Электронный дифференциал: Электронная блокировка дифференциала — XDS, EDS, EDL и другие

Содержание

Электронная блокировка дифференциала — XDS, EDS, EDL и другие

Многим знакома ситуация: одно колесо машины буксует на льду, а второе намертво стоит, а почему? А потому, что между ними нет жесткой механической связи. Для автомобилей повышенной проходимости разработали механическую блокировку дифференциала, которая связывала колеса на одной оси в жесткую сцепку.

Требовалась ли вам когда-нибудь помощь юриста по авто-вопросам?

ДаНет

электронная блокировка дифференциала

Но механическая блокировка не лишена недостатков. После изобретения ABS конструкторы стали присматриваться к ней — нельзя ли сделать что-то похожее на механическую блокировку дифференциала, но с помощью гидравлики? Были разработаны устройства электронной блокировки дифференциала, которые заменили ручную механическую блокировку.

На самом деле дифференциал не блокируется, а подтормаживаются сами колеса, но, поскольку результат работы устройства внешне похож на блокировки дифференциала, то его так и назвали — система электронной блокировки.

Принцип работы

Датчики системы ABS, расположенные на ступицах колес, собирают информацию о скорости вращения колес и передают в электронный блок управления. Как только какое-то колесо начнет проскальзывать, электронный блок дает команду на электромагнитные клапаны, которые начинают воздействовать на тормозные колодки и притормаживать колесо. Вращающий момент на колесе увеличивается, оно перестает проскальзывать, в конце концов цепляется за дорожное покрытие. В этот момент мозг устройства ослабляет хватку, колесо растормаживается.

Принцип работы ЕБД

Виды

EDS

EDS (Elektronische Differenzialsperre) — первая разработка в этом направлении. В переводе означает электронная блокировка дифференциала или, как показано выше, правильнее назвать ее имитацией электронной блокировки дифференциала. Назначение системы — предотвращать проскальзывание ведущих колес при трогании с места.

Простейшая система такого вида, устанавливается на многие бюджетные автомобили марок Ниссан, Рено и другие.

XDS

Является эволюционным развитием системы EDS, дополнена новым электронным блоком и программным обеспечением, которое позволяет более тонко управлять автомобилем в поворотах. Всякий раз, когда при входе в поворот система почувствует разгрузку колеса, катящегося по внутреннему радиусу, она притормаживает его, тем самым обеспечивая более точное прохождение поворота. Эту систему разработали специалисты Фольксвагена.

EDL

Система EDL (Electronic Differential Lock) — то же, что и EDS, просто это англоязычная аббревиатура, а та немецкая.

Синоним, применяется в для автомобилей, произведенных не немецкими концернами.

Другие

Автопроизводителями ведутся постоянные опытно-конструкторские работы, и время от времени появляются анонсы усовершенствованных систем, но принципиально они ничем не отличаются от описанных выше.

Устройство и основные элементы

Стандартные компоненты описанных систем таковы:

  • насос — качает тормозную жидкость к исполнительным устройствам;
  • электромагнитные клапаны — открывают и закрывают потоки тормозной жидкости;
  • электронный блок управления (БУ) — управляет всем процессом без вмешательства человека;
  • датчики частоты вращения колес — информируют БУ о скоростях вращения каждого из колес.

Составные компоненты ЕБД

Разновидности системы

Все разновидности устройств отличаются только конструктивным исполнением узлов и программным обеспечением. Каждый автопроизводитель держит свои разработки в тайне, все тонкости алгоритма работы могут быть засекречены: пользователь оценивает работу по конечному результату.

Одним из комбинированных решений является ETS — система контроля тяги, которая, кроме описанной выше задачи, выполняет еще и задачу оптимизации разгона автомобиля на дорогах с любыми типами покрытий.

Применение

Системы электронной блокировки применяются на популярных марках: Ауди, Мерседес, BMW, Ниссан, Фольксваген, другие.

EDS используется в Ниссан Патфайндер и Рено Дастер,

ETS – на Мерседес ML320,

XDS – на Шкода Октавия и Фольксваген Тигуан.

Плюсы и минусы электронной блокировки

Плюсы блокировки очевидны — автомобиль легче трогается, реже буксует и застревает, увереннее проходит повороты. Из-за уменьшения пробуксовки экономит горючее.

Минус заключается в том же, что и плюс: у водителя возникает ощущение всемогущества полного контроля за ситуацией, но это не так: водитель не должен переоценивать электронные устройства и водить машину аккуратно.

Часто задаваемые вопросы

Улучшает ли система проходимость транспортного средства?

Да, в случае гололеда или грязи под колесами вероятность застрять почти нулевая.

На какой скорости работает система?

Она эффективна при скоростях от нуля до восьмидесяти километров в час. Объявлено о некоторых моделях автомобилей представительского класса, где работает и при 100 км в час.

Для пользования нужны какие-то специальные навыки вождения?

Нет, водитель даже не почувствует работу блокировок.

Вывод

Система электронной блокировки дифференциала — полезное изобретение, улучшающее проходимость автомобиля, безопасность езды, комфорт водителя. Но она не отменяет постоянного внимания водителя к автомобилю, к состоянию дороги, другим участникам движения, к скоростному режиму. Электроника не заменяет человека.

Составные компоненты ЕБД

Мнение эксперта

Иван Чайкин, автор статьи:

Вопросы, касающиеся прав автомобилистов, зачастую более важны, чем кажется на первый взгляд. Водитель может лишиться прав или понести другое суровое наказание из за незнания или неправильного трактования законов и правил. Не ленитесь глубоко погружаться в суть изучаемого вопроса, не стесняйтесь спросить совет у профессионалов.

Задать вопрос эксперту

Вопросы, касающиеся прав автомобилистов, зачастую более важны, чем кажется на первый взгляд. Водитель может лишиться прав или понести другое суровое наказание из за незнания или неправильного трактования законов и правил. Не ленитесь глубоко погружаться в суть изучаемого вопроса, не стесняйтесь спросить совет у профессионалов.

Электронная блокировка дифференциала: особенности системы

Ценители настоящих внедорожников и водители большегрузной техники не понаслышке знают, для чего нужна блокировка электронная блокировка дифференциала.

Эта полезная «фишка» помогает в сложных дорожных ситуациях — гололёд, грязь, бездорожье и прочее. Классические механические варианты этих систем сложны технически, поэтому инженерами было придумано остроумное решение, с привлечением электроники.

Какие же различия имеет механическая и электронная блокировка дифференциала и в чем её уникальные особенности?

Что такое дифференциал и зачем его блокировать?

Для начала нужно пролить свет на основы нашей темы, ведь далеко не все наши читатели вообще знакомы с дифференциалом и его функциями.

Рассмотрим простой пример: движение автомобиля в повороте. В этом случае колёса, находящиеся по разным бокам машины должны крутиться с разной скоростью, ведь тем, которые находятся ближе к внутренней стороне поворота, нужно пройти меньшую дистанцию, чем тем, которые снаружи, и чем круче поворот, тем заметней эта разница.

Но как могут колёса крутиться с разной скоростью, если они находятся на одной оси? В принципе, никак, если бы не межколёсный дифференциал, позволяющий такую роскошь. Что это даёт? Как минимум, уменьшает износ резины, а как максимум — очень повышает устойчивость движения всего авто.

Механическая блокировка дифференциала

Вполне логичен следующий вопрос: если дифференциал выполняет столь полезную функцию, то зачем его блокировать, то есть специально делать связь двух колёс жёсткой?

Ответим ещё одним примером. Предположим, вы выехали на бездорожье и случайно одним из ведущих колёс угодили в яму с глиной. В этом случае дифференциал окажет вам медвежью услугу, так как он ещё и перераспределяет крутящий момент — если колесо в яме будет буксовать, то второе, находящееся на твёрдой поверхности останется стоять мёртво.

Тут и понадобится блокировка — сделав связь между ведущими колёсами жёсткой, вращаться им придётся обоим, что без труда поможет выбраться из ямы.

Устройства, обеспечивающие эту процедуру, существовали задолго до наступления эры электроники, но в классическом, механическом исполнении они имеют ряд недостатков, делающих их применение на легковых авто проблематичным.

Современные же машины получили возможность почувствовать все прелести этой функции без применения сложных и громоздких механизмов.

Электронная блокировка дифференциала

И так, электронная блокировка дифференциала (EDS, Elektronische Differenzialsperre). Понадобиться она может не только на бездорожье, полезной и даже незаменимой она будет в гололёд или при трогании с места, когда присутствует риск пробуксовки одного из ведущих колёс.

Нужно отметить, что у электронной блокировки дифференциала есть масса преимуществ по сравнению с механической, в ЭБД:

  • автоматическое перераспределение крутящего момента между ведущими колёсами в зависимости от загрузки каждого;
  • быстрая реакция на дорожную ситуацию;
  • возможность применения на любом автомобиле (с передним, задним или полным приводом), чего механические собратья не допускали;
  • отсутствие сложных механизмов.

Нужно отметить, друзья, что и принцип работы электронной блокировки дифференциала полностью отличается от её классической тёзки.

Здесь нет никаких хитроумных редукторов в мостах или чего-либо подобного, свои функции она выполняет, подтормаживая в нужный момент одно из ведущих колёс, тем самым, симулируя работу механической блокировки.

 

Элементы электронной блокировки дифференциала

Всё начинается с того, что вездесущие датчики контролируют скорость вращения колёс автомобиля и при обнаружении проскальзывания одного из них, электроника даёт команду клапанам и насосам тормозных магистралей поднять давление в колодках буксующего колеса, чтобы притормозить его.

Давление повышается до тех пор, пока оно не прекратит проскальзывать, после чего давление начинает снижаться.

Таким образом, по факту, происходит практически то же самое, что и при механической блокировке, но дополнительно появляется возможность регулировать крутящий момент и оперативно реагировать на изменение условий на дороге.

Такой же принцип используется в системах антизаноса и антипробуксовки.

Ну что ж, дорогие наши читатели, вы познакомились и с электронной блокировкой дифференциала. Больше читайте статей на блоге и вы продвинетесь в теории автомобиля, что даст вам уверенности не только в знаниях автомобиля, но даже в вождении, такой вот парадокс!

До новых встреч, до новых публикаций!

Рекомендуемые для чтения статьи: Пневматическая подвеска: что общего у Мерседеса и Икаруса? и Торсионная подвеска: хороша и для танка, и для легковушки.

как работает и что особенного?

Электронная блокировка дифференциала — это такая система в основные задачи которой входит имитация блокировки устройства при помощи штатной тормозной системы. Именно она препятствует пробуксовке ведущих колес в те моменты, когда транспортное средство только начинает движение, либо набирает разгон на скользком покрытии или начинает совершать поворот. Такая система предусмотрена на многих современных автомобилях. Использование ее дает как неоспоримые преимущества, так и влечет за собой некоторые недостатки. Об этом и пойдет речь в данном материале.

Как работает блокировка дифференциала?

Работа блокировки дифференциала происходит циклично. То есть происходит это в три стадии. На первой стадии происходит увеличение давления, на второй стадии его удержание, а на третьей сброс давления. На первой стадии блок управления получает от датчиков сигналы и на их основе принимает решение о начале своей работы. Переключающий клапан запирается, а вот клапан высокого давления открывается.  Насос тормозной системы создает давление в контуре  и в результате чего за счет увеличения давления тормозной жидкости происходит торможение буксующего ведущего колеса. Когда прекращается пробуксовка начинается вторая стадия.   Система фиксирует достигнутое тормозное усилие благодаря удержанию давления. В этот момент прекращается действие насоса. На третьей стадии колесо заканчивает проскальзывание и начинается сброс давления. Открывается переключающий клапан, а клапан высокого давления закрывается. В случае необходимости все эти три стадии могут повторятся.

Какие бывают системы и в чем плюсы?

сегодня на транспортных средствах многих автопроизводителей устанавливается система предотвращения пробуксовки колес. При этом очень часто несмотря на то, что установленные системы выполняют одни и те же функции, названия их могут отличаться. Самыми известными среди них сегодня считаются системы EDS, ETS и XDS. Что касается преимуществ в целом электронной блокировки дифференциала, то она значительно повышает тягу при повороте авто, делает возможным начало движения без пробуксовки колес и обеспечивает адаптивную настройку степени блокировки. С ее помощью обеспечивается полностью автоматическое включение и выключение. Автомобиль с подобной системой отлично справляется с диагональным вывешиванием колес.

Подробнее узнать о данном вопросе поможет этот интересный видеоматериал:


 

Опубликовано: 21 ноября 2019

Электронная система блокировки дифференциала XDS и EDS

XDS и EDS – система электронной блокировки межколесного дифференциала

XDS – система электронной блокировки межколесного дифференциала, устанавливаемая на автомобили Volkswagen. Система XDS действует по принципу поперечной блокировки с помощью притормаживания. Эта система позволяет существенно увеличить тягу и управляемость автомобиля. Электронная блокировка дифференциала (XDS) является расширением системы EDS (точнее, доп.программным модулем), которая входит в состав системы курсовой устойчивости ESP. В тот момент, когда электроника XDS фиксирует значительную разгрузку одного из ведущих колес передней оси, двигающегося по внутренней дуге поворота, система ESP (точнее ее гидравлика) начинает подтормаживать данное колесо для возвращения автомобилю оптимальной тяги. Система XDS позволяет избавиться от недостаточной поворачиваемости автомобиля при скоростном прохождении поворотов, которая типична для переднеприводных машин. Управляемость автомобиля с системой XDS становиться более точной, а автомобиль напоминает скорее полноприводный, чем переднеприводный.
Плюсы системы электронной блокировки межколесного дифференциала (XDS):

  • Система значительно улучшает динамику автомобиля при прохождении поворотов;
  • Улучшается тяга автомобиля:
  • На выходе из поворота, система XDS может позволит автомобилю идти с более высокой скоростью;
  • Повышается четкость управления;
  • Уменьшается угол поворота руля и повышается точность в рулевом управлении;
  • Уменьшается «недостаточная» поворачиваемость;

Электронная блокировка дифференциала (EDS, Elektronische Differenzialsperre) предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колес при трогании автомобиля с места, разгоне на скользкой дороге, движении по прямой и в поворотах за счет подтормаживания ведущих колес. Система получила свое название по аналогии с соответствующей функцией дифференциала.

Система EDS срабатывает при проскальзывании одного из ведущих колёс. Она подтормаживает скользящее колесо, за счет чего на нем увеличивается крутящий момент. Так как ведущие колеса соединены симметричным дифференциалом, на другом колесе (с лучшим сцеплением) крутящий момент также увеличивается.

Система работает в диапазоне скоростей от 0 до 80 км/ч.

Система EDS построена на основе антиблокировочной системы тормозов. В отличие от системы ABS в конструкции электронной блокировки дифференциала предусмотрена возможность самостоятельного создания давления в тормозной системе. Для реализации данной функции используется насос обратной подачи и два электромагнитных клапана (на каждое из ведущих колес), включенные в гидравлический блок ABS. Это переключающий клапан и клапан высокого давления.

Управление системой осуществляется с помощью соответствующего программного обеспечения в блоке управления ABS. Электронная блокировка дифференциала, как правило, является составной частью антипробуксовочной системы.

Принцип работы электронной блокировки дифференциала

Работа электронной блокировки дифференциала носит цикличный характер. Цикл работы системы включает три фазы:

  1. увеличение давления;
  2. удержание давления;
  3. сброс давления.

Пробуксовка ведущего колёса определяется на основании сравнения сигналов, поступающих от датчиков частоты вращения колес. При этом блок управления закрывает переключающий клапан и открывает клапан высокого давления. Для создания давления в контуре тормозного цилиндра ведущего колеса включается насос обратной подачи. Происходит увеличение давления тормозной жидкости в контуре и торможение ведущего колеса.

При достижении тормозного усилия необходимой для предотвращения пробуксовки величины производится удержание давления. Это достигается отключением насоса обратной подачи.

По окончании пробуксовки производится сброс давления. При этом впускной и переключающий клапаны в контуре тормозного цилиндра ведущего колеса открыты.  

При необходимости цикл работы системы EDS повторяется. Аналогичный принцип действия имеет система ETS (Electronic Traction System) от Mercedes.

Принцип работы

Датчики системы ABS, расположенные на ступицах колес, собирают информацию о скорости вращения колес и передают в электронный блок управления. Как только какое-то колесо начнет проскальзывать, электронный блок дает команду на электромагнитные клапаны, которые начинают воздействовать на тормозные колодки и притормаживать колесо. Вращающий момент на колесе увеличивается, оно перестает проскальзывать, в конце концов цепляется за дорожное покрытие. В этот момент мозг устройства ослабляет хватку, колесо растормаживается.

Виды

EDS

EDS (Elektronische Differenzialsperre) — первая разработка в этом направлении. В переводе означает электронная блокировка дифференциала или, как показано выше, правильнее назвать ее имитацией электронной блокировки дифференциала. Назначение системы — предотвращать проскальзывание ведущих колес при трогании с места. Простейшая система такого вида, устанавливается на многие бюджетные автомобили марок Ниссан, Рено и другие.

XDS

Является эволюционным развитием системы EDS, дополнена новым электронным блоком и программным обеспечением, которое позволяет более тонко управлять автомобилем в поворотах. Всякий раз, когда при входе в поворот система почувствует разгрузку колеса, катящегося по внутреннему радиусу, она притормаживает его, тем самым обеспечивая более точное прохождение поворота. Эту систему разработали специалисты Фольксвагена.

EDL

Система EDL (Electronic Differential Lock) — то же, что и EDS, просто это англоязычная аббревиатура, а та немецкая. Синоним, применяется в для автомобилей, произведенных не немецкими концернами.

Другие

Автопроизводителями ведутся постоянные опытно-конструкторские работы, и время от времени появляются анонсы усовершенствованных систем, но принципиально они ничем не отличаются от описанных выше.

Устройство и основные элементы

Стандартные компоненты описанных систем таковы:

  • насос — качает тормозную жидкость к исполнительным устройствам;
  • электромагнитные клапаны — открывают и закрывают потоки тормозной жидкости;
  • электронный блок управления (БУ) — управляет всем процессом без вмешательства человека;
  • датчики частоты вращения колес — информируют БУ о скоростях вращения каждого из колес.

Разновидности системы

Все разновидности устройств отличаются только конструктивным исполнением узлов и программным обеспечением. Каждый автопроизводитель держит свои разработки в тайне, все тонкости алгоритма работы могут быть засекречены: пользователь оценивает работу по конечному результату. Одним из комбинированных решений является ETS — система контроля тяги, которая, кроме описанной выше задачи, выполняет еще и задачу оптимизации разгона автомобиля на дорогах с любыми типами покрытий.

Применение

Системы электронной блокировки применяются на популярных марках: Ауди, Мерседес, BMW, Ниссан, Фольксваген, другие. EDS используется в Ниссан Патфайндер и Рено Дастер, ETS – на Мерседес ML320, XDS – на Шкода Октавия и Фольксваген Тигуан.

Плюсы и минусы электронной блокировки

Плюсы блокировки очевидны — автомобиль легче трогается, реже буксует и застревает, увереннее проходит повороты. Из-за уменьшения пробуксовки экономит горючее. Минус заключается в том же, что и плюс: у водителя возникает ощущение всемогущества полного контроля за ситуацией, но это не так: водитель не должен переоценивать электронные устройства и водить машину аккуратно.

Часто задаваемые вопросы

Улучшает ли система проходимость транспортного средства?

Да, в случае гололеда или грязи под колесами вероятность застрять почти нулевая.

На какой скорости работает система?

Она эффективна при скоростях от нуля до восьмидесяти километров в час. Объявлено о некоторых моделях автомобилей представительского класса, где работает и при 100 км в час.

Для пользования нужны какие-то специальные навыки вождения?

Нет, водитель даже не почувствует работу блокировок.

Источник: https://avtoproblema24.ru/sistemy-bezopasnosti/elektronnaya-blokirovka-differentsiala/

Электрический дифференциал. Cтатьи. Наука и техника

 

В электротехнике известен так называемый биротативный двигатель: в одном статоре расположены два одинаковых ротора, связанных между собой не механически, а только общим электромагнитным полем. Оси роторов совпадают, а ведущие валы выходят каждый в свою сторону у левого ротора – в левую, у правого – в правую (рис. 1).

Рис. 1. Схема дифференциального движителя переменного тока

Каждый ротор биротативного двигателя приводит во вращение отдельное колесо автомобиля. Электромагнитные моменты на роторах равны по величине и противоположны по направлению, сумма угловых скоростей – величина постоянная. Ну чем не дифференциал!

Электрический дифференциал может выглядеть и иначе. Достаточно соединить последовательно два обычных электродвигателя постоянного тока – получится движитель с любым направлением вращения (рис. 2). Таким дифференциалом можно оснастить любой игрушечный автомобиль.

Рис. 2. Дифференциальный движитель постоянного тока в качестве привода автомобиля

Помните удивительное приключение, когда барону Мюнхгаузену пришлось вытаскивать самого себя за волосы? Оказывается, нечто подобное может происходить в дифференциальном движителе: один из роторов разгоняет другой, а последний, в свою очередь, ускоряет вращение первого. В конце концов роторы вращаются со скоростью, превосходящей скорость вращения магнитного поля.

Для проведения такого опыта следует взять два вентилятора и поместить их в трубу. Лопасти обоих вентиляторов должны вращаться в одну сторону. Так как относительная скорость вращения роторов сохраняется, скорость вращения первого колеса вентилятора становится выше скорости вращения магнитного поля. Мощность в системе «дифференциальный движитель – рабочие колеса вентилятора» больше мощности, забираемой из сети электродвигателем, за счет циркулирующей мощности.

Рис. 3. Схема циркуляции мощности в двухступенчатом вентиляторе с дифференциальным движителем при установке лопастей второй ступени на «турбинный» режим.
1 – дифференциальный движитель; 2 – вентиляторный «дифференциал»
P – давление; Q – производительность вентилятора

Новые и удивительные свойства приобретают вентиляторы встречного вращения с дифференциальным движителем. В них, например, не нужно устанавливать спрямляющие и направляющие аппараты. Размеры машины сокращаются вдвое. Если меняется напряжение сети, то автоматически перераспределяются скорости вращения рабочих колес до равенства моментов на них. КПД вентилятора поддерживается максимально возможным для нового режима работы.

 

Источник информации:

Статья Г. Водяника и Э. Рылеева «Вездесущий дифер».

Дата публикации:

11 февраля 2000 года

Дифференциал (механика) — Википедия Переиздание // WIKI 2

дифференциал автомобиля, канонический вид

Задний ведущий мост, в нём стоит дифференциал.

Дифференциа́л (от лат. differentia – разность, различие) — в общем случае есть механизм по передаче мощности вращением, позволяющий без каких-либо пробуксовок и потерь КПД складывать два независимых по своим угловым скоростям входящих потока мощности в один исходящий, раскладывать один входящий поток мощности на два взаимозависимых по своим угловым скоростям исходящих, а также работать в первом и втором вариантах попеременно. Основное назначение дифференциала в технике — трансмиссии транспортных машин, в которых дифференциал разветвляет поток мощности от двигателя на два между колёсами, осями, гусеницами, воздушными и водными винтами. Прочее использование дифференциалов в технике вообще и в транспортной технике в частности является вторичным и нечастым. Механической основой дифференциала по умолчанию является планетарная передача, как единственная из всех передач вращательного движения, имеющая две степени свободы.

Назначение

Применение дифференциалов в трансмиссиях автомобилей обусловлено небходимостью обеспечить вращение ведущих колёс одной оси с разной частотой. В первую очередь это необходимо в поворотах, но также и при разном диаметре ведущих колёс, что возможно при вынужденной установкe шин двух разных типоразмеров или при разности давления в шинах. В случае, если оба колеса имеют жёсткую кинематическую связь, любое рассогласование частот вращения по вышеупомянутым причинам приводит к возникновению так называемой паразитной циркуляции мощности. Это безусловно вредное явление вызывает проскальзывание колеса с меньшей силой сцепления относительно поверхности дороги, дестабилизирует движение автомобиля по дуге, нагружает трансмиссию и двигатель, повышает расход топлива и проявляется тем сильнее, чем меньше радиус поворота и выше силы сцепления, действующие на колёса. Дифференциал, установленный в разрез валов привода колёс одной оси, позволяет разорвать жёсткую кинематическую связь между колёсами и устранить паразитную циркуляцию мощности, не потеряв при этом возможностей по передаче мощности на каждое колесо с КПД близким к 100%. Подобный дифференциал называется «межколёсным», а данная область применения является основной для дифференциалов вообще, так как межколёсный дифференциал присутствует в приводе ведущих колёс всех легковых, грузовых и абсолютно подавляющей части внедорожных, спортивных и гоночных автомобилей.

Помимо привода ведущих колёс автомобиля дифференциалы также применяются:

  • В приводе двух и более постоянно ведущих осей от одного двигателя (так называемый «межосевой» дифференциал).
  • В приводе соосных воздушных и водных винтов противоположного вращения (в качестве дифференциала и редуктора одновременно).
  • В дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин (в связке из одного-двух-трёх дифференциалов с разными принципами совместной работы).
  • При сложении передаваемой вращением мощности от двух двигателей с произвольными частотами вращения на один общий вал.

Устройство

планетарный механизм любой схемы может выполнять функцию дифференциала

Основой любого дифференциала может быть только планетарная передача, которая в силу механики своей работы единственная из всех передач вращательного движения может решать задачи, стоящие перед дифференциалом в трансмиссии. Термин «планетарный дифференциал» является избыточным — любой дифференциал по умолчанию планетарный. Работоспособность как дифференциала абсолютно не зависит ни от её состава или формы, ни от выбора конкретных звеньев под ведущие или ведомые. Любая в самом простом своём варианте — трёхзвенного планетарного механизма без каких-либо управляющих элементов — может выполнять функции по разложению одного потока на два взаимосвязанных или сложению двух независимых потоков в один. Выбор иных звеньев в качестве ведущих, а других в качестве ведомых определяется лишь требуемой кинематикой связей дифференциала с другими элементами трансмиссии и особенностями механики работы дифференциала в выбранном формате распределения функций между звеньями. Дополнение управляющими элементами и применение так называемых сложных планетарных механизмов наделяет дифференциал возможностями по взаимовыравниванию угловых скоростей потоков и возможностями по активному управлению этими скоростями.

Дифференциал автомобиля Porsche Cayenne в разрезе

Каноническим, наиболее известным видом дифференциала является межколёсный дифференциал автомобиля, выполненный на основе простого (то есть, трёхзвенного) пространственного планетарного механизма схемы на четырёх конических шестернях. Водилом планетарной передачи такого дифференциала фактически служит весь его корпус — это ведущее звено ➁. Две шестерни являются сателлитами на общей оси ➂. И две шестерни являются двумя солнцами — двумя ведомыми звеньями ➃. Подача мощности осуществляется на корпус (водило) через жёстко закреплённую ведомую шестерню главной передачи, которая в свою очередь в паре с ведущей шестернёй ➀ формально есть другой элемент трансмиссии, несмотря на то, что дифференциал с ведомой шестернёй зачастую выглядит как единый сборочный узел. Снятие мощности осуществляется с двух солнц, к которым в данном случае пристыкованы валы с шарнирами типа ШРУС.

Расположение

На автомобилях с одной ведущей осью дифференциал располагается на ведущей оси.

На автомобилях со сдвоенной ведущей осью два дифференциала, по одному на каждой оси.

На автомобилях с подключаемым полным приводом по одному дифференциалу на каждой оси. На таких машинах не рекомендуется ездить по дорогам с плотным покрытием с включенным полным приводом.

На автомобилях с постоянным полным приводом есть три дифференциала: по одному на каждой оси (межколёсный), плюс один распределяет крутящий момент между осями (межосевой).

При трёх или четырёх ведущих мостах (колёсная формула 6 × 6 или 8 × 8) добавляется ещё межтележечный дифференциал.

Проблема буксующего колеса

Обычный («свободный») дифференциал отлично работает, пока ведущие колёса неразрывно связаны с дорогой. Но, когда одно из колёс теряет сцепление (оказывается в воздухе или на льду), то вращается именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твёрдой земле, неподвижно. В случае потери сцепления одним из колёс, его сопротивление вращению падает, а раскрутка происходит без существенного увеличения момента сопротивления (трение скольжения в пятне контакта меньше трения покоя и несущественно зависит от скорости пробуксовки). В момент когда колесо начинает проскальзывать, крутящие моменты на колесах не равны друг другу, а обратно пропорциональны сопротивлению вращения колес.

При прямолинейном движении автомобиля сателлиты относительно собственной оси не вращаются. Но каждый, подобно равноплечему рычагу, делит крутящий момент ведомой шестерни главной передачи поровну между шестернями полуосей. Когда автомобиль движется по криволинейной траектории, внутреннее по отношению к центру описываемой автомобилем окружности колесо вращается медленней, наружное быстрей — при этом сателлиты вращаются вокруг своей оси, обегая шестерни полуосей. Но принцип деления момента поровну между колесами — сохраняется. Мощность же, подаваемая на колеса, перераспределяется, — ведь она равна произведению крутящего момента на угловую скорость колеса. Если радиус поворота настолько мал, что внутреннее колесо останавливается, тогда внешнее вращается с вдвое большей скоростью, чем при движении автомобиля по прямолинейной траектории. Итак, дифференциал не меняет крутящий момент, но перераспределяет между колесами мощность. Последняя всегда больше на том колесе, которое вращается быстрее.

История способов решения проблемы буксующего колеса

  • 1825 — Онесифор Пеккёр (Onesiphore Pecqueur, 1792—1852) изобрёл дифференциал.
  • 1932 — Фердинанд Порше начал исследования в области дифференциалов c проскальзыванием.
  • 1935 — компания «ZF Friedrichshafen AG», сотрудничающая с «Порше», выпустила на рынок кулачковый дифференциал, примененный впоследствии на ранних моделях Фольксваген (Type B-70)[1]
  • 1956 — американская компания Packard одной из первых начала выпуск моделей с -дифференциалом под фирменным названием «Twin Traction». В 60-х годах многие компании начали производство LSD-дифференциалов под различными фирменными названиями:
  • Alfa Romeo: Q2
  • American Motors: Twin-Grip
  • Buick: Positive Traction
  • Cadillac : Controlled
  • Chevrolet/GMC: Positraction
  • Chrysler: Sure Grip
  • Dana Corporation:Trak-Lok or Powr-Lok
  • Ferrari: E-Diff
  • Fiat: Viscodrive
  • Ford: Equa-Lock and Traction-Lok
  • International: Trak-Lok или Power-Lok
  • Jeep: Trac-Lok (clutch-type mechanical), Tru-Lok (gear-type mechanical), and Vari-Lok (gerotor pump), Power Lok
  • Oldsmobile: Anti-Spin
  • Pontiac: Safe-T-Track
  • Porsche: PSD (electro-hydraulic mechanical)
  • Saab: Saab XWD eLSD
  • Studebaker-Packard Corporation: Twin Traction

Самоблокирующийся дифференциал

Термин обозначает любой дифференциал, механика работы которого позволяет ему самостоятельно блокироваться — то есть, в первую очередь, выравнивать угловые скорости ведомых шестерён и превращаться в прямую передачу. Самоблокирующиеся дифференциалы не требуют никаких внешних систем управления и работают автономно. В автомобилях могут использоваться и как межколёсные и как межосевые. В гусеничной технике принципиально не используются. Условно все такие дифференциалы можно разделить на две группы: срабатывающие от крутящего момента и срабатывающие от разницы угловых скоростей на ведомых шестернях. В первую группу попадают дифференциалы с винтовой, червячной и дисковой блокировками. Во вторую — дифференциалы с вискомуфтой, дифференциалы с героторным насосом, дифференциалы с центробежным автоматом включения (Eaton G80), дифференциалы с обгонными муфтами (Ferguson). Такие конструкции, как кулачковые дифференциалы и дифференциалы Красикова/Нестерова, в контексте принципов срабатывания блокировки вероятно можно считать чем-то промежуточным.

Принудительно блокируемые дифференциалы

Ручная блокировка дифференциала

Дифференциал с принудительной блокировкой

По команде из кабины шестерни дифференциала блокируются, и колёса вращаются синхронно. Таким образом, дифференциал стоит блокировать перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, препятствия), и затем разблокировать после выезда на обычную дорогу. Применяется в вездеходах и внедорожниках.

При езде на таких автомобилях чаще всего не рекомендуется блокировать дифференциал, когда автомобиль движется, желательно включать блокировку на стоянке. Также нужно знать, что крутящий момент, создаваемый мотором, настолько велик, что может сломать механизм блокировки или полуось. Обычно производители автомобиля отдельно указывают рекомендованную максимальную скорость движения при заблокированном дифференциале, в случае её превышения возможны поломки трансмиссии. Включенная блокировка, особенно в переднем мосту, отрицательно влияет на управляемость.

Электронное управление дифференциалом

На внедорожниках, снабжённых антипробуксовочной системой (TRC и другие), если одно из колёс буксует, то оно подтормаживается рабочим тормозом.

Похожее решение было применено в «Формуле-1» в 1998 году. В болиде McLaren MP4/13 команды «Макларен» при повороте гонщик мог притормозить внутреннее колесо рабочим тормозом. Эту систему быстро запретили, однако в Формуле-1 прижилась конструкция фрикционного дифференциала, в котором фрикцион дополнительно управляется компьютером. В 2002 году технический регламент был ужесточён; с того же (2002) года и по сей день в Формуле-1 разрешены только дифференциалы простейшего типа.

Преимущество электронного управления в том, что повышается тяга в повороте, и степень блокировки можно настроить в зависимости от предпочтений водителя. На прямой совсем не теряется мощность двигателя. Недостаток в том, что датчики и исполнительные механизмы обладают некоторой инерцией, и такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

DPS

Основная статья: DPS

Dual Pump System — система с двумя насосами, автоматически подключающая вторую ось, когда не хватает одной. Применяется в системах полного привода Honda. Достоинства: работает автоматически, на хорошей дороге экономит бензин. Недостатки: ограниченная проходимость, сложность, ограничения на буксировку.

Имитация блокировки дифференциала

Имитация блокировки дифференциала (далее ИБД) — выравнивание частоты вращения буксующего и небуксующего колёс наподобие того, как это выглядит в случаях реальной механической блокировки дифференциала, только не за счёт механической связи колёс или принудительного снижения КПД дифференциала, а за счёт торможения буксующего колеса рабочим тормозом. При этом, согласно принципам работы любого дифференциала, на имеющем низкую силу сцепления с дорогой буксующем колесе тормозное усилие вызывает рост крутящего момента, что приводит к сравнимому росту крутящего момента на имеющем высокую силу сцепления с дорогой отстающем колесе, что, в свою очередь, позволяет использовать его зацеп с дорогой и тем самым даёт эффект в виде общего роста силы тяги оси. Главный управляющий механизм всех систем ИБД — АБС тормозов. Работа системы ИБД выражается в кратковременном импульсном подтормаживании буксующего колеса рабочим тормозом, и её эффективность определяется частотой срабатывания, поэтому системы ИБД стали возможны только вместе с появлением современных высокочастотных АБС тормозов.

ИБД есть именно имитация. В отличие от любых систем реальной блокировки дифференциала, которые при срабатывании как бы выводят дифференциал из работы и тем самым позволяют перераспределять крутящие моменты до некоего соотношения, декларируемого коэффициентом блокировки, ИБД ни при каких условиях не может вывести дифференциал из работы, и в процессе работы ИБД крутящие моменты всегда находятся в единственно возможной пропорции, присущей данному дифференциалу (для межколёсного дифференциала это обычно 50/50). Невозможность произвольно перераспределять крутящие моменты в соответствии с имеющимися силами сцепления на колёсах есть неустранимый недостаток любой системы ИБД, и именно поэтому ИБД обычно не применяется на настоящих внедорожниках, эксплуатация которых предполагает случаи движения при ежесекундно произвольно меняющихся силах сцепления на колёсах в максимально широком диапазоне от 0 до 100 процентов. Другим неустранимым недостатком любых систем ИБД есть то, что при срабатывании ИБД некоторая часть мощности двигателя тратится на преодоление тормозного усилия, что понижает величину эффективно используемой мощности для движения. Также само заторможенное колесо может увеличивать общее сопротивления движению, хотя современные высокочастотные системы ИБД стараются этого не допускать.

Обложка журнала «Юный техник» №10 за 1983 год, где был опубликован принцип имитации блокировки дифференциала.

Впервые принцип имитации блокировки дифференциала был описан в журнале «Юный техник» №10 за 1983-й год.

Почему буксует автомобиль? Почему одно из ведущих колёс, попав на лёд или в грязь, яростно крутится вхолостую, в то время как другое, хорошо сцепленное с дорогой, остаётся неподвижным? Вы, ребята, наверное, знаете, что карданный вал автомобиля соединён с колёсами через дифференциал, позволяющий им вращаться с разной скоростью. Если бы не дифференциал, то не избежать проскальзывания шин на поворотах. Однако на плохой дороге дифференциал может сослужить плохую службу — недаром вездеходы оснащаются блокировкой дифференциала, которая не допускает вращения одного колеса, когда другое неподвижно.

Простой способ повысить проходимость легковых автомобилей предложил десятиклассник Сергей Кабанов из Сумской области. «Если колесо вращается, не испытывая сопротивления, — рассуждает он, — то его надо затормозить; тогда другое колесо придёт в движение, и машина тронется с места». Сергей предлагает установить кран на тормозной магистрали автомобиля. В среднем положении крана тормозное усилие передаётся на все колёса, но, повернув его, мы направим тормозную жидкость только к одному из ведущих колёс. Для блокировки дифференциала следует повернуть кран в сторону буксующего колеса и нажать на педаль тормоза. В среднее положение кран возвращается сам, под действием возвратной пружины; это гарантирует надёжность тормозов в обычных условиях.

Системы ИБД могут применяться на автомобиле как сами по себе, так и вместе с различными системами настоящей блокировки. Совместная работа обеих систем может строится как по взаимоисключающему, так и по взаимодополняющему принципу. Потенциально система ИБД может применять на машинах любых типов. В сравнении с механически блокируемыми дифференциалами ИБД не теряет своих качеств от эксплуатации, не требует регулировок и специального техобслуживания, не требует от водителя специальных навыков езды.

Системы ИБД не являются противобуксовочными системами в чистом виде, и в отличие от них ИБД никак не влияют на управление двигателем автомобиля, а решают задачу по максимизации силы тяги при императивно заданном водителем уровне доступной мощности.

Активный дифференциал

Термин означает любой дифференциал, устройство которого позволяет перераспределять мощность/тягу на ведомых звеньях в любой требуемой для данного момента движения пропорции. Именно в этом и есть отличие активного дифференциала от блокируемого, в котором управление мощностью на ведомых звеньях в принципе не возможно, и таковая определяется исключительно силами сцепления. Все активные дифференциалы имеют двухканальную систему управления и обязательно два управляющих элемента — два тормоза или два фрикциона — включающихся в работу по команде от внешних источников. Все активные дифференциалы помимо основной планетарной передачи, выполняющей функции свободной раздачи мощности, имеют парный комплект дополнительных планетарных или простых зубчатых передач, выполняющих функцию перераспределения мощности в свою сторону. Каждая из этих парных передач связана со своим управляющим элементом. Хотя какие-либо механизмы блокировки у активных дифференциалов отсутствуют, фактически, все активные дифференциалы также являются блокируемыми, только в них не один симметричный режим блокировки, а два несимметричных (по одному для каждой из двух сторон). В этих режимах управляющий элемент дифференциала работает без внутренней пробуксовки, а сам дифференциал превращается в понижающе-повышающую передачу. На легковых автомобилях с активными дифференциалами эти крайние режимы могут и не использоваться, зато они используются в дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин.

Случаи отсутствия дифференциалов в трансмиссии

Наличие дифференциалов, делящих мощность, в трансмиссии транспортной машины не обязательно. Их отсутствие несомненно приводит к повышению нагрузок на трансмиссию и повышенному износу колёс, но с этим либо мирятся, либо в аспекте предполагаемой эксплуатации конкретной машины это не важно. Четырёхколёсный автомобиль с двумя ведущими колёсами в принципе может обходится без дифференциала — например, карт, или гоночный автомобиль с задней ведущей осью для гонок на покрытиях с низким коэффициентом сцепления. В экстра случаях дифференциал может отсутствовать даже и на гоночной машине для асфальта (пример — победитель гонки 24 часа Ле-Мана 1991 года Mazda 787B). На чисто переднеприводной машине межколёсный дифференциал должен быть обязательно, так как его отсутствие не позволит адекватно поворачивать независимо от типа дорожного покрытия. В полноприводных машинах могут отсутствовать межосевые дифференциалы, при этом опять же, либо это неважно в аспекте экплуатации машины (пример — гоночные машины WRC 2012-2016 годов), либо движение на такой машине допускается только на покрытиях с низким коэффициентом сцепления (пример — внедорожники с подключаемой передней осью типа УАЗ-469, ГАЗель 4х4, Соболь 4х4 или Jeep Wrangler). Дифференциалы отсутствуют на тяговых машинах ж/д транспорта — на электровозах, тепловозах, электропоездах, вагонах метро. Колёса одной оси этих машин за счёт конической поверхности круга катания и увеличения ширины колеи на дуге могут сдвигаться чуть в сторону от центра пути и тем самым обеспечивают разный диаметр в точках контакта колеса с рельсом. Плюс к этому, колёса могут проскальзывать при движении по дуге, издавая при этом специфический звук, что отчасти нивелируется наклоном рельсового полотна в кривых. Отдельные механизмы поворота гусеничных машин также могут обходиться без дифференциалов в своей конструкции — здесь движение машины по дуге определяется либо пробуксовкой фрикционных муфт, либо вообще машина имеет лишь несколько фиксированных радиусов поворота. Дифференциалов нет в веломобилях, где вместо них ради удешевления и простоты применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах — такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом тяга передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается. Дифференциалов может не быть в мотоблоках и средствах малой механизации, где их отсутствие нивелируется предельно узкой колеёй колёс ведущей оси, легкодеформируемыми покрышками и низким коэффициентом сцепления между колёсами и землёй. Так же дифференциал может отсутствовать в электромобилях в которых используется по мотору на каждое колесо. Дифференциал также может отсутствовать, если его функция обеспечения разных скоростей вращения полуосей имитируется с помощью электрических муфт с компьютерным управлением, как например в задней оси систем Honda VTM-4 и SH-AWD.

См. также

Примечания

  1. ↑ The Motor Vehicle K.Newton W.Steeds T.K.Garrett Ninth Edition pp549-550

Ссылки

Обложка журнала "Юный техник" №10 за 1983 год, где был опубликован принцип имитации блокировки дифференциала. Эта страница в последний раз была отредактирована 23 июля 2020 в 19:49.

Дифференциал (механика) — Википедия

Устройство дифференциала (центральная часть) Задний ведущий мост, в нём стоит дифференциал.

Дифференциа́л (от лат. differentia – разность, различие) — механизм в составе трансмиссий транспортных и (реже) технологических машин по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности на два дифференциально связанных или суммированием двух независимых потоков мощности в один. Особенность дифференциала и смысл его термина в том, что деление/суммирование потоков мощности этот механизм производит именно дифференциально: каждый из двух исходящих/входящих потоков может в любое время получать/давать от 0 до 100% мощности относительно единого на входе/выходе (с поправкой на КПД дифференциала), а соотношение этих мощностей между собой может быть любое в пределах этих 100%.

В каноническом чисто механическом виде представляет собой планетарную передачу, состоящую из одного простого трёхзвенного плоского или пространственного планетарного механизма без каких-либо управляющих элементов (тормозов или фрикционов). Фактические дифференциалы, исходя из своих задач в трансмиссии, могут быть дополнены планетарными рядами и управляющими элементами. Однако в последнее время получили распространение чисто фрикционные устройства, выполяющие функции дифференциала — вискомуфты.

В отличие от мощности и угловой скорости вращения крутящий момент дифференциалом делится жёстко и неизменно. Отсюда такие термины как симметричный дифференциал (момент делится в соотношении 50/50) или несимметричный (момент делится в любых неравных соотношениях). При суммировании крутящие моменты на дифференциале также складываются в один по определённым принципам.

С точки зрения механики, любой дифференциал имеет две и только две степени свободы. Механизм, выполняющий функции дифференциала и имеющий три степени свободы, правильнее называть двойным дифференциалом (четыре — тройным, и так далее).

Назначение

Необходимость применения дифференциала в конструкции привода автомобилей обусловлена тем, что внешнее колесо при повороте проходит более длинную дугу, чем внутреннее. То есть при вращении ведущих колёс с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, а это негативно сказывается на управляемости и сильно повышает износ шин.

Назначение дифференциала в автомобилях:

  • позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;
  • неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;

В случае единственного приводного колеса или отдельного двигателя для каждого из ведущих колёс дифференциал не требуется. В конструкции раллийных автомобилей иногда дифференциал намертво блокируют (заваривают), жёстко связывая колёса ведущей оси — это допустимо, так как на гравии или снегу в ралли повороты проходятся только с заносом. Также дифференциал отсутствует в конструкции картов, при этом гибкость их рам обычно позволяет вывешивать ведущее заднее колесо с внутренней стороны поворота без отрыва передних колёс от трассы. В веломобилях с ведущей осью вместо дифференциала часто применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах — такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом весь момент передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается.

Устройство

Основой любого дифференциала может быть только планетарная передача, которая в силу механики своей работы единственная из всех передач вращательного движения может решать задачи, стоящие перед дифференциалом в трансмиссии. Термин «планетарный дифференциал» является избыточным — любой дифференциал планетарный. Работоспособность как дифференциала абсолютно не зависит ни от её состава или формы, ни от выбора конкретных звеньев под ведущие или ведомые. Любая в самом простом своём варианте — трёхзвенного планетарного механизма без каких-либо управляющих элементов — может выполнять функции по разложению одного потока на два взаимосвязанных или сложению двух независимых потоков в один. Выбор иных звеньев в качестве ведущих, а других в качестве ведомых определяется лишь требуемой кинематикой связей дифференциала с другими элементами трансмиссии и особенностями механики работы дифференциала в выбранном формате распределения функций между звеньями. Дополнение управляющими элементами и применение так называемых сложных планетарных механизмов наделяет дифференциал возможностями по взаимовыравниванию угловых скоростей потоков и возможностями по активному управлению этими скоростями.

Дифференциал автомобиля Porsche Cayenne в разрезе

Каноническим, наиболее известным видом дифференциала является межколёсный дифференциал автомобиля, выполненный на основе простого (то есть, трёхзвенного) пространственного планетарного механизма схемы на четырёх конических шестернях. Водилом планетарной передачи такого дифференциала фактически служит весь его корпус — это ведущее звено ➁. Две шестерни являются сателлитами на общей оси ➂. И две шестерни являются двумя солнцами — двумя ведомыми звеньями ➃. Подача мощности осуществляется на корпус (водило) через жёстко закреплённую ведомую шестерню главной передачи, которая в свою очередь в паре с ведущей шестернёй ➀ формально есть другой элемент трансмиссии, несмотря на то, что дифференциал с ведомой шестернёй зачастую выглядит как единый сборочный узел. Снятие мощности осуществляется с двух солнц, к которым в данном случае пристыкованы валы с шарнирами типа ШРУС.

Расположение

На автомобилях с одной ведущей осью дифференциал располагается на ведущей оси.

На автомобилях со сдвоенной ведущей осью два дифференциала, по одному на каждой оси.

На автомобилях с подключаемым полным приводом по одному дифференциалу на каждой оси. На таких машинах не рекомендуется ездить по дорогам с плотным покрытием с включенным полным приводом.

На автомобилях с постоянным полным приводом есть три дифференциала: по одному на каждой оси (межколёсный), плюс один распределяет крутящий момент между осями (межосевой).

При трёх или четырёх ведущих мостах (колёсная формула 6 × 6 или 8 × 8) добавляется ещё межтележечный дифференциал.

Проблема буксующего колеса

Обычный («свободный») дифференциал отлично работает, пока ведущие колёса неразрывно связаны с дорогой. Но, когда одно из колёс теряет сцепление (оказывается в воздухе или на льду), то вращается именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твёрдой земле, неподвижно. В случае потери сцепления одним из колёс, его сопротивление вращению падает, а раскрутка происходит без существенного увеличения момента сопротивления (трение скольжения в пятне контакта меньше трения покоя и несущественно зависит от скорости пробуксовки). В момент когда колесо начинает проскальзывать, крутящие моменты на колесах не равны друг другу, а обратно пропорциональны сопротивлению вращения колес.

При прямолинейном движении автомобиля сателлиты относительно собственной оси не вращаются. Но каждый, подобно равноплечему рычагу, делит крутящий момент ведомой шестерни главной передачи поровну между шестернями полуосей. Когда автомобиль движется по криволинейной траектории, внутреннее по отношению к центру описываемой автомобилем окружности колесо вращается медленней, наружное быстрей — при этом сателлиты вращаются вокруг своей оси, обегая шестерни полуосей. Но принцип деления момента поровну между колесами — сохраняется. Мощность же, подаваемая на колеса, перераспределяется, — ведь она равна произведению крутящего момента на угловую скорость колеса. Если радиус поворота настолько мал, что внутреннее колесо останавливается, тогда внешнее вращается с вдвое большей скоростью, чем при движении автомобиля по прямолинейной траектории. Итак, дифференциал не меняет крутящий момент, но перераспределяет между колесами мощность. Последняя всегда больше на том колесе, которое вращается быстрее.

История способов решения проблемы буксующего колеса

  • 1825 — Онесифор Пеккёр (Onesiphore Pecqueur, 1792—1852) изобрёл дифференциал.
  • 1932 — Фердинанд Порше начал исследования в области дифференциалов c проскальзыванием.
  • 1935 — компания «ZF Friedrichshafen AG», сотрудничающая с «Порше», выпустила на рынок кулачковый дифференциал, примененный впоследствии на ранних моделях Фольксваген (Type B-70)[1]
  • 1956 — американская компания Packard одной из первых начала выпуск моделей с -дифференциалом под фирменным названием «Twin Traction». В 60-х годах многие компании начали производство LSD-дифференциалов под различными фирменными названиями:
  • Alfa Romeo: Q2
  • American Motors: Twin-Grip
  • Buick: Positive Traction
  • Cadillac : Controlled
  • Chevrolet/GMC: Positraction
  • Chrysler: Sure Grip
  • Dana Corporation:Trak-Lok or Powr-Lok
  • Ferrari: E-Diff
  • Fiat: Viscodrive
  • Ford: Equa-Lock and Traction-Lok
  • International: Trak-Lok или Power-Lok
  • Jeep: Trac-Lok (clutch-type mechanical), Tru-Lok (gear-type mechanical), and Vari-Lok (gerotor pump), Power Lok
  • Oldsmobile: Anti-Spin
  • Pontiac: Safe-T-Track
  • Porsche: PSD (electro-hydraulic mechanical)
  • Saab: Saab XWD eLSD
  • Studebaker-Packard Corporation: Twin Traction

Самоблокирующийся дифференциал

Термин обозначает любой дифференциал, механика работы которого позволяет ему самостоятельно блокироваться — то есть, в первую очередь, выравнивать угловые скорости ведомых шестерён и превращаться в прямую передачу. Самоблокирующиеся дифференциалы не требуют никаких внешних систем управления и работают автономно. В автомобилях могут использоваться и как межколёсные и как межосевые. В гусеничной технике не используются. Условно все «самоблоки» можно разделить на две группы: срабатывающие от крутящего момента и срабатывающие от разницы угловых скоростей на ведомых шестернях. В первую группу попадают дифференциалы Quaife и Torsen, дифференциалы с дисковой и конусной блокировкой, кулачковые. Во вторую — механизмы, состоящие из обычного дифференциала и автоматического блокирующего устройства: дифференциалы с вискомуфтой, с центробежным автоматом включения (Eaton G80), дифференциалы с фрикционной блокировкой и дифференциальным насосом, дифференциалы с гидросопротивлением.

Принудительно блокируемые дифференциалы

Ручная блокировка дифференциала

Дифференциал с принудительной блокировкой

По команде из кабины шестерни дифференциала блокируются, и колёса вращаются синхронно. Таким образом, дифференциал стоит блокировать перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, препятствия), и затем разблокировать после выезда на обычную дорогу. Применяется в вездеходах и внедорожниках.

При езде на таких автомобилях чаще всего не рекомендуется блокировать дифференциал, когда автомобиль движется, желательно включать блокировку на стоянке. Также нужно знать, что крутящий момент, создаваемый мотором, настолько велик, что может сломать механизм блокировки или полуось. Обычно производители автомобиля отдельно указывают рекомендованную максимальную скорость движения при заблокированном дифференциале, в случае её превышения возможны поломки трансмиссии. Включенная блокировка, особенно в переднем мосту, отрицательно влияет на управляемость.

Электронное управление дифференциалом

На внедорожниках, снабжённых антипробуксовочной системой (TRC и другие), если одно из колёс буксует, оно подтормаживается рабочим тормозом.

Похожее решение было применено в «Формуле-1» в 1998 г. в команде «Макларен»: в повороте внутреннее колесо подтормаживалось рабочим тормозом. Эту систему быстро запретили, однако в Формуле-1 прижилась конструкция фрикционного дифференциала, в котором фрикцион дополнительно управляется компьютером. В 2002 году технический регламент был ужесточён; с того же (2002) года и по сей день в Формуле-1 разрешены только дифференциалы простейшего типа.

Преимущество электронного управления в том, что повышается тяга в повороте, и степень блокировки можно настроить в зависимости от предпочтений гонщика. На прямой совсем не теряется мощность двигателя. Недостаток в том, что датчики и исполнительные механизмы обладают некоторой инерцией, и такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

DPS

Основная статья: DPS

Dual Pump System — система с двумя насосами, автоматически подключающая вторую ось, когда не хватает одной. Применяется в системах полного привода Honda. Достоинства: работает автоматически, на хорошей дороге экономит бензин. Недостатки: ограниченная проходимость, сложность, ограничения на буксировку.

Активный дифференциал

Термин означает любой дифференциал, устройство которого позволяет перераспределять мощность/тягу на ведомых звеньях в любой требуемой для данного момента движения пропорции. Именно в этом и есть отличие активного дифференциала от блокируемого, в котором мощность/тяга на ведомых звеньях может быть лишь выравнена до пропорции 50/50. Все активные дифференциалы имеют двухканальную систему управления и обязательно два управляющих элемента — два тормоза или два фрикциона — включающихся в работу по команде от внешних источников. Все активные дифференциалы помимо основной планетарной передачи, выполняющей функции свободной раздачи мощности, имеют парный комплект дополнительных планетарных или простых зубчатых передач, выполняющих функцию перераспределения мощности в свою сторону. Каждая из этих парных передач связана со своим управляющим элементом. Хотя какие-либо механизмы блокировки у активных дифференциалов отсутствуют, фактически, все активные дифференциалы также являются блокируемыми, только в них не один симметричный режим блокировки, а два несимметричных (по одному для каждой из двух сторон). В этих режимах управляющий элемент дифференциала работает без внутренней пробуксовки, а сам дифференциал превращается в понижающе-повышающую передачу. На легковых автомобилях с активными дифференциалами эти крайние режимы могут и не использоваться, зато они используются в дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин.

Случаи отсутствия дифференциалов в трансмиссии

Наличие дифференциалов, делящих мощность, в трансмиссии транспортной машины не обязательно. Их отсутствие несомненно приводит к повышению нагрузок на трансмиссию и повышенному износу колёс, но с этим либо мирятся, либо в аспекте предполагаемой эксплуатации конкретной машины это не важно. Четырёхколёсный автомобиль с двумя ведущими колёсами в принципе может обходится без дифференциала — например, карт, или гоночный автомобиль с задней ведущей осью для гонок на покрытиях с низким коэффициентом сцепления. В экстра случаях дифференциал может отсутствовать даже и на гоночной машине для асфальта (пример — победитель гонки 24 часа Ле-Мана 1991 года Mazda 787B). На чисто переднеприводной машине межколёсный дифференциал должен быть обязательно, так как его отсутствие не позволит адекватно поворачивать независимо от типа дорожного покрытия. В полноприводных машинах могут отсутствовать межосевые дифференциалы, при этом опять же, либо это неважно в аспекте экплуатации машины (пример — гоночные машины WRC 2012-2016 годов), либо движение на такой машине допускается только на покрытиях с низким коэффициентом сцепления (пример — внедорожники с подключаемой передней осью типа УАЗ-469 или Jeep Wrangler). Дифференциалы отсутствуют на тяговых машинах ж/д транспорта — на электровозах, тепловозах, электропоездах, вагонах метро. Колёса одной оси этих машин за счёт конической поверхности круга катания и увеличения ширины колеи на дуге могут сдвигаться чуть в сторону от центра пути и тем самым обеспечивают разный диаметр в точках контакта колеса с рельсом. Плюс к этому, колёса могут проскальзывают при движении по дуге, издавая при этом специфический звук, что отчасти нивелируется наклоном рельсового полотна в кривых. Отдельные механизмы поворота гусеничных машин также могут обходиться без дифференциалов в своей конструкции — здесь движение машины по дуге определяется либо пробуксовкой фрикционных муфт, либо вообще машина имеет лишь несколько фиксированных радиусов поворота. Дифференциалов нет в веломобилях, где вместо них ради удешевления и простоты применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах — такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом тяга передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается. Дифференциалов может не быть в мотоблоках и средствах малой механизации, где их отсутствие нивелируется предельно узкой колеёй колёс ведущей оси, легкодеформируемыми покрышками и низким коэффициентом сцепления между колёсами и землёй.

См. также

Примечания

  1. ↑ The Motor Vehicle K.Newton W.Steeds T.K.Garrett Ninth Edition pp549-550

Ссылки

Электронный перепад давления — Deltabar FMD72

  • Deltabar FMD71, FMD72 Техническая информация

    Электронный датчик перепада давления для измерения уровня

    Техническая информация (TI)

  • Приварной адаптер, технологический адаптер и фланцы

    Измерение уровня и давления

    Техническая информация (TI)

  • Deltabar FMD71, FMD72 Инструкция по эксплуатации

    Электронный датчик перепада давления для измерения уровня

    Инструкция по эксплуатации (BA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 Описание параметров устройства

    Электронный датчик перепада давления для измерения уровня

  • Обмен электроники на Cerabar S, Deltabar S и Deltapilot S Austausch der Elektronik am Cerabar S, Deltabar S, Deltapilot S

    Обмен электроники на Cerabar S, Deltabar S и Deltapilot S
    FMB70-, FMD72-, FMD76-, FMD77-, FMD78-, PMC71-, PMD70-, PMD75-,
    PMP71-, PMP72-, PMP75-

    Краткая инструкция (KA)

    12.04

    Немецкий , Английский

  • Deltabar FMD71, FMD72 Краткая инструкция по эксплуатации

    Электронный датчик перепада давления для измерения уровня

    Краткая инструкция (KA)

    18.02

    английский

  • Электроника передатчика Инструкция по установке

    Дельтабар

    Инструкция по установке (EA)

  • Инструкция по установке — Клемма заземления T14 / T15 / T17, F30 / F31

    Cerabar S, Deltabar S, Deltabar, Cerabar M, Deltabar M, Deltapilot M

    Инструкция по установке (EA)

  • Крышка сенсора, электроника сенсора Инструкция по установке

    Дельтабар

    Инструкция по установке (EA)

  • Датчик FMD71, FMD72 и кабели Инструкция по установке

    Дельтабар

    Инструкция по установке (EA)

  • Терминальный модуль Инструкция по установке

    Cerabar S PMC71, PMP71, PMP75, Deltabar S FMD77, FMD78, PMD75, Deltabar
    FMD71, FMD72, Deltapilot S FMB70

    Инструкция по установке (EA)

  • Штекер M12 Инструкция по установке

    Дельтабар

    Инструкция по установке (EA)

  • Правила техники безопасности Deltabar FMD72

    Контрольный чертеж
    FM (IS)

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Контрольный рисунок Deltabar FMD72

    CSA (NI)

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 ATEX: II 1/2 G Ex db [ia] IIC T6…T4 Ga / Gb II 1/2 G Ex db [ia] IIC T6 … T3 Ga / Gb Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 IECEx: Ex ia IIC T6 … T4 Ga / Gb Ex ia IIC T6 … T3 Ga / Gb Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 JPN: Ex db [ia] IIC T6…T4 Ga / Gb Ex db [ia] IIC T6 … T3 Ga / Gb Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Контольный рисунок Deltabar FMD72

    Искробезопасность Ex ia для Class I, Div. 1, группы A, B, C, D;
    AEx / Ex ia IIC T6
    CSA сертифицировано как одинарное уплотнение согласно ANSI / ISA 12.27.01

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 EAC: Ga / Gb Ex ia IIC T6 … T4 X Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Контрольный рисунок Deltabar FMD72

    FM

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 EAC: Ga / Gb Ex d [ia] IIC T6…T4 X Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 JPN: Ex ia IIC T6 … T4 Ga / Gb Ex ia IIC T6 … T3 Ga / Gb Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Чертеж управления FM Deltabar FMD72

    4-20 мА HART (XP-AIS)

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 IECEx: Ex db [ia] IIC T6…T4 Ga / Gb Ex db [ia] IIC T6 … T3 Ga / Gb Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 ATEX: II 1/2 G Ex ia IIC T6 … T4 Ga / Gb II 1/2 G Ex ia IIC T6 … T3 Ga / Gb Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Правила техники безопасности Deltabar FMD71, FMD72

    II 3 G Ex nA IIC T6…T4 Gc
    EG 12 012

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 NEPSI: Ex d [ia] IIC T3-T6 Ga / Gb Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Контрольный рисунок Deltabar FMD72

    CSA (XP)

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • Deltabar FMD71, FMD72 NEPSI: Ex ia IIC T3-T6 Ga / Gb Правила техники безопасности

    Датчик перепада давления

    Ex Инструкции по технике безопасности (XA)

  • RFID TAG Сертификат / Декларация соответствия

    ATEX:
    II 2 G Ex ia IIC T6 Gb
    II 2 D Ex ia IIIC T80 ° C Db;
    IECEx:
    Ex ia IIC T6 Gb
    Ex ia IIIC T80 ° C Db
    IECEx EPS 15.0042X; EPS 15 ATEX 1 1011 X

  • Сертификат соответствия EHEDG

    Cerabar M, Cerabar S, Deltabar S, Deltabar
    Сертификат № PE 14-9604

  • Механические аксессуары для устройств измерения давления Измерение давления Специальная документация

    Механические аксессуары для приборов измерения давления

    Специальная документация (SD)

  • Условия применения уплотнений и пластмасс в пищевой промышленности Измерение уровня, измерение давления Специальная документация

    Условия применения уплотнений и пластмасс в пищевой промышленности

    Специальная документация (SD)

  • Deltabar FMD71 FMD72

    Deltabar FMD71 FMD72

    Специальная документация (SD)

  • Гигиенические разрешения

    Приборы для измерения уровня и давления

    Специальная документация (SD)

  • RFID TAG Специальная документация

    RFID TAG
    Специальная документация

    Специальная документация (SD)

  • Trait d’union 57 — Процесс редактирования

    Информационный журнал Endress + Hauser France

    Журнал для клиентов (CM)

    13.07.

    фр

  • перспектива Chemie 2014

    Kundenmagazin: Effizienz und Sicherheit für die Chemiebranche

    Журнал для клиентов (CM)

    14.01

    Немецкий

  • Курьер 01-2014

    Kundenmagazin: Ihr Partner für mehr Anlagensicherheit

    Журнал для клиентов (CM)

    14.01

    Немецкий

  • Система elektrycznego pomiaru rónicy ciśnień Deltabar FMD71 или FMD72

    System elektrycznego pomiaru rónicy ciśnień
    Deltabar FMD71 oraz FMD72

    Публикации (PU)

    12/13

    полировать

  • Pomiar poziomu cieczy techniką elektrycznej rónicy ciśnień

    Pomiar poziomu cieczy techniką elektrycznej rónicy ciśnień

    Публикации (PU)

    10/13

    полировать

  • Надежный.Сейф. Экономически эффективным.

    Американская версия: Электронный датчик дифференциального давления для измерения уровня
    Deltabar FMD71 / FMD72

    Публикации (PU)

    14.01

    английский

  • Fiable, sûr et économique

    Mesure de niveau par pression différe

  • .

    Электронный дифференциал ▷ Французский перевод

    электронная диффузия (6) электронная почта (4)

    ,Электронная блокировка дифференциала

    — англо-французский словарь

    en Узел электронной блокировки дифференциала включает в себя переключающую втулку, которая может перемещаться в ответ на электронный сигнал из разблокированного положения, когда дифференциация частоты вращения полуоси при заданных условиях разрешена в заблокированное положение где пара полуосей закреплены для совместного вращения.

    патент-wipo от Celle qui vous a donné ce bijou

    en Узел электронной блокировки дифференциала

    патент-wipo от По запросу

    en Электронный блокиратор дифференциала в сборе включает возвратную пружину автоматически отсоединяет манжету переключения от корпуса дифференциала, когда катушка больше не находится под напряжением.

    Patents-wipo fr Il est ass extraordinaire, par instance, que ce soient les autorités américaines qui aient informé les autorités d’un État members qu’un produit specific était dangereux, parce queue les dispositions en vv Union européenne ne le prevoient pas.

    ru Следующие двигатели также доступны с самого начала: 2,0 TDI мощностью 125 кВт (170 л.с.), 350 Нм (258 фунт-фут), 6-ступенчатая механическая коробка передач и система старт / стоп, 2.7 TDI с 140 кВт (190 л.с.) и 400 Нм (295 фунт-футов) и трехлитровый V6 TDI с 176 кВт (240 л.с.) плюс огромные 500 Нм (369 фунт-футов) максимального крутящего момента и quattro все -колесный привод. Недавно разработанная система управления ESP с электронной блокировкой дифференциала на передней оси обеспечивает заметно улучшенную реакцию рулевого управления, как на купе и кабриолете, и эффективно компенсирует реакции на изменение нагрузки, что повышает безопасность вождения.

    Common crawl fr Il ne résistera pas à notre dessier reliant les vols d ‘argenterie

    en Электронная блокировка дифференциала с соединителем перегородки

    Patents-wipo fr Qui s’ en soucie?

    ru Строительная машина (11) оснащена отдельными колесными тормозами (36, 37, 38, 39), парой ведущих мостов (17, 21), оснащенной механизмами блокировки дифференциала, подключенным электронным модулем управления (90). в отношении управления тормозами (36, 37, 38, 39) и механизмами блокировки дифференциала и датчиками скорости вращения колес (84, 85, 86, 87), а также датчиком шарнирного сочленения (88), подключенным по входу к электронному модулю управления ( 90).

    Patents-WIPO FR prelèvement actif sur charbon actif, chimique désorption chimique, хроматография на фазовом газе с детектором ионизации пламени на основе метода NIOSH

    en Электронный блокиратор дифференциала включает механизм блокировки дифференциала автомобиля запорный элемент, перемещаемый в ответ на сигнал срабатывания между открытым положением и заблокированным положением.

    патент-wipo от C ‘est une ville Spectrum

    en Самоблокирующийся электронный дифференциал для электромобилей

    патент-wipo от Le meilleur, c’ est que tu touch pas les # premières semaines, jusqu ‘à ce que les gars sachent que tu es réglo

    en Добавляет к SE 4×4: амортизаторы PRO-4X Bilstein®, электронную блокировку заднего дифференциала, защитные пластины, P265 / 75R16 BFGoodrich® Rugged Trail T / A® OWL шины, 16-дюймовые внедорожные колеса из алюминиевого сплава, кровать High Utility, противотуманные фары, окрашенные в цвет кузова передний и задний бамперы, решетка, дверные ручки и наружные зеркала, уникальная ткань сиденья PRO-4X и строчка, телефон с функцией громкой связи Bluetooth® Система, аудиосистема с чейнджером на 6 компакт-дисков с возможностью воспроизведения MP3 / WMA, дополнительным аудиовходом и элементами управления аудиосистемой на рулевом колесе.

    Common crawl fr Le seul moyen de gagner leur due, c ‘est de prendre ce que vous voulez

    en Автомобиль с задним приводом и самоблокирующимся дифференциалом с электронным управлением

    патент-wipo от Onest du même côté

    ru Гусеницы для скал, просто пристегните ремни и вперед: амортизаторы Bilstein® для бездорожья, защитные пластины, 16-дюймовые 6-спицевые легкосплавные диски с механической обработкой, электронная блокировка заднего дифференциала, черные боковые молдинги , противотуманные фары, телефонная система громкой связи Bluetooth®, аудиосистема с питанием от Rockford Fosgate, встроенный в приборную панель устройство смены компакт-дисков на 6 компакт-дисков и 9 динамиков (включая 8-дюймовый сабвуфер), дополнительный аудиовход и складывающееся сиденье переднего пассажира.

    Common crawl от Les anacondas sont des machines à tuer

    ru Модели Rubicon оснащены блокировками с электронным управлением для блокировки передних и задних дифференциалов, что увеличивает надежность и прочность моста для езды по бездорожью.

    Common crawl fr Quoi, parce que je veux voir le fils que j ‘ai perdu de vue depuis # ans?

    ru Электронный механизм блокировки дополнительно включает в себя процессор, сконфигурированный для определения состояния дифференциала в сборе из текущего профиля, который включает в себя сигнал срабатывания и индуцированный ток.

    патент-wipo от Bonjour, Harry, c’est Hugo

    en Блок блокировки дифференциала включает в себя манжету переключения передач (36), которая перемещается в ответ на электронный входной сигнал между заблокированным и разблокированным положениями.

    патент-wipo fr Du balai, Bozo

    en Дифференцированное управление блокировкой и вызов с учетом жестов особенно полезны для обеспечения эффективного сбора данных для портативных электронных устройств с сенсорными экранами.

    патентов-wipo от Je vais me reposer.

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о