Блокировка дифференциала на Ниву (самоблок): доводим машину до совершенства

Назначение дифференциала

При повороте автомобиля колеса, находящиеся ближе к центру кривизны траектории, проходят меньший путь, чем те, что вращаются по наружной дуге. Различны также их скорости. А так как привод без дифференциала вращает оба колеса одной оси с одинаковой скоростью, одно из них начинает пробуксовывать. Это повышает износ протектора и ухудшает управляемость автомобиля. Дифференциал позволяет ведущим колесам вращаться с разными скоростями.

Пока ведущая ось хорошо контактирует с дорогой, это устройство работает без нареканий. Но стоит ухудшиться сцеплению с дорогой под одним из колес, например, при попадании на лед или жидкую грязь, как вращаться будет только оно одно. Колесо с большим коэффициентом сцепления перестает крутиться, а автомобиль останавливается. Если же заблокировать дифференциал, такого происходить не будет. Поэтому заблокированный дифференциал улучшает проходимость машины на труднопреодолимых участках пути.

Если у автомобиля одна ведущая ось, то дифференциал у него тоже один – между колесами этой оси. У машины с постоянным приводом на 4 колеса – их три. По одному между колесами каждой оси плюс один межосевой.

Устройство

Принцип работы выше названного агрегата одинаково, где бы ни был он установлен. В основу классического автомобильного дифференциала положена планетарная передача. Карданный вал вращает ведущую шестерню редуктора моста. Ее вращение передается ведомой зубчатке. А так как она прикреплена к корпусу дифференциала, тот движется вместе с ней. От корпуса вращающий момент при помощи независимых друг от друга шестерен, называемых сателлитами, передается на полуоси. Скорость вращения карданного вала делится между полуосями не поровну. Однако, при любом соотношении скоростей их сумма – величина всегда постоянная.

• автоматическая;
• принудительная, включаемая водителем.

По способу управления блокированием:

• механическая;
• электромеханическая;
• гидравлическая;
• пневматическая.

Автоматическое блокирование дифференциала

Самоблокирующийся дифференциал – это механизм, который при определенных условиях переключается и, превращаясь в прямую передачу, начинает делить скорость вращения карданного вала между полуосями поровну. Дифференциалы с блокировкой-автоматом могут самостоятельно блокироваться в зависимости от значения одного из двух параметров:

• разницы угловых скоростей полуосей. В эту группу входят дифференциалы с дисковой блокировкой, кулачковые, с вискомуфтой и работающие по формуле Фергюсона;
• передаваемого полуосям крутящего момента.

Главная передача

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента, передаваемого к ведущим колесам. Устройство ее, на первый взгляд, весьма просто — две шестерни. Одна, размером поменьше, является ведущей, вторая, побольше — ведомой. Но от конструкции главной передачи во многом зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива.

Гипоидная передача

На заднеприводных автомобилях применяется гипоидная главная передача, так как крутящий момент нужно передать на ведущие колеса под углом 90 градусов. Почему применяется более сложная в изготовлении гипоидная передача, а не простая коническая? Да потому что у конической передачи ее простота является единственным преимуществом. А недостатков больше: шумность, низкая несущая способность, высокое расположение карданного вала (а, следовательно, и трансмиссионного туннеля в кузове автомобиля). В гипоидной передаче ось ведущей шестерни смещена относительно оси ведомой на величину гипоидного смещения. Поэтому карданный вал располагается ниже, что позволяет уменьшить высоту трансмиссионного туннеля. При этом снижается центр тяжести автомобиля, тем самым улучшая его устойчивость.

Зубья шестерен выполняются косыми или криволинейными. Благодаря тому, что в гипоидной передаче одновременно находится в зацеплении больше зубьев, чем в конической, обеспечивается ее плавная и бесшумная работа, повышается нагрузочная способность. Однако, из-за более плотного прилегания зубьев увеличивается опасность заклинивания, особенно при изменении направления вращения. Поэтому гипоидные передачи требуют высокой точности регулировки и применения специального трансмиссионного масла. В масла для гипоидных передач добавляются противоизносные и противозадирные присадки.

В переднеприводных автомобилях, где нет необходимости изменять направление передаваемого момента, в главной передаче применяются простые цилиндрические шестерни. Конструктивно главная передача устанавливается в общем картере с коробкой передач. Цилиндрические передачи просты в изготовлении, недороги, опасность задиров низка. Поэтому для их смазки в большинстве случаев применяется не специальное трансмиссионное масло, а моторное.

Как влияет передаточное число главной пары на тягово-динамические характеристики? Чем оно выше, тем быстрее происходит разгон, но максимальная скорость ниже. И, наоборот, с уменьшением передаточного числа автомобиль разгоняется медленнее, но достигает большей максимальной скорости. Значение передаточного числа для конкретной модели автомобиля подбирается с учетом характеристик двигателя, размера колес, возможностей тормозной системы.

Как сделать

Проще всего сделать постоянную полную блокировку дифференциала. Но такая самодельная блокировка приемлема для автомобилей, передвигающихся только по бездорожью. Например, для ралли-рейдовых авто. Чтобы реализовать задумку, нужно снять агрегат, оснащенный дифференциалом, и разобрать его. После чего приварить сателлиты к осям. Фиксация шестерен позволит механизму делить скорость вращения между полуосями только в пропорции 50 на 50. Дифференциал повышенного трения своими руками сделать немного сложнее, чем просто зафиксировать сателлиты. Зато такая модернизация не только улучшит проходимость автомобиля по грязи и снегу, но и не изменит работу агрегата на твердом покрытии. Один из вариантов такого устройства может быть собран из двух латунных или бронзовых втулок и пружины. Их размеры будут зависеть от того, трансмиссию какого автомобиля вы модернизируете. Потому работы начинаются со снятия узла и разборки планетарной передачи. После этого можно провести измерения, заказать изготовление втулок и подобрать подходящую по габаритам пружину.

Достаточно ли будет ее жесткости, вы узнаете после сборки на испытаниях вашей самоделки. Пружина предназначена для того, чтобы прижимать сателлиты к корпусу дифференциала. От этого под действием силы трения сателлиты будут медленнее вращаться вокруг своей оси. Чем больше будет сила трения, тем ровнее станет делиться скорость вращения карданного вала между полуосями. Металлические втулки нужны для того чтобы исключить соприкосновение сателлитов с пружиной.

Конечно, установка блокировки дифференциала заводского изготовления проще и результат такого апгрейда лучше. Однако он требует больших затрат и практически исключает из процесса творчество. Стоимость «самоблоков» для автомобилей семейства ВАЗ немногим менее 12 тыс. р. Зато их установка требует лишь внимательности и аккуратности. При этом нет необходимости в специальном инструменте.

Функциональное предназначение устройства

Используется жесткая блокировка на Ниву для балансировки поступающей нагрузки. Процесс основан на неравномерности проходимого каждым колесом пути. Расположенные с ближней к центру стороны проходят в несколько раз меньший путь, нежели расположенные с внешней стороны колеса. При незначительной скорости передвижения часть резины изнашивается быстрее, а при больших скоростях — происходит занос.

Избежать вышеописанного помогает электронная блокировка дифференциала. В исправном состоянии она передает крутящий момент от 1 источника 2 разным потребителям. Для того чтобы понять, как работает механизм, необходимо представить следующее: от 1 источника каждый потребитель получает различный по физическим параметрам крутящий момент. Если блокировка дифференциала настроена правильно, разбежка в объеме получаемого крутящего момента обеспечивает безопасное вращение колес по внутреннему и внешнему радиусу. Физический износ или механическое повреждение приводит к увеличению вероятности ДТП в результате заноса. При эксплуатации ВАЗ 2121 в условиях дорог с неудовлетворительным качеством покрытия важность дифференциала увеличивается.

Полноприводные транспортные средства, работа мостов которых координируется дифференциалом, равномерно распределяют крутящий момент на все колеса. В случае пробуксовки система автоматически передает максимальный крутящий момент на них. Процесс переключения не занимает много времени. В случае неисправности пробуксовка осуществляется 2 колесами, а 2 других остаются неподвижными. Избежать подобного помогает блокировка дифференциала.

Он в принудительном порядке равномерно распределяет крутящий момент за передний мост, между ним и осями. В случае временной пробуксовки устройство подаст необходимое равномерное усилие для увеличения качества сцепления с дорогой.

Режимы работы раздатки

Все про грязевую резину на ниву шевроле

Данный механизм может действовать в пяти режимах:

• Включена «нейтралка».
• Разблокирован дифференциал при выключенной «понижайке». В данном случае крутящий момент распределяется в соотношении один к двум.
• Дифференциал заблокирован при включенной повышающей передаче. Здесь распределение момента производится автоматически, в зависимости от качества сцепления колес с дорогой.
• Включена понижающая передача, и выключена блокировка дифференциала. Передача усилий происходит в таком же соотношении, как и в первом случае.
• Дифференциал заблокирован, и включена «понижайка». В данном случае все мосты жестко заблокированы между собой, в том числе и полуоси. Крутящий момент производится неравномерно, в зависимости от типа дорожного покрытия (грязь, песок и так далее). В таком режиме работы достигается наилучшая проходимость автомобиля. Но ездить с постоянно включенной понижающей передачей и с блокировками не получится. Так возрастает нагрузка на подшипники раздатки. «Нива Шевроле» потребует вскоре серьезного вмешательства в трансмиссию. Также значительно растет расход топлива, сильно «подъедает» резину.

Оптимизация технического состояния агрегата

Комплектация Нивы предусматривает установку дифференциала для езды по дорогам со стандартным покрытием. Если предполагается использование «железного коня» в качестве внедорожника, то доработки понадобятся. При стандартных условиях эксплуатации на Ниве крутящий момент автоматически поступает на ту ось, где наблюдается его нехватка. Для комфортной езды по бездорожью необходимо передать крутящий момент на все колеса в равном объеме.

Поможет ознакомление с тем, как пользоваться раздаткой крутящего момента. Если есть необходимые знания, оптимизация проводится собственными силами. Технически правильная схема действий выглядит следующим образом:

Установка принудительной системы, работающей в автоматическом режиме. К ее сильным сторонам относится способность выдержать испытание сильным бездорожьем. Система принудительной блокировки дифференциала монтируется только при условии эксплуатации транспортного средства большую часть времени на дорогах с неудовлетворительным покрытием.

Водители со стажем рекомендуют придерживаться указанных советов. Если поставить систему без учета специфики движения, то велика вероятность повышенного износа ходовых частей автомобиля. Нелишним будет для тех, кто только планирует обзавестись личным автомобилем, осознать разницу между двумя понятиями.

Межколесный блок автомобиля Нива Шевроле передает крутящий момент между левым и правым колесом. Система работает только в пределах того моста, где она была установлена. Межосевой блок автомобиля — динамическое перекидывание крутящего момента между задним и передним мостом.

В режиме «по умолчанию» производитель устанавливает на выпускаемые машины только один вид блокировки дифференциала. До момента покупки необходимо уточнить эту деталь, воспользовавшись техническим описанием. При этом нужно помнить, что использование всего и сразу категорически запрещено. Автомобиль Шевроле Нива предусматривает безопасное использование только одного вида блокировки.

Виды устройств и технические спецификации

С учетом конструктивных особенностей самоблокирующийся дифференциал бывает 2 видов. К первой категории относится модель ДАК (дифференциал автоматический Красикова), а ко второй — «тольяттинский». Само название говорит, что первый вариант применяется чаще на машинах иностранного производства. Определенные различия имеются в части финансовой составляющей.

Именно поэтому при выборе межколесного дифференциала нужно руководствоваться финансовыми возможностями и необходимым результатом. «По умолчанию» ставится устройство на задний мост. Допускается монтаж на передний элемент управления колесами, но в этом случае существенно возрастет нагрузка на руль.

Использование системы гидроусиления руля (ГУР) станет невозможной. Как только включается ГУР, усложняется функционирование самоблокирующегося устройства. Избежать множества проблем поможет изучение особенностей каждой из систем блокировки:

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 — , сотрудничающая с «Порше», выпустила на рынок кулачковый дифференциал, примененный впоследствии на ранних моделях Фольксваген (Type B-70)
• 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

Самостоятельная установка механизма

Как уже было сказано ранее, установить дифференциала на Ниву своими руками необходимо с учетом класса дороги, типа транспортного средства и степени его износа. Для работы понадобится заехать на эстакаду. Таковую несложно найти в гаражном кооперативе. Перед началом работы необходимо убедиться, что схема с техническим описанием находится перед глазами (ИЗОБРАЖЕНИЕ 1).

От теоретической части плавно нужно перейти к практической. Для работы понадобится стандартный набор инструментов. При помощи гаечных ключей и отвертки откручивается самоблокирующийся дифференциал. После этого производится визуальный осмотр участка. Наличие минимальных сколов или следов физического износа передней части или заднего элемента требует предварительной технической замены.

Как только все готово, проводится антикоррозийная обработка поверхности. Монтируется новый самоблок, прошедший предварительную проверку. После установки необходимо проверить, насколько успешно включается частичное или полное блокирование.

Правильно организованная система блокировки применяется для увеличенной передачи крутящего момента на передние или задние колеса.

Помогает это в момент пробуксовки и для передвижения по бездорожью. Регулярное техническое обслуживание обеспечит безопасную эксплуатацию транспортного средства и снизит вероятность заносов. Устранить возникающие неисправности можно самостоятельно или при обращении на СТО.

7. Распределение моментов в раздатке

Вопрос возникает довольно часто. Непонимание возникает из-за того, что путают совершенно разные физические явления: силу (момент) и движение (вращение).

Сначала несколько исходных положений.

1. Незаблокированный симметричный дифференциал распределяет приходящий с входного вала момент на выходные валы строго поровну: 50/50. Это следует из того, что передаточные отношения от входного вала к выходным одинаковы. При этом выходные валы могут вращаться с разной скоростью, но средняя скорость (полусумма скоростей) равна скорости входного вала, деленной на передаточное отношение.

2. Заблокированный дифференциал перестает быть дифференциалом. Поровну на выходные валы передается движение (вращение) входного вала. Скорости выходных валов равны между собой, а их сумма равна скорости входного вала, деленной на передаточное отношение.

3. Если суммарный момент, приложенный к валу (колесу) не равен нулю, вращение будет с ускорением или с замедлением. Это — второй закон Ньютона. Если вал или колесо вращается равномерно, суммарный момент, действующий на него, в точности равен нулю. Отсутствие движения — это тоже равномерное вращение, но с нулевой скоростью.

В ниве три симметричных дифференциала. Когда они все незаблокированы, на каждое колесо приходится по 25% момента, переданного через трансмиссию от двигателя. И вращение, создаваемое двигателем, также передается на все четыре колеса, но не обязательно поровну. Например, в повороте задние колеса проходят меньший путь (идут по меньшему радиусу), чем передние, но при этом тянут все четыре колеса одинаково.

Рассмотрим ситуацию, когда одно колесо буксует, остальные — стоят. Все вращение двигателя передается на буксующее молесо. Как это ни странно на первый взгляд, на буксующее колесо приходится 25% крутящего момента, ровно столько же, сколько на остальные. Но момент этот мал: он равен моменту силы трения (только в трансмиссии, если колесо совсем вывешено). Значит, и на остальных колесах момент тоже очень мал, он не может сдвинуть машину. Машина стоит, а вывешенное колесо вращается со скоростью, которая в четыре раза больше, чем было бы при нормальном движении на скорости при тех же оборотах двигателя и при тех же передачах в КПП и раздатке.

А теперь включаем блокировку межосевого дифференциала. Скорости вращения карданов принудительно приравниваются. Суммарная скорость передних колес должна сравняться с суммарной скоростью задних.

Принудительная блокировка дифференциала на Ниву

Что такое блокировка дифференциала на ниву? Межосевой дифференциал — это хорошо. Но ведь могут сложиться условия, при которых вращаться будет всего одно колесо из четырех. Какой смысл в полном приводе? Тольяттинские конструкторы это предусмотрели. Нива снабжена принудительной блокировкой межосевого дифференциала. Это значит, что водитель, в случае необходимости может уровнять скорости обоих мостов. Таким образом, постоянно будут вращаться по одному колесу на разных осях, в результате проходимость машины значительно повышается. Но использовать принудительную блокировку можно только по бездорожью. Кстати, некоторые водители, не особо вникают в конструкцию Нивы и ошибочно считают что, переключая малый рычаг назад, они включают передний мост. Нет, эта ручка как раз и блокирует межосевой дифференциал.

Из соображений проходимости было бы очень хорошо, если бы, пусть непродолжительное время, вращались все 4-е колеса. В этом случае автомобиль немногим бы уступал трактору. Но Нива имеет, так называемый, свободный межколесный дифференциал, т. е. крутящий момент поочередно подается на одно из колес и принудительные блокировки на ниву не предусмотрена.

Более того, такой блокировки нет и у Шевроле-Нивы.

Покупаем ручные лебедки для авто: секреты выбора.

Думаете сделать тюнинг Toyota Land Cruiser Prado 150 для разных ситуаций? В этом вам поможет нам материал.

Лучшая грязевая резина на Ниву и другие внедорожники: как правильно выбрать.

Американскому концерну настолько понравилась трансмиссия, что они перенесли ее на совместный автомобиль почти без изменений. « Почти» — потому, что конструкторы GM объединили управление раздаткой и принудительной блокировкой дифференциала. Как результат — два рычага вместо трех. Патриотично настроенные владельцы отечественных внедорожников, считают, кстати, удобство от такого новаторства сомнительным. Еще одно изменение коснулось крепления раздаточной коробки. Благодаря ее новым опорам, вибрации в салоне стало гораздо меньше.

Сборка узла

Когда вы определились с лучшим самоблокирующим дифференциалом на «Ниву», можно приступать к сборке узла. Изначально выполняют регулировку зазоров, что не так просто. Для этого используют специальные шайбы разной толщины. Как вариант, точность выставляют, используя безмен. Один край шнура (примерно метр в длину) наматывается на фланец, а второй – фиксируется за весы. Тянут приспособление в намотке, не забывая отметить поворотный момент.

Для обеспечения корректного функционирования редуктора перед комплектацией частей герметизируют элементы. Если этого не сделать, вскоре после монтажа наблюдается появление дефектов, вплоть до полной поломки некоторых деталей. После обработки поверхностей герметиком выжидают время до его полного высыхания. Далее редуктор заполняют новым маслом. Все уплотнительные компоненты с деформациями и намеком на протекание – заменяют. Сборку механизмов осуществляют в зеркальном порядке. После того как замена и установка деталей окончены, следует проверить работу тормозного узла. Это очень важно, поскольку нарушение в работе деталей влияет на безопасность дорожного движения.

Принудительная блокировка межколесного дифференциала на Ниве

Вазовский внедорожник разрабатывался как автомобиль для села. В то время говорили, что дополнительные блокировки усложнят конструкцию, а значит, сделают ее более дорогой и менее надежной. Кроме того, Нива и без того обладает хорошей проходимостью. Это, наверное, правильно. Однако в стране, где процент дорог с твердым покрытием, от их общего числа, относительно небольшой, хочется большего.

Этим и воспользовались различные малые и большие предприятия, освоив выпуск дифференциалов с принудительной блокировкой. Сразу нужно отметить следующие. Поэтому прежде чем переоборудовать автомобиль нужно все хорошо взвесить и обязательно проконсультироваться со специалистами.

И, тем не менее, раз такая переделка возможна, нужно и о ней сказать несколько слов. В настоящее время наибольшее распространение получили дифференциалы:

1. С пневматическим подключением;
2. С электрическим подключением;
3. Самоблокирующиеся.

Коротко – достоинства и недостатки каждого из них.

Пневматическое подключение.

Блокировка колес осуществляется из салона с помощью сжатого воздуха. При этом к мосту автомобиля прокладывается силиконовый шланг. Устройство достаточно надежно, но требует дополнительного дорогостоящего оборудования. Комплект шлангов, компрессор и ресивер, по стоимости иногда превосходят сам дифференциал.

Электрическое подключение

Шестерня дифференциала блокируется за счет кулачкового механизма, который активируется с помощью электромагнитов. Устройство надёжно и не требует технического обслуживания. Минус — высокий потребляемый ток, предъявляет дополнительные требования к электрооборудованию.

Самоблокирующиеся механизмы

Принцип действия у них разный. Одни блокируются при малейшей пробуксовке, другие при увеличении нагрузки на колеса. Однако независимо от конструкций они не требуют участия человека, а потому популярны у владельцев внедорожников. Но основное их достоинство том, что они не имеют столь жесткой блокировки как все остальные виды, а значит, частично снимают с полуосей дополнительную нагрузку.