобиля домкратом, то система передаст 100% крутящего момента на переднюю ось, превращая автомобиль в переднеприводный и наоборот. В действительности, поскольку контроль тяги просто повышает давление в соответствующем тормозном контуре, а не блокирует колесо полностью, на переднюю соь будет передаваться меньше, чем 100% момента.

Но самое главное — запомнить, что указанное для этого автомобиля распределение момента 37:63 в пользу задней оси действует только

тогда, когда ни одно из колес не проскальзывает. В приведенном выше примере с поддомкрачиванием одной из осей система
AWD с любым типом блокировки может теоретически изменить перераспределение момента с 50:50 (или любого другого) до 0:100 или 100:0 в зависимости от того, насколько полно осуществляется блокировка. Mercedes не указывает коэффициент блокировки, который обеспечивает система контроля тяги, поэтому невозможно сказать каков реальный диапазон перераспределения момента в предельных условиях. Системы с ручным подключением полного привода без центрального дифференциала, так же как и первые системы постоянного полного привода с ручными блокировками имеют диапазон распределения момента от 100:0 до 0:100. Эти экстремальные значения также означают, что между осями не допускается разницы скоростей, вот почему большинство современных систем никогда не достигают 100% перераспределения тяги. Коэффициент блокировки 80% позволит беспрепятственно обеспечить небольшую разницу скоростей между осями.
В случае, если система имеет полную блокировку центрального дифференциала это приводит к тому, что каждая ось должна иметь запас прочности, чтобы передать все 100% мощности, выдаваемой двигателем, хотя большую часть времени они не будут загружены более, чем на 50%. Это приводит к практически неубиенной трансмиссии срок службы которой может намного превысить срок службы автомобиля. Негативной стороной этой особенности является то, что удвоение вращающихся масс приводит к снижению разгонных показателей автомобиля, что становится особенно заметным для автомобилей с АКПП, так как они обычно имеют более высокую первую передачу.

Точка зрения потребителя

Многие потенциальные покупатели полноприводных автомобилей интересуются приводит ли большее количество «железа» к большим проблемам или значительному повышению расхода топлива. Мировая практика показывает, что системы постоянного полного привода не приносят никаких специфических проблем. Вероятность отказа дополнительных приводных валов и шестерен не более вероятности того, что восьмицилиндровый двигатель откажет только потому, что в нем в два раза больше цилиндров, чем в четырехцилиндровом. Это неплохая аналогия, потому что при распределении тяги между четырьмя колесами нагрузки на трансмиссию меньше.

Те схемы, которые основаны на использовании датчиков АБС для блокировки диффернциалов будут страдать от технических проблем не более, чем любой другой автомобиль оснащенный АБС.

На самом деле недоверие к постоянному полному приводу вызвано использованием автомобилей с ручным подключением полного привода, где делаются постоянные попытки упростить этот процесс при помощи различных автоматически блокирующихся ступиц и/или разных дополнительных приспособлений. Системы постоянного полного привода проще по конструкции поскольку в нет необходимости в этих «упрощающих» приспособлениях и всех деталях, связанных с ними.

Обвинения в том, что автомобили с полным приводом расходуют много горючего справедливы только по отношению к системам с ручным подключением полного привода. Системы с постоянным полным приводом и центральным дифференциалом в отличие от систем с подключаемым полным приводом не приводят к чрезмерной деформации покрышек при повороте. Более того исследования Audi показали, что потери на сопротивление качению у автомобиля с приводом на одну ось превосходят потери вызванные большим весом и инерцией автомобилей с постоянным полным приводом.

Системы с ручным подключением полного привода в сравнении с системами постоянного полного привода

Использование в трансмиссии автомобиля ручного включения полного привода приводит к значительным трудностям в настройке подвески. Для автомобилей с управляемыми передними колесами передние колеса в повороте должны проходить большее расстояние, чем задние. Из-за отсутствия центрального дифференциала задние колеса должны проскальзывать для выравнивания скоростей вращения и таким образом частично теряют сцепление с дорогой в повороте. При этом автомобиль получает излишнюю поворачиваемость, что для среднестатистического водителя не является безопасным. Для корректировки этого передним колесам придается большой положительный угол развала. В результате передние колеса имеют меньшее пятно контакта с дорогой и соответственно меньшее сцепление в повороте. И все это только для того, чтобы обеспечить автомобилю нейтральную поворачиваемость при включенном полном приводе. Когда полный привод отключен, что в общем-то является более частой ситуацией, автомобиль приобретает значительную недостаточную поворачиваемость, поскольку тенденция к проскальзыванию задних колес в повороте уменьшается. АБС в режиме полного привода, когда она бывает очень нужна, тоже будет отключена.

Нет необходимости приводить дополнительные аргументы, чтобы понять, что подключаемый вручную полный привод имеет массу недостатков по сравнению с постоянным или автоматически подключаемым полным приводом, которые способны динамически перераспределять тягу между осями в зависимости от того, какая из них имеет худшее сцепление с дорогой. Системы постоянного и автоматически подключаемого полного привода полностью предсказуемы и могут быть настроены под каждый конкретный автомобиль для достижения максимального эффекта.

Средний потребитель обычно имеет тенденцию недооценивать необходимость высокой управляеости. Выражение «Я не собираюсь участвовать в гонках на моей машине» можно услышать довольно часто. Тем не менее, если оценивать автомобиль, как средство передвижения нельзя не оценить его управляемость. Автомобиль с хорошей управляемостью, такой как перечисленные выше полноприводные модели, снижает трудность прохождения поворотов, делает этот процесс более предсказуемым. При этом среднестатистический водитель будет чувствовать себя более комфортабельно и уверенно, будет меньше снижать скорость при прохождении поворотов, что приведет к меньшим потерям крутящего момента и в свою очередь меньшим потерям энергии на очередное ускорение автомобиля. Другими словами такой автомобиль будет более энергетически эффективным. К сожалению такая точка зрения вообще никогда не рассматривается при обсуждении достоинств тех или иных схем.

К несчастью до сих пор нередко посредственные системы с ручным подключением полного привода используются в современных автомобилях для активного отдыха, что отнюдь не соответствует их высокой цене. С концептуальной точки зрения ничего не препятствует этим машинам иметь постоянный полный привод. По мнению автора основными причинами отсутствия прогресса на рынке малых грузовиков и автомобилей для активного отдыха являеюся безразличие к потребителю и отсутствие критики со стороны средств массовой информации.

Утверждение о том, что системы постоянного полного привода не способны работать в тяжелых внедорожных условиях так же успешно, как и устаревшие системы с отключаемым полным приводом далеко от истины. Range Rover к примеру начал оборудовать свои автомобили постоянным полным приводом с центральным дифференциалом с первой машины сошедшей с конвейера в 1976 году. И в трансмиссии военного Hummer вместо жесткого соединения осей используется Torsen дифференциал. Как известно внедорожные способности этих автомобилей не вызывают никаких сомнений.

Отдельно должен быть упомянут Jeep Grand Cherokee 1999 модельного года, который стал первым из производимых большой серией автомобилей для активного отдыха с намного более современной системой полного привода, чем имеют большинство его собратьев. Все три дифференциала Grand Cherokee имеют прогрессивную блокировку с гидравлическим приводом в результате чего трансмиссия этого автомобиля может передать весь крутящий момент к одному колесу, которое имеет наилучшее сцепление с дорогой. К сожалению эта очень современная система полного привода предлагается только, как опция и покупатели, которые сомневаются или не доверяют достижениям технологии могут купить автомобиль с обычной системой 4WD/AWD, которая не обязательно будет надежнее из-за большого количества выбираемых опций.

Источник https://4×4.aaa13.ru/cars/4wd_diff.shtml

Блокировка заднего дифференциала на А6 С5 | Страница 2

Поколения Quattro
Quattro I

С 1981 до 1987 на Audi Quattro turbo coupe, Audi 80 платформа B2 (1978-1987), Audi 100 платформа C3 (1983-1992), на американском рынке Audi 4000, Audi 5000.

Постоянный полный привод
В центре свободный дифференциал, жестко блокируется вручную с помощью выключателя на центральной консоли. *
Сзади свободный дифференциал, жестко блокируется вручную с помощью выключателя на центральной консоли. *
Спереди свободный дифференциал.
* ABS принудительно отключается при заблокированном дифференциале.

При заблокированныж дифференциалах до 100% тяги может быть передано на любую ось. Автомобиль не сможет стронуться с места если одно переднее и оба задних колеса потеряют сцепление с дорогой.

За: Настоящий полный привод, идеально для бездорожья.
Против: Не удобен при постоянном использовании на дорогах с переменными сцепными свойствами, требует вмешательства водителя – необходимо включать блокировки при плохом сцеплении с дорогой (иначе достаточно лишь любому из четырех колес забуксовать чтобы машина обездвижилась) и сразу же выключать при восстановлении сцепных свойств (движение с заблокированным дифференциалом по сухому асфальту ухудшает управляемость и вызывает напряжения в трансмиссии приводящие к поломкам).

Quattro II

Начиная с 1988 года используется на Audi платформ B2 и C3, Audi Quattro turbo coupe вплоть до прекращения их производства, затем на Audi нового поколения – платформа B3 (1989-1992) Audi 80/90 Quattro, платформа B4 (1992-1995) Audi 80, Coupe Quattro, S2, RS2, платформа C4 (1991-1997) Audi 100/200 Quattro, S4, позднее переименованные в A6/S6 (1995-1998).

Постоянный полный привод
Центральный дифференциал Торсен (TorSen) тип II, распределение тяги 50:50. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на ось имеющую лучшее сцепление с дорогой.
Сзади свободный дифференциал, жестко блокируется вручную с помощью выключателя на консоли около рычага ручного тормоза. *
Спереди свободный дифференциал.
* ABS принудительно отключается при заблокированном дифференциале. Блокировка отключается автоматически если скорость превышает 25 км/ч

При заблокированном заднем дифференциале автомобиль на сможет стронутся с места если одно переднее и оба задних колеса потеряют сцепление с дорогой, но это только при условии что колеса стоят на земле. Из за конструктивных особенностей дифференциала Торсен (Torsen: TORque SENsing – чувствительный к тяге, крутящему моменту) при вывешивании, к примеру, одного переднего колеса блокировки дифференциала не происходит. Торсен в состоянии передать на мост имеющий лучшее сцепление с дорогой момент в 3 раза превосходящий момент который он «чувствует» на буксующем мосту. Однако если колесо свободно вращается не встречая никакого сопротивления то момент на этом мосту равен нулю. Ноль умножить на три получается ноль. Машина стоит. Для выхода из такой ситуации рекомендуется слегка нажать на педаль тормоза чтобы вращающееся колесо встретило сопротивление и Торсен перебросил тягу на другой мост. Соответственно при вывешивании одного заднего колеса выручит принудительная блокирока заднего дифференциала.

За: Всепогодный постоянный полный привод с автоматическим распределением тяги требующий вмешательства водителя (блокировки заднего дифференциала) лишь в самых суровых условиях
Против: При вывешивании переднего колеса полный привод перестает работать.

<object><param name=»movie» value=»http://www.youtube.com/v/Oo9GV4mSnRQ?fs=1&amp;hl=ru_RU»></param><param name=»allowFullScreen» value=»true»></param><param name=»allowscriptaccess» value=»always»></param><embed src=»http://www.youtube.com/v/Oo9GV4mSnRQ?fs=1&amp;hl=ru_RU» type=»application/x-shockwave-flash» allowscriptaccess=»always» allowfullscreen=»true»></embed></object>

<object><param name=»movie» value=»http://www.youtube.com/v/MXWg_IUko9U?fs=1&amp;hl=ru_RU»></param><param name=»allowFullScreen» value=»true»></param><param name=»allowscriptaccess» value=»always»></param><embed src=»http://www.youtube.com/v/MXWg_IUko9U?fs=1&amp;hl=ru_RU» type=»application/x-shockwave-flash» allowscriptaccess=»always» allowfullscreen=»true»></embed></object>

<object><param name=»movie» value=»http://www.youtube.com/v/Oo9GV4mSnRQ?fs=1&amp;hl=ru_RU»></param><param name=»allowFullScreen» value=»true»></param><param name=»allowscriptaccess» value=»always»></param><embed src=»http://www.youtube.com/v/Oo9GV4mSnRQ?fs=1&amp;hl=ru_RU» type=»application/x-shockwave-flash» allowscriptaccess=»always» allowfullscreen=»true»></embed></object>

Quattro III

Использовался на Audi V8 (1990-?)

Постоянный полный привод.

V8 с «автоматом»:
Центральный дифференциал с распределением тяги 50:50. Блокируется многодисковым гидравлическим электронно-управляемым сцеплением при возникновении разницы в скоростях вращения переднего и заднего мостов.
Сзади дифференциал Торсен тип II. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на колесо имеющую лучшее сцепление с дорогой.
Спереди свободный дифференциал.

V8 с ручной коробкой:
Центральный дифференциал Торсен тип II, распределение тяги 50:50. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на ось имеющую лучшее сцепление с дорогой.
Сзади дифференциал Торсен тип II. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на колесо имеющую лучшее сцепление с дорогой.
Спереди свободный дифференциал.

Автомобиль на сможет стронутся с места если одно переднее и оба задних колеса потеряют сцепление с дорогой, при условии что колеса стоят на земле. V8 с «автоматом» не сдвинется с места если и одно переднее и одно заднее колеса окажутся в воздухе. Из за конструктивных особенностей дифференциала Торсен V8 с ручной коробкой не сдвинется с места если одно колесо, переднее или заднее окажется в воздухе. Для выхода из такой ситуации рекомендуется слегка нажать на педаль тормоза чтобы вращающееся колесо встретило сопротивление и Торсен перебросил тягу на колеса имеющие сцепление с дорогой.

За: Всепогодный постоянный полный привод с автоматическим распределением тяги не требующий никакого вмешательства водителя.
Против: —

Quattro IV

Начиная с 1998 года на Audi A4/S4, A6/S6 нового поколения, A8/S8 с ручными и автоматическими коробками передач. Также на VW Passat 4motion кузов B5 (1998-2005), VW Phaeton (2002-?).
Принудительная ручная блокировка заменена на EDL. EDL — Electronic Differential Lock, электронная блокировка дифференциала (точнее сказать имитация блокировки). С помощью датчиков ABS система собирает информацию о скоростях вращения колес и при проскальзывании колеса притормаживает его. Тем самым происходит перераспределение тяги на колеса с лучшим сцеплением с дорогой.

Постоянный полный привод
Центральный дифференциал Торсен тип II, распределение тяги 50:50. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на ось имеющую лучшее сцепление с дорогой.
Сзади свободный дифференциал, EDL.
Спереди свободный дифференциал, EDL.

Это идеальная система постоянного полного привода для дорожного автомобиля. Автомобиль не сможет стронутся с места только если все четыре колеса потеряют сцепление с дорогой. Эффект Торсена при котором полный привод перестает работать если колесо вывешивается в воздухе не проявляется на Quattro IV так как свободно вращающееся колесо тут же будет приторможено EDL и тяга будет переброшена на другой мост.

В условиях бездорожья (колеса в воздухе, препятствие мешает свободному продвижению) достаточно потерять сцепление одному переднему и одному заднему колесу для того чтобы автомобиль не смог сдвинуться с места. Причиной этому является то что EDL не заменяет собой обычный механически блокируемый дифференциал и в тяжелых условиях не способен передать достаточное количество тяги на колеса имеющие хорошее сцепление с дорогой. Автомобиль будет стоять на месте, одно передние и одно заднее колеса будут крутиться сопровождаемые треском EDL.

За: Идеальный всепогодный постоянный полный привод с автоматическим распределением тяги не требующий никакого вмешательства водителя.
Против: —

Quattro V

С 2004 года на Audi RS4 B7, с 2005 года на Audi S4 B7, с 2004 года на Audi Q7. все модификации Audi A4 B8 с 2007 года.

Постоянный полный привод
Центральный планетарный дифференциал Торсен тип 3. Распределение тяги 40% вперед 60% назад в нормальных условиях. Автоматическая частичная блокировка с перебросом тяги в пределах от 70/30 до 15/85 вперёд/назад.
Сзади свободный дифференциал, EDL. Audi S4 — активный «подруливающий» спорт-дифференциал.
Спереди свободный дифференциал, EDL.

Как работает «активный спорт-дифференциал» (2:40 и дальше):
http://vimeo.com/3063542

Quattro VI

Появится в 2011 году на Audi RS5 (2011-…) —

Дифференциал на основе плоского зубчатого колеса (Коническое зубчатое колесо, у которого угол делительного конуса равен 90°, англ: «crown-gear differential»), распределение тяги 40:60 в нормальных условиях. Автоматическая частичная блокировка с перебросом тяги в пределах от 70/30 до 15/85 вперёд/назад.

«На смену Торсену пришел новый дифференциал повышенного трения. В нормальных условиях подводимый крутящий момент распределяется между передними и задними колесами в пропорции 40:60. Но как только появляется разница в частоте их вращения, сателлиты начинают проворачиваться и за счет специального профиля зубьев раздвигают ведомые «торцевые» шестерни. Точнее, отодвигают одну из них, преодолевая сопротивление пружины и сжимая пакет фрикционов, который и осуществляет частичную блокировку дифференциала. В предельном состоянии на заднюю ось может быть подано до 85% крутящего момента двигателя, на переднюю — до 70%».

Quattro без Торсена: Haldex AWD

С 1998 года шильдик Quattro на автомобиле более не означает что в основе системы полного привода лежит дифференциал Торсен. Шильдиком Quattro стали обозначаться все полноприводные автомобили Audi, 4motion – все автомобили Volkswagen, не зависимо от используемого типа полного привода. Так на автомобилях концерна V.A.G. (Volkswagen-Audi Gruppe) с продольным расположением двигателя продолжает использоваться система постоянного полного привода с межосевым дифференциалом Торсен, а на автомобилях с поперечным расположением двигателя – автоматически подключаемый полный привод с электронно-управляемой муфтой Хальдекс (Haldex) вместо межосевого дифференциала. Таким образом, Haldex применяется на Audi A3/S3 Quattro, Audi TT Quattro, VW Golf, Bora (Jetta на североамериканском рынке) 4motion (199, VW Sharan 4motion (2001-), последнем VW Passat 4motion (2005-) и на других автомобилях концерна с поперечным расположением силового агрегата – Seat and Skoda.

Автоматически подключаемый полный привод.
Электронно-управляемая муфта Хальдекс (Haldex) вместо межосевого дифференциала.
Сзади свободный дифференциал, EDL на некоторых моделях (не подтверждено).
Спереди свободный дифференциал, EDL.

В нормальных условиях автомобиль является переднеприводным, 100% тяги передается на передний мост. Для Haldex первого и второго поколений, один из приводных валов должен опередить другой лишь на 1/8 оборота чтобы давление масла в системе Haldex возросло, многодисковое сцепление сомкнулось и до 100% тяги было передано на задний мост. Переднее колесо успевает проскользнуть лишь на 1/4 оборота как в работу вступает задний мост. Начиная с третьего поколения, муфта Haldex превентивно блокируется электроникой до того, как колёса начнут проскальзывать, к примеру, если водитель резко нажмёт на педаль газа.
При содействии EDL на переднем мосту автомобиль не сможет сдвинуться с места если оба передних и одно заднее колеса потеряют сцепление с дорогой.
На моделях с EDL на обеих мостах автомобиль не сможет стронутся с места только если все четыре колеса потеряют сцепление с дорогой.

Однако, в условиях бездорожья (колеса в воздухе, препятствие мешает свободному продвижению) достаточно потерять сцепление одному переднему и одному заднему колесу для того чтобы автомобиль не смог сдвинуться с места. Причиной этому является то что EDL не заменяет собой обычный механически блокируемый дифференциал и в тяжелых условиях не способен передать достаточное количество тяги на колеса имеющие хорошее сцепление с дорогой. Автомобиль будет стоять на месте, одно передние и одно заднее колеса будут крутиться сопровождаемые треском EDL.
Электроника в состоянии контролировать работу муфты Haldex. Так при нажатии педали тормоза муфта принудительно размыкается для того чтобы не мешать работе ABS. Эта система полного привода позволяет совершать разворота с «ручником» — блок управления муфты Haldex отключает привод задних колес если потянуть ручной тормоз. Так же при маневрировании на малых скоростях (парковка) муфта остается разомкнутой для предотвращения возникновения напряжений в трансмисси. Настройка блока управления муфты Haldex и количество датчиков с которых собирается информация (положение педали газа, угла поворота руля, и т.п.) индивидуально для каждой модели автомобиля.

За: В сравнении с Quattro, Haldex блокируется полностью и перебрасывает до 100% момента на заднюю ось. В сравнении же с другими видами автоматически подключаемого полного привода (например, работающий через вискомуфту Syncro), Haldex предлагает моментальное срабатывание. Экономичнее чем постоянный полный привод.
Против: Haldex первого и второго поколений требует проскальзывания (хоть и незначительного) переднего колеса для активации. Постоянный полный привод (Quattro IV) считается более предсказуемым при активном прохождении поворотов на скользком покрытии. Постоянный полный привод «всегда» активен, увеличивая устойчивость при прямолинейном движении и в поворотах, когда дело еще не дошло до проскальзывания колес. Несмотря на это, подключаемый полный привод с муфтой Haldex довольно хорошо работает, поведение автомобиля предсказуемое, и обычный водитель вряд ли заметит разницу между Torsen и Haldex. Начиная с третьего поколения, Haldex более не требует проскальзывания колеса для активации.

© www.awd.ee

Взято отсюда: http://www.awd.ee/quattroru.html

Единственное, что A6 C4 попадает в кватро II и пишут «Сзади свободный дифференциал, жестко блокируется вручную с помощью выключателя на консоли около рычага ручного тормоза.» — но на А6, в отличии от «сотки» нет кнопки. Вместо жесткой блокировки заднего межосевого дифферинциала там есть электронная эмуляция блокировки обоих межосевых дифферинциалов посредством системы EDL — то есть по сути это кваттро IV.

 

О трансмиссии для новичков — Двигатель и Ходовая

Fortuner оснащен постоянным полным приводом 4×4, Torsen — дифференциал повышенного трения и раздаточной коробкой с демультипликатором.Параметры 4×4 Привода:

В целом, существует четыре положения рукоятки на раздаточной коробке (маленький рычаг переключения передач).H: Режим по умолчанию. Движение всегда 4×4, центральный дифференциал разблокирован. Этот режим вы будете использовать в 99% своего времени. Для асфальта и других ровных дорог.HL: 4×4 с заблокированным центральным дифференциалом. Распределение крутящего момента между передней и задней осями — 50:50. Не используйте этот режим на асфальте (вы разрушите трансмиссии). Лучше использовать в грязи, на льду, на песке и др.LL: 4×4, центральный дифференциал заблокирован, пониженная передача включена, максимальный момент передается на колеса. Использование в экстремальных условиях по бездорожью. Движение только на малых скоростях!N: нейтральное положение. Нет передающего момента на передние и задние колеса. Предназначена для переключения между высокой и низкой передаточными положениями коробки.Переключение с H на HL можно производить на любой скорости. Если индикатор не включился при переводе в положение HL, старайтесь двигаться равномерно прямо некоторое время.Внимание! Никогда не переключайте рычаг раздатки, если колеса проскальзывают!Остановитесь, чтобы исключить проскальзывание и затем переключайте рычаг!Переключение с HL на H можно производить на любой скорости. Просто переведите рычаг.

Если индикатор не выключился, старайтесь двигаться прямо (плавно ускоряясь или замедляясь), или переключиться на задний ходПереключение между HL и LL.

Остановите автомобиль, переведите рычаг в положение N, затем переведите в нужный режим.

 

 

 

2.7. Схема Full-Time TL (Dual Range Diff Lock)

Постоянный полный привод, несимметричный межосевой дифференциал LSD Torsen с возможностью жесткой принудительной блокировки, понижающая передача

 

Современные средне- и полноразмерные джипы/внедорожники получили постоянный полный привод с несимметричным механическим дифференциалом типа Torsen, жесткой блокировкой дифференциала, цепной передачей к валу привода передних колес, понижающей передачей. Распределение момента между передними и задними колесами — 40:60 (исходное), динамическое распределение в разных условиях движения — от 28:72 до 58:42.

 

На младших комплектациях переключение выполняется одним рычагом (LC 120) или контроллером, обеспечивая три режима — h5F, h5L, L4L. В других версиях управление понижающей передачей и блокировкой межосевого дифференциала разделено, позволяя дополнительно реализовать режим L4F.

h5↔L4 — при неподвижном автомобиле и положении «N» селектора АКПП.

Блокировка межосевого дифференциала — до 100 км/ч

 

Модель

Выпуск

Трансмиссия

Блокировки дифференциалов

4Runner 285

2009-..

A750F

межосевой — LSD Torsen + механика, задний — механика (опция)

Fortuner 50

2005-..

A340F,A750F + VF4B

межосевой — LSD Torsen + механика, задний — LSD/механика (опция)

Land Cruiser Prado 120

2002-2010

A340F,A343F,A750F + VF4BM

межосевой — LSD Torsen + механика, задний — фрикционный LSD или механика (опция)

Land Cruiser Prado 150

2009-..

A343F,A750F + VF4BM

межосевой — LSD Torsen + механика, задний — механика (опция)

Land Cruiser 200

2007-..

A750F,AB60F + JF2A

межосевой — LSD Torsen + механика, задний — фрикционный LSD или механика (опция)

Lexus GX 150

2009-..

A750F,A760F + VF4BM

межосевой — LSD Torsen + механика

Lexus LX 200

2007-..

AB60F + JF2A

межосевой — LSD Torsen + механика

Условные обозначения: TM — трансмиссия (коробка передач, вариатор), TR — раздаточная коробка, FD — передний дифференциал, RD — задний дифференциал, CD — межосевой дифференциал, CDC — гидромеханическая муфта, VC — вязкостная муфта, EC — электромеханическая муфта.

4Runner, Hilux Surf — Дифференциалы



4Runner, Hilux Surf — Дифференциалы

Дифференциал – это механическое устройство, которое передает вращение с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга. Такая передача вращения возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи вращения от коробки передач к колёсам ведущего моста. Почему для этого нужен дифференциал? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу. В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса не связанны друг с другом и вращаются независимо. Но если мост ведущий, то необходимо передавать вращение одновременно на оба колеса (если передавать вращение только на одно колесо, то тяговые свойства автомобиля и его управляемость будут неприемлемыми). При жесткой связи колёс ведущего моста и передачи вращения на единую ось обоих колёс, автомобиль не сможет нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, будут стремиться пройти один и тот же путь в повороте. Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт вращение на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и хорошо управляется как на прямом пути, так и в повороте. Схема работы симметричного дифференциала и его планетарного механизма на картинке справа. Анимированную схему работы можно увидеть на сайте Howstuffworks. Однако, конструкция планетарного механизма имеет весьма неприятное свойство: планетарный механизм стремится передать полученное от чашки дифференциала вращение туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой, и усилия необходимые для раскручивания каждого из колёс примерно равны, то дифференциал будет вращать оба колеса. Но стоит только появиться ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт вращать только то колесо, для вращения которого требуется наименьшее усилие (то есть то, которое находится на льду). В результате, колесо находящееся на асфальте перестанет вращаться и остановится, а колесо находящееся на льду будет буксовать. Почему и как это происходит?

Дело в том, что планетарный механизм симметричного дифференциала вращает шестерни полуосей через сателлиты. Сателлит передаёт РАВНЫЙ крутящий момент одновременно на две полуоси, так как является рычагом с РАВНЫМИ плечами относительно собственной оси вращения, через которую сателлит и получает тяговое усилие от чашки дифференциала. При прямолинейном движении с хорошим дорожным сцеплением обоих колёс, сателлиты не вращаются вокруг своей оси и передают максимальный крутящий момент с чашки дифференциала на полуоси. Чашка дифференциала, планетарный механизм и полуоси вращаются с равной угловой скоростью как единое целое. При повороте автомобиля, сателлиты начинают поворачиваться вокруг своей оси, приводя в действие планетарный механизм и обеспечивая разницу в угловых скоростях полуосей, однако продолжают передавать оптимальный крутящий момент на обе полуоси, так как дорожное сцепление обоих колёс остаётся высоким. Как только одно из колёс начинает терять сцепление с дорогой, усилие необходимое для его вращения сразу снижается, и крутящий момент на его полуоси падает. Так как сателлиты могут свободно вращаться вокруг своей оси симметрии,  уравнивая тем самым крутящий момент на обеих полуосевых шестернях, крутящий момент упадёт и на полуоси колеса с хорошим дорожным сцеплением, а так же и на чашке дифференциала, и на всей трансмиссии в целом. В этой ситуации, упавшего крутящего момента уже не достаточно для вращения колеса с хорошим дорожным сцеплением, зато его вполне достаточно для вращения колеса с плохим дорожным сцеплением, которое и продолжает вращаться (буксовать) благодаря осевому вращению сателлитов. При этом, планетарный механизм выполняет роль редуктора, увеличивающего угловую скорость вращения буксующего колеса. В результате, колесо с хорошим дорожным сцеплением останавливается (как и автомобиль), а буксующее колесо вращается с удвоенной угловой скоростью, относительно угловой скорости чашки дифференциала. Двигатель работает практически без нагрузки, так как суммарное усилие (крутящий момент) упало на всей трансмиссии.

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой. Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей вращения на все четыре колеса, так как в повороте, колёса рулевого переднего моста имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста. Межосевой дифференциал призван передавать вращение от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD). Однако, это уже тема другого раздела. В данном разделе нас интересует дифференциал и его свойства. Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт? Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, будет вращать только колесо на льду. Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится вращать ту ось, которую легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче вращать мост с проскальзывающим на льду колесом, нежели чем мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль. В результате, крутящий момент на всей трансмиссии упадёт, а вращаться будет единственное  колесо, находящееся на льду, так как для вращения трёх колес с хорошим сцеплением этого крутящего момента будет недостаточно. В итоге: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое буксует на льду – полноприводный автомобиль «застрял».

Совершенно ясно, что свойство дифференциала всегда распределять полученный крутящий момент поровну между осями (50/50), сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Для продолжения движения автомобиля в рассмотренных выше ситуациях, необходимо увеличить крутящий момент, передаваемый на колеса с хорошим дорожным сцеплением. Как же заставить дифференциалы перераспределять крутящий момент в пользу колёс с хорошим сцеплением? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже


1. Полная (100%-я) принудительная блокировка дифференциала.

При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и постоянно передающую им вращение с равной угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность осевого вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. При этом, планетарный механизм блокирован и не распределяет крутящий момент по осям. Передаваемые на полуоси крутящие моменты зависят непосредственно от сцепления каждого из колес с дорогой. На картинке изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой блокируются сателлиты. Подключение блокировки реализовано при помощи привода, управляемого водителем из салона автомобиля. В основном используются следующие типы приводов: пневматический, электрический, гидравлический или механический. Данный тип блокировки применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. В виду того, что полностью блокированный дифференциал НЕ распределяет полученный крутящий момент поровну между осями, в случае резкой потери сцепления одного из колес, передаваемый крутящий момент на полуось колеса с хорошим сцеплением резко возрастет. Поэтому пользоваться такими блокировками надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно для того, чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Включать подобного рода блокировки можно только на остановленном автомобиле. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники, такие как Toyota Land Cruiser, 4Runner (Hilux Surf), Mercedes G-Class и.т.п.

2. Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.

Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте. Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей (за счет использования обгонных муфт). Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и.т.п.) На картинках изображены (слева на право): Detroit Locker, кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit E-Z Locker. (компания Tractech)


3. Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «забеганием» (дословно — «проскальзыванием») забегающей полуоси относительно отстающей, или Самоблокирующиеся дифференциалы. Научное название – ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ ПОВЫШЕННОГО ТРЕНИЯ. Чем выше внутреннее трение в дифференциале, тем выше коэффициент блокировки этого дифференциала – то есть тем больше крутящего момента дифференциал может перераспределить в пользу небуксующего колеса. По принципу действия, самоблокирующиеся дифференциалы можно подразделить на два основных типа:

Speed sensitive – срабатывающих при возникновении разницы в угловых скоростях вращения полуосей

Torque sensitive – срабатывающих при падении усилия (крутящего момента) на одной из полуосей .


3.1 SPEED SENSITIVE LSD

3.1.1 Автоматическая блокировка с использованием Вискомуфты в качестве «Slip Limiter».

В данном случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой – к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки, а следовательно и степень блокировки дифференциала. За счет полученного момента трения между чашкой дифференциала и полуосью, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу оси с наилучшим дорожным сцеплением (отстающую полуось). По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и к отключению блокировки. Данная схема применяется в основном для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор, хотя некоторые производители устанавливают её и в мостовой редуктор — например Митсубиши (Схема на картинке). Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя. Данный тип блокировки межосевого дифференциала можно встретить как в качестве основного и единственного средства блокировки на «паркетных» внедорожниках: Toyota Rav4, Lexus RX300 и.т.п., так и в качестве дополнительной блокировки (в дополнение к100%-ой принудительной блокировке) на полноразмерных внедорожниках Toyota Land Cruiser 80.

3.1.2 Героторный дифференциал (Gerodisk или Hydra-lock)

Американская компания ASHA Corp. снабдила классический дифференциал устройством блокировки, состоящим из масленого насоса с поршнем и комплекта фрикционных пластин (фрикционного блока), установленного между чашкой дифференциала и шестерней одной из полуосей. Принцип действия данной блокировки практически ни чем не отличается от рассмотренной выше блокировки при помощи вискомуфты. Масляный насос монтируется соосно полуоси таким образом, что его корпус крепится к чашке дифференциала, а нагнетающий ротор – к полуоси. При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки дифференциала, насос начинает нагнетать масло на поршень и сдавливать фрикционный блок, блокируя тем самым шестерню полуоси с чашкой дифференциала. За счет полученного момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент на отстающую полуось (полуось с наилучшим сцеплением). Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Детальную компоновку устройства можно увидеть, кликнув на картинку. Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.

3.2 TORQUE SENSITIVE LSD

3.2.1. Дифференциалы с фрикционными блоками предварительного натяга.

Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Для создания дополнительного трения, между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин (которые помечены на картинке справа красными точками). Именно поэтому, подобные дифференциалы часто именуют «friction based LSD». Довольно часто, фрикционные блоки подпружинивают. Когда начинается забегание одной из полуосей (буксование колеса), дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу отстающей полуоси за счет момента трения на фрикционных пластинах. Данный тип блокировки имеет очень большой недостаток – под действием трения пластин дифференциал препятствует возникновению даже небольшой разницы в угловых скоростях полуосей (которая необходима в поворотах), что негативно влияет на управляемость автомобиля, а так же на расход покрышек и топлива. В связи с этим, коэффициент блокировки данных дифференциалов обычно выбирают небольшим (иначе, автомобиль будет иметь неадекватную управляемость на дороге). Тем не менее, для автоспорта выпускаются модели таких дифференциалов с довольно высоким конструктивно заложенным трением пластин и соответственно высоким коэффициентом блокировки. Помимо вышеперечисленных недостатков, можно выделить еще один – срок службы фрикционных блоков в таких дифференциалах небольшой и со временем, фрикционные блоки изнашиваются, снижая тем самым коэффициент блокировки дифференциала. Для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков. Данные дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Toyota Land Cruiser, Nissan Terrano, Kia Sportage и.т.п.

3.2.2 Самоблокирующиеся дифференциалы с гипоидным (червячным или винтовым) и косозубым зацеплением.

Это одна из самых интересных, эффективных, технологичных и практически применяемых форм блокировки дифференциалов. Принцип работы основан на свойстве гипоидной или винтовой пары «расклиниваться» . В связи с этим, основные (или все) зацепления в таких дифференциалах винтовые или гипоидные. Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных типа.

Первый тип производит компания Zexel Torsen. (T-1) Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси крутящих моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте. Как только одна из полуосей начинает буксовать и крутящий момент на ней падает, гипоидные пары «полуось/сателлит» начинают вращаться и расклиниваться, создавая трение с чашкой дифференциала и друг с другом, что приводит к частичной блокировке дифференциала. За счет момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу отстающей полуоси. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне распределения крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.

Автором второго типа является англичанин Rod Quaife. В данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. 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 винтовую пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки (на картинке слева). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и.т.д. А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства (на картинке справа). Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший коэффициент блокировки, однако они более чувствительны к падению момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой.


Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов. Как и во втором типе, в данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение крутящего момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71. В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки обеспечивает 20-30% перераспределение передаваемых на полуоси моментов. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.

Вышеописанные дифференциалы очень популярны в автоспорте. Более того, многие производители устанавливают такие дифференциалы на свои модели штатно, как в качестве межосевых, так и межколёсных дифференциалов. Например, Тойота устанавливает такие дифференциалы как на легковые автомобили (Supra, Celica, Rav4, Lexus IS300, RX300 и.т.д), так и на внедорожники (4Runner (Hilux Surf), Land-Cruiser, Mega-Cruiser, Lexus GX470) и автобусы (Coaster Mini-Bus). Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.

4. Управление работой дифференциалов при помощи электронных систем контроля тормозных усилий (Traction Control и.т.п.)

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. Например, Тойота установила систему Traction Control на Lexus LS400 в 1989 (90) году. Принцип работы такой системы прост: универсальные (так же обслуживают ABS) датчики вращения, установленные на контролируемых колёсах, фиксируют начало пробуксовки одного колеса оси относительно другого и система автоматически притормаживает забуксовавшее колесо, тем самым увеличивая на него нагрузку и вынуждая дифференциал эквивалентно увеличить крутящий момент на колесе с хорошим дорожным сцеплением. При сильной пробуксовке, система так же может ограничивать подачу топлива в цилиндры. Работа такой системы очень эффективна, особенно на заднеприводных автомобилях. Как правило, такую систему можно принудительно деактивировать кнопкой на приборной панели. Со временем, электронная система контроля тормозных усилий совершенствовалась и к ней добавлялись всё новые функции, работающие наряду с ABS и TRAC. (например управление разностью разблокировки рулевых колёс для более успешного прохождения поворотов). У всех производителей эти функции назывались по разному, однако смысл при этом оставался одинаковым. И вот, данные системы стали устанавливаться на полноприводные автомобили и внедорожники, причем в некоторых случаях они являются единственным средством контроля тяги и перераспределения крутящего момента между осями и колёсами (Mercedes ML, BMW X5). В случае, если внедорожник оснащен более серьёзными средствами распределения крутящего момента (самоблокирующимися дифференциалами и жесткими блокировками), то электронная система контроля тормозных усилий очень удачно дополняет эти средства. Хороший пример тому — великолепная управляемость и проходимость последнего поколения Тойотовских внедорожников 4Runner (Hilux Surf), Prado, Lexus GX470. Являясь представителями одной платформы, они обладают межосевым дифференциалом Torsen T-3 с возможностью жесткой блокировки, а так же электронной системой контроля тормозных усилий и тяги со множеством функций, помогающих водителю управлять автомобилем.

Сравнение LSD — шоссейные и гоночные трансмиссии

У них есть некоторые отличия, дифференциалы Quaife, как правило, стоят меньше, чем эквивалентные Wavetrac, однако это не свидетельствует о качестве. Оба изготавливаются по исключительным стандартам с использованием высококачественной стали и строгого контроля качества. Quaife не указывает коэффициент смещения крутящего момента для всех своих дифференциалов, это соотношение варьируется в зависимости от применения, поскольку для некоторых требуется более агрессивное смещение. Wavetrac также не указывает коэффициент смещения крутящего момента. Они отличаются наличием функции, которая при необходимости увеличивает нагрузку на дифференциал.Когда колесо начинает вращаться, это «волновое» устройство срабатывает, замедляет колесо, а затем отключается, когда оно достигает скорости, близкой к скорости другого колеса, так что может произойти нормальное смещение крутящего момента. Это дает Wavetrac возможность обеспечивать движение, когда одно колесо поднято, или на транспортных средствах с большей мощностью, где пробуксовка колес все еще происходит, несмотря на смещение крутящего момента.

Мы рекомендуем Quaife ATB тем, кто ищет улучшенную тягу для дорожных автомобилей и для гоночных автомобилей, где оба колеса прочно установлены и вам не нужна возможность блокировки.Для транспортных средств, которым нужна максимальная прочность, они превосходны, их конструкция протестирована на выдерживание крутящего момента 13 000 FtLb.

ATB Wavetrac рекомендуются для ситуаций, когда колесо с большей вероятностью поднимется, или когда транспортное средство настолько мощное, что одно колесо будет пробуксовывать, несмотря на эффект смещения крутящего момента. Именно по этим причинам мы склонны рекомендовать дифференциалы Wavetrac для более мощных автомобилей, таких как BMW M3 и M5 и Mercedes AMG.

Дифференциалы с гальваническим покрытием — Cusco, Drexler, Kaaz или Titan

Все наши дифференциалы с гальваническим покрытием работают обычным образом, рампы контролируют жесткость блокировки.Предварительная нагрузка контролирует статическую нагрузку, а также уменьшает агрессивность замка. Их основные отличия заключаются в деталях конструкции и материале диска сцепления. Эти различия в дизайне — то, что отличает одно от другого и объясняет разницу в цене. Начиная с более доступного конца шкалы, это Kaaz, затем Titan, Cusco и самым дорогим является Drexler. Однако это справедливо не во всех случаях.

Кааз использует очень традиционную конструкцию LSD с симметричными пандусами и несколькими металлическими пластинами сцепления.Используя только высокопрочную сталь вместо нетрадиционных материалов, они могут снизить затраты и сохранить высокое качество продукции. Полная блокировка по-прежнему обеспечивается за счет использования нескольких дисков сцепления. Все они разработаны и изготовлены в Японии и обслуживают в основном японских производителей и некоторых европейских. Они популярны как среди дрифтеров, так и среди кольцевых гонщиков из-за их соотношения цены и качества и долговечности. Благодаря предложениям для различных автомобилей, таких как Fiat 500/595 Abarth, Mazda MX5 и Porsche 991, LSD доступны для большинства популярных автомобилей.

Титан в настоящее время предлагает очень ограниченный ассортимент только для 3 дифференциалов, Ford Sierra 7 Inch, BMW 168 и Ford English. Они были разработаны с нуля специально для Caterham и других сверхлегких кит-каров. Начав с чистого листа, они сосредоточились на оптимизации производительности для этих типов транспортных средств. Это было достигнуто путем тщательных испытаний в реальных условиях на различных трассах для выбора наилучших углов наклона и предварительной нагрузки. Предварительные нагрузки также регулируются, чтобы адаптировать степень избыточной поворачиваемости в соответствии с конкретной настройкой управляемости или водителем.Остальная часть конструкции была сосредоточена на уменьшении вращающейся массы и снижении производственных затрат. За счет снижения производственных затрат они могут обеспечить экономию средств для конечного пользователя, а также использовать диски сцепления Sintrak с высоким коэффициентом трения. Эти диски сцепления отличаются высокой прочностью и служат в течение многих лет интенсивного использования без необходимости замены. Они также имеют высокий коэффициент трения, что позволяет использовать меньше дисков и уменьшить размер дисков сцепления. Это также способствует уменьшению вращающейся массы.LSD Titan используются в автомобилях Caterham, построенных на заводе и в комплекте, поскольку они обеспечивают наилучшие характеристики по сравнению с другими конкурирующими LSD.

Подходит ли ограниченное скольжение для бездорожья?

Дифференциалы относятся к одной из трех основных категорий; открытые, блокируемые или самоблокирующиеся дифференциалы. Дифференциал передает мощность на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью. Тип дифференциала автомобиля определяет, насколько он хорош для вождения на различных участках.

При установленных дифференциалах шины будут вращаться с разной скоростью, что позволит вам совершать повороты и двигаться по бездорожью.Подойдет ли дифференциал повышенного трения для езды по бездорожью?

Дифференциал ip с ограниченной передачей SL удобен для движения по бездорожью, так как он передает мощность на колеса, которые все еще имеют сцепление с дорогой, и ограничивает мощность пробуксовывающих колес. Колесо, которое все еще имеет сцепление с дорогой, будет вращаться и управлять автомобилем, в то время как проскальзывающее колесо остановится. Таким образом, вы не застрянете, когда ваш автомобиль вращается на месте.

Это не похоже на открытый дифференциал, который по-прежнему передает мощность на колеса, теряющие сцепление с дорогой.Если вы едете по скользкому грунту, открытый дифференциал увеличивает пробуксовку колес на скользкой стороне дороги.

Блокируемые дифференциалы и дифференциалы повышенного трения также известны как дифференциалы, повышающие сцепление с дорогой.

Как работает самоблокирующийся дифференциал?

Дифференциал повышенного трения крепится к ведущему мосту вашего автомобиля. Его основная функция заключается в распределении мощности двигателя на колеса. Это также гарантирует, что автомобиль не потеряет сцепление с дорогой во время движения.

При нормальной эксплуатации на открытой дороге допускается, чтобы колеса имели одинаковую мощность и вращались с разной скоростью. Когда вы делаете поворот, колеса будут вращаться с разной скоростью, позволяя вам повернуть. Когда вы едете по скользкой дороге с одной стороны, дифференциал повышенного трения передает мощность на колеса в сторону от скользкой стороны, чтобы у вас было достаточно сцепления для продолжения движения.

При движении по бездорожью по пересеченной местности одно колесо может не касаться земли, в то время как другие находятся на земле.С открытым дифференциалом подвесное колесо может получить больше мощности и в конечном итоге будет вращаться только без движения автомобиля. С дифференциалом повышенного трения колеса на земле получают больший крутящий момент, и именно так вы едете по неровной поверхности.

LSD предлагает лучшие из открытых и блокируемых дифференциалов. Открытый дифференциал позволяет колесам вращаться по отдельности, а заблокированный дифференциал позволяет колесам вращаться одновременно.

При движении по открытым дорогам самоблокирующиеся дифференциалы действуют как открытый дифференциал, когда колеса вращаются с разной скоростью.Когда вашему автомобилю требуется большее сцепление с дорогой для одного колеса, LSD действует как блокирующий дифференциал, позволяя колесам вращаться с одинаковой скоростью. Колеса с тяговым усилием передают больший крутящий момент на землю, и автомобиль продолжает двигаться даже на скользком или неровном грунте.

Подходит ли ограниченное скольжение для бездорожья? 3

Какие существуют типы ЛСД?

Дифференциал состоит из двух полуосей с шестерней на одном конце. Эти две связаны с третьей шестерней, которая составляет третью сторону квадрата.Чтобы завершить квадрат, есть четвертая передача, которая добавляет силы установке.

Кроме того, дифференциал имеет зубчатый венец в своем корпусе, и эта дополнительная шестерня удерживает основные шестерни вместе. Зубчатый венец обеспечивает передачу мощности на колесо при соединении с приводным валом через шестерню.

Эти компоненты редуктора и установки образуют наиболее распространенный дифференциал, отличающийся блокировкой. Именно из этой установки получаются дифференциал повышенного трения и другие более сложные дифференциалы.От него можно получить следующие типы самоблокирующихся дифференциалов:

Механическая муфта LSD

Механическая муфта LSD включает в себя базовую настройку зубчатой ​​передачи, как в блокируемом дифференциале выше. Однако у него есть пара прижимных колец, которые оказывают давление на два диска сцепления, расположенных рядом с шестернями. Прикладываемое давление ограничивает независимое вращение колес, и это переводит дифференциал из открытого в заблокированный.

Прижимные кольца окружают основные шестерни.Шестерни, с другой стороны, раздвигаются центральными зубчатыми штифтами и упираются в наклонные поверхности, когда шестерни вращаются. Это движение прижимает нажимные кольца к пакетам фрикционов и создает сопротивление для изменения поведения оси.

Механическая муфта LSD доступна в трех подтипах. Каждый из этих подтипов ведет себя по-разному, когда вы оказываете давление на нажимные кольца, и они толкают диски сцепления.

• One-Way LSD оказывает давление при ускорении.В этом типе дифференциал ведет себя как дифференциал открытого типа, где колеса вращаются независимо. При ускорении принудительное дифференциальное вращение создает трение на дисках сцепления и фиксирует их на месте для дополнительной тяги.

• Двухсторонний LSD оказывает давление на диски сцепления только при замедлении. Это повышает устойчивость автомобиля, особенно при движении по бездорожью.

• Полуторный предлагает лучшее из односторонних и двусторонних LSD.Этот дифференциал оказывает большее давление при ускорении и меньшее при торможении.

Хотя механические LSD легко адаптируются и позволяют ездить по бездорожью, они требуют регулярного технического обслуживания для поддержания их оптимальной работы. Они также подвержены износу, и вам, возможно, придется заменить весь дифференциал через несколько лет.

Вязкий LSD

Viscous LSD использует густую жидкость вместо сцеплений. Жидкость оказывает сопротивление, необходимое для переключения дифференциала с открытого на заблокированное.Вязкие LSD имеют меньше движущихся частей, что делает их проще, чем механические LSD.

В отличие от механических LSD, вязкостные LSD обеспечивают более плавную работу, поскольку сопротивление увеличивается в соответствии со скоростью вращения колес. VLSD также может более эффективно направлять больший крутящий момент на колесо, имеющее сцепление с дорогой.

Жидкость в дифференциале оказывает большее сопротивление, когда колесо находится на малой скорости. Если колесо теряет сцепление и начинает вращаться быстрее, высокая скорость этого колеса создает большее сопротивление колесу, которое движется медленнее, и таким образом колесо с сцеплением получает больший крутящий момент от приводного вала.

Вязкий ЛСД менее эффективен после длительного употребления. Его жидкость нагревается и теряет свою вязкость, тем самым обеспечивая меньшее сопротивление. Жидкость также менее эффективна, когда вам нужно заблокировать, как в случае с механическим ЛСД, поскольку жидкость не может оказать абсолютного сопротивления.

Как вязкие, так и механические LSD не передают крутящий момент эффективно, когда вам нужно пройти поворот на высокой скорости. Когда вы входите в поворот, система может рассматривать внешнее колесо как теряющее сцепление с дорогой и передавать мощность внутреннему поворотному колесу.Это может привести к избыточной или недостаточной поворачиваемости при прохождении поворотов.

Дифференциал повышенного трения

или дифференциал Torsen: что лучше для бездорожья?

Torsen — сокращение от дифференциала, чувствительного к крутящему моменту. В этой системе используются усовершенствованные системы передач, обеспечивающие тот же эффект, что и при ограниченном проскальзывании, но для создания этого эффекта не требуется сцепление или жидкость.

Дифференциал Torsen обеспечивает сопротивление за счет добавления червячных передач к открытому дифференциалу. Эти червяки воздействуют на ось, создавая необходимое сопротивление для передачи крутящего момента.Для этого червячные передачи должны находиться в постоянном зацеплении через соединенные прямозубые шестерни.

Сетка, образованная двумя сторонами дифференциала, обеспечивает плавную передачу крутящего момента сразу на колесо с большим сцеплением. Это делает дифференциал Torsen лучше, когда вы едете по бездорожью, поскольку он обеспечивает быструю передачу крутящего момента на колеса, которые в нем нуждаются.

В то время как открытый дифференциал может распределять мощность на все колеса поровну, дифференциал Torsen направляет большую мощность на одно колесо в зависимости от передаточного числа.Это гарантирует отсутствие ограничения мощности, наблюдаемого при открытых дифференциалах.

Автопроизводители также могут спроектировать передачу таким образом, чтобы было другое соотношение сопротивления при ускорении и замедлении, как в случае одностороннего и двухстороннего механического LSD. Вместо электроники и трения о детали Torsen достигает различных уровней сопротивления механически.

Torsen — более эффективный вариант самоблокирующегося дифференциала. Обе системы позволяют двигаться по бездорожью, но дифференциал Torsen более отзывчив и быстрее, чем дифференциал повышенного трения.

LSD и активный дифференциал для движения по бездорожью

Активный дифференциал имеет почти аналогичный механизм с дифференциалом повышенного трения. Этот тип также основан на сопротивлении передаче крутящего момента с одной стороны на другую. У него есть муфты, которые полагаются на электронную активацию, а не на механическую силу.

Система использует электронику для изменения механических сил, с которыми сталкивается автомобиль при вождении в различных условиях.Таким образом, вы можете больше контролировать свой дифференциал или даже программировать его по своему усмотрению. Система работает через ряд датчиков, и ваш компьютер обнаружит колеса, которым требуется мощность, и направит ее к ним.

Думайте об активном дифференциале как о усовершенствованной форме дифференциала повышенного трения или LSD, которым вы можете активно управлять. Когда вы едете по бездорожью по пересеченной местности, этот дифференциал обеспечивает плавность вождения.

Какие автомобили имеют дифференциалы повышенного трения?

LSD не распространен у большинства автопроизводителей.Он доступен только на некоторых моделях высокопроизводительных автомобилей. Например, раллийные водители могут предпочесть дифференциал повышенного трения, поскольку они ездят по изменяющимся дорожным условиям.

LSD доступен во внедорожниках, таких как Jeep Wrangler. Эти внедорожные грузовики и внедорожники могут иметь более продвинутую версию LSD, такую ​​как активный дифференциал, чтобы помочь им спокойно ориентироваться в меняющихся дорожных условиях.

Вы также можете встретить дифференциал повышенного трения в автомобилях с высокими характеристиками, таких как BMW, Dodge, Lexus, Audi и Cadillac.Некоторые недорогие автомобили с высокими характеристиками, такие как Ford Mustang и Subaru BR-Z, также имеют LSD.

Заключительные мысли

Автомобили с дифференциалом повышенного трения идеально подходят для движения по бездорожью. Однако большинство специализированных внедорожников имеют блокируемые дифференциалы. Достижения в области технологий позволили автопроизводителям использовать усовершенствованные формы самоблокирующихся и блокируемых дифференциалов.

Использование активных дифференциалов, торсенов и дифференциалов с вектором крутящего момента теперь более распространено для автомобилей, которым нужна производительность.В других транспортных средствах используются программные альтернативы LSD. Эти программные альтернативы имеют те же эффекты, что и оригинальный LSD, до такой степени, что большинство водителей не могут определить, есть ли в их автомобиле LSD или программная опция.

Управление вектором крутящего момента Ford — одна из наиболее продвинутых форм LSD, используемых в современных автомобилях.

Torsen® Traction

Сегодняшняя запись Ask Torsen пришла к нам по электронной почте от владельца HMMWV Адама. Он спрашивает:

Здравствуйте,

Я рассматривал работу переднего и заднего дифференциалов Torsen T-1 на бездорожье.У меня самого есть дифференциал в моем «Хамви» 94 года. Мое замешательство в дифференциале связано с коэффициентом смещения крутящего момента и тем, что именно подразумевается под соотношением 4,5: 1. Я читал, что это количество крутящего момента, которое дифференциал может выдержать и все еще остается заблокированным .

Я [сформулирую] свой вопрос [как] сценарий:

Одно колесо находится на поверхности с низким сцеплением I.E. мокрый камень. Другое колесо находится на поверхности с высоким сцеплением. Допустим, первое колесо получает 100 единиц крутящего момента, а другое колесо получает 450 единиц крутящего момента.

Что именно происходит, когда колесо с высокой тягой начинает превышать 450 единиц крутящего момента? Дифференциал становится открытым и теряет все свои возможности блокировки? Если колесо, которое превышало 450 единиц крутящего момента, теперь получает 500 единиц крутящего момента, что именно получается на выходе? Никто? ИЛИ может ли дифференциал просто не выдерживать дополнительный крутящий момент, поэтому, хотя я могу передавать 600 единиц крутящего момента, дифференциал передает только 100 единиц в одну сторону и 450 единиц в другую? И тогда сам дифференциал поглощает дополнительные 50 фунтов-футов?

Я спрашиваю, потому что я разговаривал с человеком о воздушных локерах и о том, как технически их TBR является бесконечностью:1, что означает, что Torsen не может сравниваться, потому что он теоретически не может передавать бесконечный крутящий момент на колесо с высокой тягой?

Кстати, как передаточное число зубчатого венца дифференциала взаимодействует с TBR? Входной крутящий момент умножается на передаточное число зубчатого венца, а затем делится на TBR, правильно?

С уважением,

Адам

Адам,

Благодарим за обращение в Torsen.Самый простой способ концептуализировать коэффициент смещения крутящего момента (TBR) — думать о нем как о коэффициенте сцепления. Это показывает, насколько допустима разница от одной стороны к другой; если уровень TBR превышен, дифференциал «откроется» и позволит произойти вращению или дифференциации. Если отношение тяги с одной стороны к другой меньше, чем TBR, дифференциал останется заблокированным. Например, если TBR составляет 4: 1, дифференциация (или пробуксовка) не произойдет, если только ваша шина с низким сцеплением не имеет менее ¼ сцепления с дорогой шины с высоким сцеплением.

Дифференциалы повышенного трения (LSD), такие как Torsen, работают за счет внутреннего трения под нагрузкой. Это трение обеспечивает сопротивление склонности одной шины к проскальзыванию. Различные типы ЛСД делают это по-разному; традиционные «позитивные» устройства делают это с помощью муфт. Винтовые зубчатые дифференциалы (например, Torsen) создают трение за счет сил, создаваемых их шестернями. Рейтинг TBR дифференциала зависит от того, сколько трения создается внутри.

Другой способ представить TBR таков: он также представляет максимальный коэффициент распределения крутящего момента из стороны в сторону.Это связано с вашим вопросом о шкафчике; простая формула заключается в том, что шина с высоким сцеплением получает (до) столько, сколько может выдержать сторона с низким сцеплением, умноженная на TBR. Итак, T(высокий) = T(низкий) X TBR. Это обязательно означает, что Torsen требует некоторого количества реактивного момента на обоих выходах, чтобы иметь возможность действовать против него. Обычно это результат контакта шины с землей.

Вероятно, вы уже заметили, что в экстремальных ситуациях, например, когда шина полностью отрывается от земли, ноль X TBR по-прежнему равен нулю.Так что да, в таком случае Torsen ограничен. Но именно поэтому продукт классифицируется как самоблокирующийся дифференциал . Однако имейте в виду, что я сказал, что Torsen требует некоторой реактивной нагрузки с обеих сторон, чтобы работать против нее. Хотя обычно это реакция шины на сцепление с дорогой, это не единственное средство обеспечения реактивного крутящего момента; это вполне может исходить из тормозной системы. Тормоза автомобиля вполне способны передавать отрицательный крутящий момент на ось, чтобы дифференциал работал против него.На самом деле, военные, по крайней мере, раньше обучали водителей HMMWV использовать метод, называемый модуляцией торможения, чтобы делать именно это (хотя я не знаю, практикуется ли это до сих пор).

И наоборот, чтобы предотвратить полное отсутствие сцепления с дорогой в экстремальной ситуации, например, при поднятии колеса, автомобиль должен иметь фактическую блокировку дифференциала. У шкафчиков, как сказал ваш друг, по существу бесконечный: 1 TBR. Они способны передавать 100% доступного крутящего момента на любую шину.Вместо того, чтобы создавать внутреннее трение, препятствующее скольжению, шкафчики обычно имеют какой-то элемент, который создает прямое физическое препятствие для скольжения. Это может быть зацепление шлицевой или кулачковой муфты, или, возможно, использование односторонней муфты с храповым механизмом для движения. При этом есть много других компромиссов, связанных с блокировкой дифференциала, например, снижение маневренности автомобиля.

Что касается передаточного числа главной передачи, то оно не имеет никакого отношения к TBR. Кольцо и шестерня влияют на то, насколько умножается крутящий момент карданного вала, когда он применяется к дифференциалу, но это единственное его реальное участие.

Итак, что касается вашего примера — я проведу вас через несколько сценариев, чтобы вы могли увидеть взаимодействие крутящего момента в игре. Ваш дифференциал имеет TBR 4,5: 1, и мы скажем, что потенциально крутящий момент в 200 фунт-футов исходит от вашей трансмиссии и раздаточной коробки на заднем карданном валу. В этом примере ось имеет передаточное отношение кольца и шестерни 3:1. Итак, это может показать, откуда взялись 600 фунтов-футов, которые вы использовали.

Сценарий 1) Теперь, если обе шины могут выдержать крутящий момент 300 фунт-футов (каждая) перед разрывом, дифференциал принимает 600 фунт-футов и равномерно распределяет их на каждую сторону, без какой-либо дифференциации.Таким образом, на каждую шину приходится 300 фунт-футов (здесь я игнорирую ступичный редуктор HMMWV). В этом случае обе шины максимальны с точки зрения тяги, но просто не достигают точки проскальзывания.

Сценарий 2) Если, вместо этого, обе шины могут выдержать 450 фунт-футов до того, как они проскальзывают, распределение крутящего момента по-прежнему будет по существу 50/50, при этом 300 фунт-футов будет приходиться на обе стороны. Разница в том, что шины находятся ниже своих пределов проскальзывания.

Сценарий 3) На этот раз одна шина (из сценария 2) внезапно сталкивается с потерей сцепления и падает, скажем, до 150 фунт-футов, Torsen немедленно возьмет эти 150 и попытается умножить на свой TBR.Этот может позволить дифференциалу передать до 675 фунт-футов на шину с высоким сцеплением — если крутящий момент будет достаточен для поддержки оси. Но в этом случае его нет, так как у нас есть только 600 фунтов-футов, поэтому только 450 доступны для отправки на сторону с высокой тягой. По совпадению, мы сказали, что 450 фунт-футов были пределом сцепления шины, поэтому мы снова максимизируем сцепление обеих шин, и никакой разницы не произошло.

Сценарий 4) Теперь предположим, что дальше по тропе шина встречает еще одно место с низким сцеплением.На этот раз сцепление шин будет поддерживать только 100 фунт-фут крутящего момента. Опять же, дифференциал немедленно сместит крутящий момент в сторону высокого тягового усилия в пределах своего TBR. Таким образом, сторона с низким сцеплением получает только 100 фунтов-футов, а дифференциал снова умножает это и передает 450 фунтов-футов стороне с высоким сцеплением. Опять же, шина с высоким сцеплением получает максимальный крутящий момент, прежде чем начнет скользить. Однако, как вы заметили, 450 + 100 = 550. Итак, где недостающие 50 фунтов на фут?

Ответ на этот и последующие вопросы остается за водителем.Если вы случайно заметили, что после прохождения сценария № 3 трасса местами была скользкой, возможно, вы немного отпустили газ и позволили крутящему моменту, идущему на ось, немного упасть. В этом случае, возможно, крутящий момент уменьшится до (или ниже) нового порога в 550 фунт-футов. Если это так, опять же, шины имеют максимальное сцепление с дорогой, и грузовик продолжает движение. Никакого проскальзывания или дифференциации не произошло.

С другой стороны, если вы все это время продолжали давить на педаль газа — а это и есть суть вашего вопроса — дело обстоит иначе.Крутящий момент, как и другие области физики, основан на наличии равной и противоположной реакции. Общий предел тяги оси остается 550 фунт-фут. Следовательно, крутящий момент, поступающий на ось, не может превышать тяговое усилие, поддерживающее ее. Таким образом, эти дополнительные 50 фунтов-футов исчезают, или, точнее, перестают существовать. Крутящий момент системы падает, по крайней мере, до тех пор, пока тяга не восстановится и с миром все в порядке.

Если вы продолжите пытаться добавить больше мощности в этот момент, вы фактически превратите избыточную мощность во вращение колеса.Происходит дифференциация, и если результирующая разгрузка достаточна для увеличения оборотов двигателя, она превращается в чрезмерную пробуксовку шин. Однако, даже когда это происходит, Torsen по-прежнему передает 450 фунт-футов стороне с высоким сцеплением, пока сторона с низким сцеплением все еще может выдерживать свои 100 фунт-футов. Значит, вы все равно идете вперед.

Сценарий 5) На этот раз вы поднимаете шину над землей, возможно, пересекая канаву. Как мы уже говорили выше, шина в воздухе может поддерживать нулевой крутящий момент, и ноль, умноженный на 4.5 по-прежнему равно нулю. Но здесь вы можете немного нажать на педаль тормоза, чтобы создать тормозную нагрузку, скажем, в 100 фунт-футов. Торсен работает от тормозной нагрузки так же, как и от тяговой нагрузки, а затем сценарий 4 по существу повторяется. На этот раз, однако, поскольку вы держите ногу на тормозе, вероятность того, что вы раскрутите шину с низким коэффициентом сцепления, меньше.

Сценарий 6) В последней ситуации предположим, что сценарий № 3 повторяется, за исключением того, что на этот раз шина с высоким сцеплением имеет ограничение только в 400 фунт-футов до проскальзывания.Опять же, Torsen хотел бы передать ему до 450 фунт-футов, но это превышает тяговые способности шины. На этот раз, если вы останетесь на газу, вы рискуете привести к тому, что обе шины потеряют сцепление с дорогой и начнут вращаться. В этом случае обе шины потенциально будут перегружены. Дифференциал все еще работает, пытаясь сбалансировать крутящий момент с ограничениями сцепления шин, но если вы не уменьшите крутящий момент трансмиссии, вы вызовете как насыщение, так и разрыв.

В конечном итоге все сводится к сцеплению шин.Torsen работает над тем, чтобы максимизировать эффективность шин вплоть до момента, когда начинается проскальзывание, хотя у него есть некоторые ограничения. Я знаю, что это довольно длинный ответ на вопрос, который может показаться базовым, но важно понимать различные ситуации, которые могут возникнуть, чтобы объяснить, что происходит в одной конкретной ситуации.

Что такое центральный дифференциал повышенного трения?

Мы знаем не только транспортное средство только линейно в осуществлении упражнения, а также различные углы кривой, когда транспортное средство движется по кривой, траектория четырех колес имеет четыре различных радиуса дуги.Это привело к четырем различным скоростям вращения колес в повороте, если только колеса вращались с той же скоростью, что транспортное средство не может повернуть, даже если принудительная разница скорости вращения рулевого колеса, а также из-за сломанной средней оси. Затем нужно установить дифференциал, чтобы добиться дифференциала, чтобы фиксированная скорость выходного вала двигателя в разную скорость вращения передавалась на колеса. Обычно только один из двух дифференциальных приводов устанавливается между передней или задней осью.

1 центральный дифференциал повышенного трения сущ.

, когда автомобиль поворачивает, радиус поворота переднего колеса больше, чем у заднего с той же стороны, поэтому скорость переднего колеса выше скорости заднего колеса, а также четыре колеса движутся по совершенно разным маршрутам, так что потребность в центральном четырехколесный дифференциал повышенного трения, крутящий момент на переднюю и заднюю оси возложен.

2 центральный дифференциал повышенного трения классификация

● Многодисковые дифференциалы сцепления

● Дифференциал Torsen

● дифференциал с вискомуфтой

● Многодисковые дифференциалы сцепления

3. Многодисковая муфта дифференциала Подробная

многодисковый дифференциал сцепления работает

дифференциала многодискового сцепления зависят от мокрого многодискового сцепления и являются дифференциальным крутящим моментом.Эта система часто используется в качестве межосевого дифференциала своевременного использования системы полного привода. В нем два комплекта фрикционных дисков, комплект ведущих дисков, группа ведомых дисков. Ведущий диск соединен с передней осью, задний мост соединен с ведомым диском. Два специальных диска погружены в масло, а комбинация обеих систем разделения опирается на электронное управление.

При движении по прямой передняя и задняя оси с одинаковой скоростью, нет разницы в скорости вращения между ведущим и ведомым дисками, разделение кожуха диска, предшествующее или существенное состояние заднего привода транспортного средства, может достичь целью экономии топлива.При переворачивании возникает разность скоростей вращения переднего и заднего валов, а также возникает разница скоростей вращения ведущего и ведомого дисков. Однако из-за того, что разница скоростей не достигает заданных требований к электронной системе, и, таким образом, диск все еще находится в отключенном состоянии, на рулевое управление транспортного средства в это время не влияет.

разница в текущей частоте вращения заднего моста превышает определенный предел, например передние колеса начинают буксовать, электросистема управления управляет механизмом выжима гидравлической многодисковой муфты, при этом начинается контакт ведущего и ведомого дисков происходит, подобно сцеплению, комбинированный крутящий момент передается от ведущего диска к ведомому диску для достижения полного привода.

в зависимости от состояния и коэффициента распределения крутящего момента многодискового фрикционного дифференциала повышенного трения контролируется электронной системой, быстрая реакция, некоторые модели дополнительно включают функцию «БЛОКИРОВКИ» с ручным управлением, т.е. комбинация первичных ведомых пластин может поддерживать полную -временной статус, функция блокировки полного привода близка к состоянию профессиональных внедорожников. Однако фрикционная пластина 50 может передавать до процента крутящего момента на задние колеса, а использование высокопрочного трения приведет к перегреву и выходу из строя.

Преимущества: быстрая скорость отклика, может моментально привязываться; привязка большинства моделей управляется электрически, без ручного вмешательства;

Недостатки

: максимум 50 процентов мощности на заднее колесо, при работе под большими нагрузками легко перегреться. Происхождение

4. Детальный дифференциал Torsen

рабочий дифференциал Torsen

Thorsen (Torsen) название с определением крутящего момента Тяга – ощущение тягового крутящего момента, сердечник червяк Torsen, система червячной передачи, со структурного вида дифференциала TorsenЧтобы увидеть двойной червяк, червячная структура, это их конфигурация взаимного зацепления , и реализуется блокировка крутящего момента, однонаправленно передаваемая от червячного колеса к червячной передаче функции блокировки дифференциала, эта функция ограничивает скольжение.Во время обычного движения по кривой роль прежнего заднего дифференциала является обычным дифференциалом, червячная передача не влияет на выходную скорость оси по-разному, например, когда автомобиль поворачивается на левое и правое колеса. соотношение скоростей дифференциала , и левая низкая скорость, разные скорости влево и вправо могут быть точно согласованы с червячной передачей синхронизации. В это время червяк и не блокируется, так как крутящий момент от червяка к червячной передаче. Когда одна сторона колеса проскальзывает, червячные компоненты через дифференциал Torsen или гидравлическую многодисковую муфту очень быстро и автоматически регулируют распределение мощности.

При нормальном вождении автомобиля, когда корпус дифференциала вращается P, при вращении червяка 3 и 4 относительное вращение между корпусом 3 и 4 отсутствует, тогда красный и зеленый оси вала 2 имеют одинаковое вращение скорость. Когда одна сторона оси сталкивается с большим сопротивлением другой стороны оси на холостом ходу, например, красная ось встречает большее сопротивление, затем становится неподвижной, а корпус дифференциала продолжает вращаться, тем самым приводя в движение червяк 4 вдоль оси вала. шестерня качения красная, 4, в то время как приводной ролик 3 вращается, но эффект самоблокировки с 3 зелеными осями 2, 3 и поэтому не может управлять вращением второй оси вращения зеленого цвета, тогда 3 перестает вращаться, так что пока 4 также останавливается, таким образом, только вращение картера дифференциала 4 вращения оси приводится в движение красным, красный вскоре распределяет крутящий момент на ось, спасательный автомобиль.

является центральным сердечником устройства измерения крутящего момента самоблокирующегося дифференциала, он может сделать выходную мощность в зависимости от рабочего состояния между передней и задней осями до 25: 75 до 75: 25 постоянно изменяется, но реакция очень быстро, почти без гистерезиса (также подробно проанализированы характеристики дифференциала с самоблокировкой спереди) и поддержка электронной программы стабилизации, а также дальнейшее улучшение инициативы распределения мощности.

Вкратце, полностью автоматизированный дифференциал Torsen является чисто механическим дифференциалом, т.е. управление не требует человека +100 + процент надежной прямой передачи дифференциал повышенного трения, под определенным углом Он сказал, что это очень сбалансированная конструкция.

Преимущества: момент сопротивления может быть обеспечен разница возникает между ведущими колесами обратная связь, распределение выходного крутящего момента, и характеристика блокировки является линейной, может регулироваться в относительно широком диапазоне выходного крутящего момента; [123]

недостатки: нет двух состояний диска; дифференциал повышенного трения ограниченной мощности, мощность не полностью передается на колесо.

5. Детализированные вискомуфты дифференциалов

Дифференциал вязкостной муфты

, дифференциал этой конструкции сегодня является полноприводным автоматическим распределителем мощности автомобиля умным устройством. Обычно он устанавливается на колесный привод на базе полноприводного автомобиля. Автомобиль с обычным передним приводом. Работает максимальная вязкостная характеристика без приводной муфты, мощность может автоматически распределяться на заднюю ось по желанию.

работает

вискомуфты, чем-то похожей на многодисковую муфту.Входной вал оснащен несколькими внутренними пластинами, многие пластины вставлены во внешний корпус среди выходного вала и заполнены силиконовым маслом высокой вязкости. Входной вал трансмиссии и передняя часть двигателя соединены с передаточным средством, соединенным с выходным приводным валом и задним мостом.

при нормальном вождении нет разницы в скорости вращения передних и задних колес, вискомуфта не работает без мощности на задние колеса, переднеприводный автомобиль по-прежнему эквивалентен автомобилю.

от

до

на заснеженных дорожных автомобилях происходит пробуксовка колес, большая разница в скорости вращения передних и задних колес. В вязкостной муфте силиконовое масло между внешней пластиной перемешивается, начинает тепловое расширение, имеет большое сопротивление вязкости, чтобы предотвратить относительное движение между внутренней и внешней панелями, что приводит к большому крутящему моменту. Таким образом, мощность автоматически передается на задние колеса, автомобиль становится полноприводным.

, когда транспортное средство поворачивает, вязкостная муфта может также поглощать разницу в скорости вращения из-за разницы внутренних колес между передними и задними колесами до и после функций дифференциала.Когда автомобиль тормозит, это может помешать задним колесам удерживать мертвое явление.

Преимущества: компактный размер, простая конструкция, низкая себестоимость;

Недостатки: Недостатком является медленная реакция, низкий коэффициент распределения крутящего момента, связывание и разделение нельзя контролировать вручную, перегрев при высокой нагрузке. Может выйти из строя.

Все дело в мощности шин

В любых видах автогонок, которые включают в себя повороты, самым быстрым автомобилем всегда будет тот, который сможет быстрее сбросить больше мощности и оставаться на дроссельной заслонке дольше, чем остальные.Для любителей автокросса/трек-дня/шоссейных гонок наука о шасси играет огромную роль в обеспечении тяги в поворотах и ​​на выходе из них, но не меньшее значение имеет и скромное устройство, называемое дифференциалом. На самом деле, это сильно влияет на все аспекты искусства и физики прохождения поворотов на высокой скорости.

Может показаться немного нелогичным, что устройство, спрятанное глубоко в недрах узла заднего моста, может (или будет) влиять на вход в поворот, но правда в том, что это так. Так что стоит поближе познакомиться с множеством разнообразных вариантов, которые предлагаются начинающему герою трека.

В шоссейных гонках и автокроссе необходимо как можно скорее включить мощность на выходе из поворота. Дифференциал повышенного трения, как правило, идеально подходит для этого, хотя блокираторы также успешно используются в определенных приложениях или там, где этого требуют правила. Для целей этой истории мы ограничим обсуждение машинами с передним расположением двигателя и задним приводом и сосредоточим внимание на том, как реагирует дифференциал в этих автомобилях. На самом деле существует четыре основных типа дифференциалов (один на самом деле не является истинным дифференциалом), и мы рассмотрим их все.В произвольном порядке различают следующие типы: открытый дифференциал, золотниковый, блокирующий и основная категория самоблокирующихся дифференциалов с несколькими вариантами конструкции.

Прежде чем мы перейдем к различиям конструкции, давайте сначала объясним, почему дифференциал необходим для большинства автомобилей. Когда автомобиль входит в поворот, внутренняя задняя шина описывает дугу на более коротком расстоянии, чем внешняя шина. Если между двумя задними шинами установлено прочное соединение (например, катушка), внутренняя шина должна проскальзывать или вращаться, чтобы выдержать большее расстояние, которое должна пройти внешняя шина.Если вам когда-либо приходилось толкать гоночный автомобиль, оснащенный катушкой, в крутом повороте, вы знаете, насколько это сложно. Это сопротивление заключается в том, что шина не скользит, а вся трансмиссия заедает, потому что проскальзывания нет.

Возможно, здесь стоит упомянуть, что все формы дифференциалов, предназначенные для улучшения сцепления с дорогой, на самом деле являются своего рода пластырями. Настоящая проблема заключается в том, что при ускорении действуют несколько сил, влияющих на сцепление — даже по прямой. Когда крутящий момент прикладывается к задней оси, шестерня пытается подняться на зубчатый венец, который сообщает корпусу задней оси движение против часовой стрелки (если смотреть сзади).Это поднимает правое заднее колесо (со стороны пассажира) и опускает левое заднее колесо.

Когда мощность подается на заднюю ось, шестерня пытается «подняться» на зубчатый венец, устанавливая левое заднее колесо и поднимая правое (со стороны пассажира) заднее колесо. Тяговые устройства, такие как шкафчик или LSD, могут только попытаться ограничить негативные последствия этой цепочки событий, которая происходит каждый раз, когда на задние колеса подается питание.

Это может показаться нелогичным, поскольку движение кузова на большинстве транспортных средств заключается в поднятии левой передней части и посадке (или приседании) правой задней части.В то время как это верно, картер моста движется в прямо противоположном направлении. Это означает, что устройство повышенного трения передает часть крутящего момента от правого заднего колеса к левому заднему — при условии, что автомобиль ускоряется по прямой.

Открытый дифференциал

При открытом дифференциале боковые шестерни позволяют двум колесам вращаться независимо друг от друга. Эта открытая конструкция состоит из держателя зубчатого венца с двумя главными боковыми шестернями, соединенными шлицами с полуосями, соединенными с двумя меньшими крестовинами.Эта система позволяет двум осям вращаться с разной скоростью. Это простейшая форма дифференциала, и, хотя он очень хорошо выполняет свою работу, у него также есть присущий ему недостаток.

Гонки по автокроссу предъявляют очень высокие требования к дифференциалу, потому что радиус поворотов намного меньше, чем на шоссейных трассах. Это возлагает огромную нагрузку на шасси и дифференциал при подаче мощности на выходе из поворота.

В поворотах, особенно в автокроссе, где повороты имеют очень малый радиус, приложение мощности к открытому дифференциалу мгновенно раскручивает шину с наименьшим сцеплением.Открытый дифференциал просто направляет мощность по пути наименьшего сопротивления. Это почти всегда внутренняя шина, потому что крен кузова разгружает эту шину. Если вы когда-либо управляли автомобилем с открытым дифференциалом на автокроссе или шоссейной трассе, вы знаете, как неприятно не иметь возможности агрессивно применить мощность на выходе из поворота. Ненагруженная шина просто крутится. Для первых шоссейных гонщиков, поскольку этому внутреннему подъему шины было трудно противодействовать, они решили эту дилемму, просто используя катушку.

Катушка

Золотник — это самое простое тяговое устройство из всех возможных — это прочное соединение между обеими задними осями, полностью устраняющее дифференциал. Его простота особенно полезна для дрэг-рейсеров, поскольку они не заботятся о поворотах. Но для тех из нас, кто в восторге от апекс-прицеливания, шпуля имеет несколько досадных минусов. Во многих автомобилях с кольцевой дорожкой используется катушка, но также используется ступенчатый за счет использования внешней шины большего размера, которая компенсирует радиус поворота, поэтому обе шины проходят одинаковое расстояние — в повороте.

Катушку легко идентифицировать, так как она просто и надежно соединяет две оси вместе. Это отлично подходит для дрэг-рейсинга, но гораздо менее идеально подходит для поворотов. Это шпуля Strange Engineering, в основном используемая в дрэг-рейсинге.

Это, очевидно, не работает в ситуации шоссейных гонок или автокросса, поскольку автомобиль должен справляться как с левыми, так и с правыми поворотами. Это действительно делает шпулю неигровой для поворота в обе стороны, в том числе и на улицу. Предприимчивые автостроители быстро создали следующую вариацию.

Прежде чем мы перейдем к шкафчикам, также важно упомянуть, что катушки, как правило, сильно влияют на управляемость автомобиля. Поскольку обе задние шины соединены шлицами, автомобиль с катушкой (с задними шинами одинаковой высоты) будет вызывать значительную недостаточную поворачиваемость при входе в поворот. Передние колеса повернут в угол, но задние колеса продолжат движение по внешнему вектору. И наоборот, на выходе из поворота катушка будет иметь тенденцию к довольно сильной избыточной поворачиваемости автомобиля. Шасси можно настроить, чтобы компенсировать это, но без радикальных изменений это все еще лейкопластырь, чтобы скрыть более серьезную проблему.

Шкафчик

Блокирующий дифференциал был разработан, чтобы смягчить некоторые из этих проблем. Блокировочный дифференциал можно рассматривать как катушку, которую можно «разблокировать» в поворотах, позволяя шинам поворачиваться с разной скоростью, чтобы соответствовать радиусу поворота. Блокировочный дифференциал остается разблокированным, когда автомобиль проходит через апекс, а затем в какой-то момент снова блокируется, когда автомобиль завершает поворот и подается мощность.

На этой версии шкафчика Eaton Detroit Locker в разобранном виде видны подпружиненные прямозубые зубья, соединяющие две оси вместе.Простой механизм рампы отключает шкафчик, когда автомобиль входит в поворот, и создается дифференциальная скорость. Шкафчики имеют репутацию «лязгающих», когда зубья сцепляются друг с другом.

Эта конструкция имеет определенные недостатки, некоторые из которых могут быть компенсированы техникой драйвера. Увеличение мощности, которую шины могут удерживать на выходе из поворота, может оказаться невозможным, поскольку дифференциал на ранних этапах выхода из поворота все еще разблокирован, особенно на поворотах с узким радиусом в ситуации автокросса.Конечно, как только дифференциал снова заблокирован, обе шины предлагают почти равную способность воспринимать мощность для ускорения автомобиля на выходе из поворота.

У дифференциалов Locker

есть преимущества, в том числе их простота, что также означает, что они дешевле и могут служить дольше, чем дифференциалы повышенного трения. Однако для уличного автомобиля, предназначенного для автокросса с редкими выездами на трек-день, есть варианты получше.

Дифференциалы повышенного трения

Переходя к дифференциалам повышенного трения (LSD — негаллюциногенный вид), есть целая история выбора.В целом существует три основных типа LSD: версия с диском сцепления, конусная и шестеренчатая (часто называемая под различными торговыми марками, такими как Torsen-Gleason, Gold или Platinum Track, Eaton Truetrac и другие).

Глядя на заполненный ограниченный промах, часто бывает трудно определить точный стиль. Например, это Eaton Posi, который представляет собой блок сцепления. Часто внешнего взгляда недостаточно, чтобы понять, как работает устройство.

LSD

предлагают множество преимуществ для дорожных условий, а также для автокросса и трек-дней.Ограниченное скольжение — это точное название того, чего достигают эти устройства, поскольку они пытаются свести к минимуму пробуксовку шины на ненагруженной шине и добавить этот крутящий момент на более сильно нагруженную шину. Это полезно даже в неэффективных ситуациях, таких как мокрая и заснеженная дорога.

Конус

Начнем с конусного повышенного трения. В этом устройстве используется пара охватываемых конусов, которые используют дифференциальную скорость для передачи нагрузки на ось с большей тягой. Устройство довольно простое и хорошо работает.Этот стиль LSD был оригинальным, например, на Camaros и Firebirds третьего поколения. Auburn, вероятно, является самой известной торговой маркой, связанной с LSD конического типа, и предлагает узлы для большинства популярных осевых систем.

Конусный дифференциал повышенного трения (как показано на этой фотографии Оберна) аналогичен по функциям дифференциалу в виде муфты, заменяя муфты коническими конусами. Обратите внимание на внутренние пружины, которые помогают загружать конус в корпус дифференциала.

Auburn также предлагает электронно-управляемый дифференциал, повышающий тягу (ECTED).Это сохраняет устройство в виде конуса Auburn, но применяет крутящий момент с помощью электронного управления с помощью простого переключателя, управляемого водителем. Есть также ECTED Max, которые также подходят к стилю шкафчика. Стандартные блоки Auburn также можно настроить с помощью прокладок, чтобы они были более агрессивными.

Муфта

Ограниченное скольжение в виде муфты на сегодняшний день является самой распространенной и популярной версией, которая десятилетиями используется многими различными производителями. LSD в стиле сцепления использует ряд дисков сцепления, которые соединены шлицами с каждой из двух больших боковых шестерен в дифференциале.Большие стальные пластины между этими дисками сцепления прикреплены к картеру дифференциала. В большинстве случаев используется либо серия из четырех небольших пружин, либо иногда одна большая волнообразная пружина, чтобы приложить усилие к боковым шестерням, чтобы помочь нагрузить муфты.

Это может помочь объяснить, как работает ограниченное скольжение типа сцепления. Шлицевые муфты прикреплены к полуоси, а стальные пластины между ними зафиксированы на корпусе дифференциала. Прилагая давление со стороны боковой передачи, пакет сцепления сжимается и передает больший крутящий момент на колесо, перемещающее шину с большей силой сцепления.

Когда тяга изменяется с одной стороны, это приводит к вращению крестовины дифференциала и боковых шестерен, которые толкают наружу боковые шестерни, еще больше нагружая муфты. Этот стиль ограниченного проскальзывания очень плавно передает крутящий момент между шинами, часто с минимальным воздействием на подвеску при прохождении крутых поворотов.

Блоки повышенного трения в виде сцепления, пожалуй, наиболее известны под брендом Eaton. Есть несколько других компаний, предлагающих аналогичные конструкции. Подобно Auburn, этот стиль также можно настроить или отрегулировать, чтобы увеличить или уменьшить нагрузку на сцепление в соответствии как с тягой, так и со стилем вождения.

Также возможно увеличить нагрузку на муфты до такой степени, что автомобиль может получить толчок или недостаточную поворачиваемость. Слишком тугая настройка также будет иметь тенденцию к избыточной поворачиваемости автомобиля на выходе из поворота, как катушка. Однако смещение крутящего момента можно изменить с помощью более жесткой настройки, что потенциально может быть преимуществом при настройке.

Момент трогания с места — это величина предварительного натяга в ограниченном дифференциале. Существуют различные способы проверить это. Здесь мы изготовили адаптер, который крепится болтами к одной задней оси, и мы можем использовать динамометрический ключ для измерения величины пускового момента.Больше не всегда лучше, но вы можете использовать его как средство настройки для набора скорости входа в поворот и особенно скорости выхода из поворота.

Для LSD типа сцепления также требуется специальная трансмиссионная смазка с добавкой, модифицирующей трение, которая предотвращает дребезжание сцепления, что может раздражать в поворотах на медленных скоростях. Диски сцепления также подвержены износу. Доступны ремонтные комплекты, которые легко обслуживать, но для этого требуется снять устройство с задней части корпуса, что обычно не является процедурой обслуживания подъездной дороги своими руками.

LSD с муфтой и конусом, как правило, требуют некоторого типа присадки к трансмиссионному маслу для предотвращения или ограничения вибрации. Ограниченные дифференциалы типа Gear, такие как Truetrac, Torsen или Platinum Track, не требуют специальной трансмиссионной смазки. Тем не менее, большинство стилей зубчатых передач не рекомендуют синтетические масла, поскольку это трансмиссионное масло нового типа влияет на нагрузку на зубчатую передачу и отрицательно влияет на работу.

Тип шестерни

Третий тип LSD представляет собой тип зубчатой ​​передачи, в котором боковые шестерни заменяются сцеплениями.Quaif называет свою версию автоматическим смещением крутящего момента (ATB). LSD в виде шестерни хорошо представлен несколькими различными компаниями, включая Eaton Truetrac, Torsen, Quaif и блок Platinum Track, продаваемый Larson Racing Products. Этот стиль ограниченного проскальзывания стал чрезвычайно популярным в последнее десятилетие по нескольким причинам.

На этом изображении Eaton Truetrac в разобранном виде видны конические шестерни, сдвинутые вместе для создания смещения крутящего момента в зависимости от того, какая шина имеет наибольшее сцепление с дорогой. Блокировка проскальзывания зубчатого типа не обслуживается на месте.Если смещение крутящего момента необходимо изменить, его необходимо вернуть на завод для регулировки или ремонта.

Основным преимуществом LSD с зубчатой ​​передачей является то, что она не требует обслуживания, специальной смазки для шестерен и, как правило, обеспечивает гораздо более длительный срок службы по сравнению с версиями с муфтой или конусом. Смещение крутящего момента устанавливается на заводе и не может быть изменено, если только оно не возвращено производителю. Другие преимущества включают очень плавное и стабильное приложение крутящего момента к шине с наибольшим сцеплением.Это практически незаметно для водителя, но обеспечивает преимущества сцепления, которые особенно полезны на выходе из поворота, если шасси правильно отрегулировано.

Заключение

Если вы дошли до этого анализа различных различий в производительности, вы увидите множество вариантов. Можно заметить, что это обсуждение показало, что дифференциал шестеренчатого типа имеет превосходные характеристики, но это далеко не последнее слово в балансировке тяги при выходе из поворота.Было бы полезно узнать мнение гонщиков с похожими автомобилями и настройками о том, какой дифференциал они предпочитают использовать. Это, вероятно, поднимет темы, которые у нас не было возможности включить в эту историю.

Если есть один аспект, который должен быть очевиден из этого обсуждения, так это то, что выбор (или даже модификация) заднего дифференциала с точки зрения смещения крутящего момента будет иметь непосредственное влияние на то, как автомобиль ведет себя как при входе в поворот, так и при повороте. выход. Лучше помнить об этом в процессе выбора.Какую бы систему вы ни выбрали, подвеску, скорее всего, потребуется настроить, чтобы максимально использовать преимущества ее конструкции. Водитель будет окончательным арбитром в этом обсуждении настройки с тем, как дифференциал влияет как на вход в поворот, так и на выход из поворота.

Основные сведения о винтовых, торсеновых и механических LSD

Дифференциал повышенного трения; более известный как LSD среди автолюбителей, является чудом инженерной мысли. Равномерное распределение крутящего момента на оба колеса необходимо для передачи этой мощности на землю, а также для сохранения контроля над способностью автомобиля управлять в нужном направлении.Для немногих счастливчиков они поставляются с завода, но большинство ваших автомобилей от A до B оснащены только базовым открытым дифференциалом из-за производственных затрат и управляемости. Я не буду вдаваться в подробности о том, почему у автомобилей вообще есть дифференциалы, но если вы читаете эту статью, я уверен, что вы знаете, каковы ограничения заводского открытого дифференциала.
Так зачем нам когда-либо обновлять наши дифференциалы до LSD или другого типа LSD? Да просто потому, что мы хотим, чтобы оба колеса вращались с одинаковой скоростью и распределяли мощность равномерно на землю при нажатии дроссельной заслонки.

Это обеспечивает оптимальное сцепление с дорогой и, в свою очередь, позволяет вам лучше контролировать свой автомобиль, особенно если он развивает приличную мощность. Это очень полезно на трассе, когда вы хотите улучшить скорость входа или выхода из поворота для улучшения времени прохождения круга или на трассе для дрифта, чтобы иметь больший контроль над углами заноса и выбросом дыма. Не говоря уже о другом преимуществе – это возможность каждый раз делать идеальные «скольжения», прокладывая идеально параллельные толстые линии.
Но это не все хорошие новости, у владения ЛСД есть и недостатки…

Преимущества LSD

  • Управляемый запуск, так как оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, что снижает вероятность того, что автомобиль выйдет из строя (задний привод) или подруливания с чрезмерным крутящим моментом (передний привод) на мощности
  • Нет отдельных вращающихся колес, поскольку крутящий момент распределяется равномерно, поэтому скорость вращения одинаковая
  • Контролируемая мощность при скольжении, обычно называемая заносом, поскольку оба колеса вращаются с одинаковой скоростью при нажатии дроссельной заслонки (относится только к RWD)
  • Выходная мощность на поворотах более предсказуема, вместо того, чтобы одно колесо вращалось слишком быстро.Однако неопытному водителю автомобиль покажется очень трудноуправляемым, так как он легко занесет в сторону, когда пропадет сцепление на обоих колесах

Недостатки LSD

  • Повышенный износ шин
  • Создает дополнительную недостаточную поворачиваемость, если дроссельная заслонка применяется на повороте, если заднее сцепление не нарушается, это вызывает избыточную поворачиваемость (RWD)
  • Неопытные заднеприводные водители не смогут по-настоящему контролировать транспортное средство, если пропадет сцепление с дорогой на обоих колесах.Это вызовет сильную избыточную поворачиваемость, а для неопытного водителя это будет мало
  • .
  • Более частое обслуживание невязких (механических)
  • Связанный шум при включении (может вызывать раздражение)
  • Точка включения, легкий удар и переход мощности при выключении и включении дроссельной заслонки
  • Утратить способность поворачивать в крутых поворотах без рывков и вибрации колеса, поскольку одно колесо естественным образом охватывает большую окружность, чем другое
Различия

Спиральный:

  • Блокируется и обеспечивает одинаковую скорость вращения для обоих колес
  • Распределяет крутящий момент на оба колеса, но не 50/50 — в зависимости от типа передаточное число может меняться
  • Блокировка дроссельной заслонки, но требует, чтобы оба колеса были на земле
  • В винтовых LSD
  • используются шестерни, а не пакеты фрикционов, поэтому они не требуют обслуживания или замены чего-либо.Техническое обслуживание будет аналогично открытому дифференциалу
  • .
  • Часто косозубые дифференциалы реагируют намного быстрее, чем вязкие LSD, и не затухают при использовании, поскольку в них используются шестерни
  • Отличный тип LSD, но очень ограниченный выбор послепродажного обслуживания
Изображение: trdparts.jp

Торсен:

  • относятся к косозубым, по сути, дифференциалу того же типа с небольшими отличиями. Оба используют косозубые шестерни для ограничения проскальзывания обоих колес на одной оси

Вязкие:

Изображение: Elitejdm.com
  • Почти блокирует оба колеса при нажатии дроссельной заслонки
  • Неправильная блокировка 1:1, поскольку в большинстве ситуаций одно из колес будет вращаться немного быстрее, чем другое
  • Неравное распределение крутящего момента
  • Использует гидродинамическое трение жидкостей с высокой вязкостью, что позволяет обоим колесам вращаться почти с одинаковой скоростью
  • Жидкость теряет эффективность при нагревании, эффекты вращения обоих колес с одинаковой скоростью исчезают
  • Не лучший вариант для гусеницы, так как это может быть непредсказуемо при дроссельной заслонке, так как оба колеса никогда не вращаются с одинаковой скоростью (как бы они ни выглядели)
  • Идеально подходит для уличного использования, так как плавно включается, бесшумно и плавно переключает педаль газа
  • Техническое обслуживание не требуется, так как центр вязкости герметизирован

Механический диск сцепления, также известный как диск сцепления (распространен в LSD на вторичном рынке):

KAAZ 2 Way LSD в R200 Nissan Skyline R33 Корпус ABS
  • Будет блокироваться и прикладывать одинаковое усилие к обоим колесам на дроссельной заслонке
  • Оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью независимо от того, находится ли одно из них над землей
  • Крутящий момент распределяется 50/50 на замок
  • Использует пакеты фрикционов внутри дифференциала вместо шестерен или жидкости для блокировки
  • Требуется регулярная замена масла, а после износа пакетов фрикционов потребуется замена и дорогостоящее техническое обслуживание
  • Очень предсказуемо, если водитель понимает точки зацепления и расцепления
  • Новичку может быть трудно управлять, для опытного это дар богов

3 типа механических LSD:

  • 1 направление: блокировка только на дроссельной заслонке
  • 1.5 способ: блокировка дроссельной заслонки и частичная блокировка замедления
  • 2-ходовой: блокировка газа и замедление
Изображение: cusco.co.jp
Использование
Изображение: cusco.co.jp

В зависимости от стиля вождения следует выбрать правильный дифференциал, выше показано, как ведет себя каждый тип LSD. Хотя это на японском языке, картинки говорят тысячу слов.

Для уличного использования и светофора:

  • Вязкий
  • Спиральный/Торсен
  • односторонний

Для трека:

Для дрифта:

Надеюсь, это поможет вам понять, что к чему. Обычно дифференциалы модернизируются, когда вы, как водитель, достигли пределов возможностей своего автомобиля и вам требуется либо больший контроль, либо лучшее распределение мощности на дороге.Дифференциалы часто отсутствуют в списке модификаций, и используются дешевые хаки, такие как регулировка вязких LSD или сварка дифференциалов. Эти дешевые хаки могут улучшить текущую ситуацию, однако приведут к плохому времени прохождения трека или даже к повреждению корпуса дифференциала в конце дня. Выбирайте с умом и двигайтесь вперед!

Нужно отключить эту мощность!

Торсен | Mazdaspeed3 / Mazda 3 MPS

Турбированный двигатель объемом 2,3 литра для столь компактного хэтчбека с передним приводом влечет за собой определенные последствия.Одной из них является потребность в соответствующем дифференциале, который составляет 260 л.с. и 380 Нм , особенно при разгоне. В моделях от MPS используется механизм повышенного трения TorSen и электронное снижение крутящего момента на первых двух передаточных числах.

Дифференциал повышенного трения (LSD) представляет собой тип устройства дифференциала, который допускает некоторую разницу в угловой скорости выходных валов, но налагает механические ограничения на несоответствие. В автомобиле такие дифференциалы повышенного трения иногда используются вместо стандартного дифференциала, где они дают определенные динамические преимущества за счет большей сложности.

В легковых автомобилях обычно используются два основных типа ЛСД; чувствительные к крутящему моменту (с редуктором, сцеплением или конусом, как показано на рисунке вверху страницы) и чувствительные к скорости (вязкостные/насос и блок сцепления). Последний набирает популярность, особенно в современных полноприводных автомобилях, и обычно требует меньше обслуживания, чем механический тип.

История

Torsen (полное название Torsen traction) — тип дифференциала, применяемого в автомобилях. Он был изобретен американцем Верноном Глисманом и произведен корпорацией Gleason.Torsen является сокращением от Tor que- Sen sing. TORSEN и TORSEN Traction являются зарегистрированными товарными знаками JTEKT Torsen North America Inc (ранее Zexel Corporation, ранее Gleason Power Systems). Все дифференциалы Torsen берут свое начало от дифференциала Dual-Drive, который был изобретен и запатентован Глисманом в 1958 году.

Дифференциалы Torsen можно использовать в одном или нескольких положениях на автомобиле:

  • центральный — используется для соответствующего распределения крутящего момента между передней и задней осями на полноприводных автомобилях.
  • задний — используется для соответствующего распределения крутящего момента между левой и правой сторонами задней оси. Это может быть как заднеприводная, так и полноприводная машина.
  • передний — используется для надлежащего распределения крутящего момента между левой и правой сторонами передних осей. Это может быть как переднеприводная, так и полноприводная машина.

Полноприводный автомобиль, например, может использовать один, два или три дифференциала Torsen.

Как они работают

Дифференциал Torsen работает так же, как и обычный дифференциал, но может блокироваться в случае возникновения дисбаланса крутящего момента, причем максимальный коэффициент дисбаланса крутящего момента определяется коэффициентом смещения крутящего момента (TBR).[3] Когда Torsen имеет TBR 3:1, это означает, что одна сторона дифференциала может обрабатывать до 75%, в то время как другая сторона должна обрабатывать только 25% приложенного крутящего момента. Во время ускорения в условиях асимметричной тяги, пока сторона с более высоким сцеплением может выдерживать более высокий процент приложенного крутящего момента, относительной пробуксовки колес не произойдет. Когда разница тягового усилия превышает TBR, более медленная выходная сторона дифференциала получает тяговый момент более быстрого колеса, умноженный на TBR; любой дополнительный крутящий момент, остающийся от приложенного крутящего момента, способствует угловому ускорению более быстрой выходной стороны дифференциала.
ПРИМЕЧАНИЕ: TBR не следует путать с функцией неравномерного распределения крутящего момента в Torsen III планетарного типа. Планетарная передача позволяет межосевому дифференциалу Torsen III неравномерно распределять крутящий момент между передней и задней осями во время нормальной работы (с полным сцеплением), не вызывая вращения трансмиссии. Эта функция не зависит от коэффициента смещения крутящего момента.

Торсены в передней и/или задней оси

При попытке поворота с дифференциалом, чувствительным к крутящему моменту, внешнее колесо должно будет вращаться быстрее относительно дифференциала, а внутреннее колесо будет вращаться медленнее, чем дифференциал.Трение в дифференциале будет препятствовать движению, и это будет работать на замедление более быстрой стороны и ускорение более медленной/внутренней стороны. Это приводит к асимметричному распределению крутящего момента на ведущих колесах, что соответствует TBR. Прохождение поворотов таким образом уменьшит крутящий момент, приложенный к внешней шине, что, возможно, приведет к большей мощности на поворотах, если только внутреннее колесо не перегружено (что легче сделать, чем с открытым дифференциалом). При перегрузке внутренней шины (имеющей меньшее сцепление с дорогой за счет переноса веса от бокового ускорения) происходит угловое ускорение до скорости внешнего колеса (малый процент пробуксовки колеса) и блокировка дифференциала, а если разница сцепления не превышает TBR , к внешнему колесу будет приложен более высокий крутящий момент.Если разница сцепления превышает TBR, внешняя шина получает тяговый момент внутреннего колеса, умноженный на TBR, а оставшийся крутящий момент, приложенный к дифференциалу, способствует пробуксовке колеса.
При использовании дифференциала Torsen более медленное колесо всегда получает больший крутящий момент, чем более быстрое колесо. Torsen T-2R RaceMaster — единственный Torsen, оснащенный сцеплением с предварительным натягом. Таким образом, даже если колесо находится в воздухе, крутящий момент передается на другую сторону. Если бы одно колесо было поднято в воздух, обычные узлы Torsen действовали бы как открытый дифференциал, и крутящий момент не передавался бы другому колесу.Вот тут-то и может помочь «уловка» стояночного тормоза. Если задействован стояночный тормоз, предполагая, что стояночный тормоз оказывает одинаковое сопротивление каждой стороне, то сопротивление бортовой стороне «умножается» через дифференциал, и TBR, умноженный на крутящий момент сопротивления, применяется к другой стороне. Таким образом, наземная сторона увидит (крутящий момент сопротивления TBR X) минус крутящий момент сопротивления, и, надеюсь, это поможет восстановить прогресс вперед/назад. В автомобилях Hummer/HMMWV используются как передний, так и задний дифференциалы Torsen, поэтому использование основных тормозов задействует этот «трюк» одновременно на обеих осях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.