Дифференциал повышенного трения lsd что это
LSD дифференциал — что это, для чего нужен и как работает
LSD дифференциал — что это, как работает и какую помощь может оказать на бездорожье? Дифференциал повышенного трения LSD работает также, как и аналогичные автоматические неполные блокировки. Он срабатывает в тех случаях, когда колеса на одной оси начинают крутиться со слишком разной по отношению друг к другу скоростью. Чаще всего LSD дифференциал ставят на внедорожники и спортивные автомобили, но считать его 100% блокировкой и панацеей от застревания в грязи или диагонального вывешивания ошибочно.
LSD дифференциал — что это такое и откуда пошло
Обыкновенный LSD дифференциал
В пример еще можно привести LSD дифференциал Toyota — в определенный момент блокировка срабатывает и крутящий момент обеих валов сравнивается, становится одинаковым. Равные пропорции всё равно дают возможность завязшему колесу прокручиваться, но то колесо, которое имеет хорошее сцепление, тоже начинает крутиться и джип выезжает с засады на нормальное место (во многих, но далеко не во всех случаях).
Как работает LSD дифференциал и как делиться на типы
Нужно сразу отметить, что для нормальной работы этой блокировки требуется специальное, особенное масло для LSD дифференциала. Если лить туда обыкновенное масло, то узел долго не прослужит и проблемы могут возникнуть очень быстро. А, так как дифференциал LSD ремонтируется довольно сложно и (что даже важнее) очень дорого, то до такого лучше не доводить. Специальное масло непременно имеет на упаковке пометку, что оно подходит для соответствующих LSD блокировок.
Обыкновенный LSD дифференциал
Что касается типов LSD:
Классический — дифференциал чувствителен к разнице скоростей между валами, блокируя при определенном моменте. Это классическая блокировка, аналогичная вискомуфте. Применяется всё чаще, особенно во внедорожниках, так как лёгок в обслуживании и крайне прост по своей конструкции и принципу действия;
Традиционный — дифференциал срабатывает при разнице между передачей крутящего момента. Его уже почти никуда не устанавливают, встречается только на старых авто и то, чаще в нерабочем или полумертвом состоянии. Дифференциал LSD такого типа можно отнести к червячному типу, он блокирует автоматом при определенной разнице между КМ самого дифференциала и, непосредственно приводного вала.
Классический задний дифференциал LSD очень популярен, но на многих старых машинах доведен до ужасного состояния. В новые его тоже периодически устанавливают, но, как уже говорилось выше, его эффективность в серьезной грязи не очень высока. Многое зависит от прокладки между сиденьем и рулем, поэтому в умелых руках автомобиль лишь с такой блокировкой тоже способен на небольшие подвиги, но заменить 100% блокировку он не способен.
Также начинающие джиперы часто интересуются, как определить LSD дифференциал — делается это очень просто: задняя сторона машины домкратиться так, чтобы колеса отрывались от земли. Передняя часть авто при этом стоит на земле (не забывайте ставить под колеса противооткаты и держать авто на передаче в момент подъема). Колесо, которое оказывается в воздухе, можно попробовать покрутить. Если второе колесо крутится в ту же сторону, то у вас установлен LSD. Если второе колесо начинает крутиться в другую сторону, то в мосту или ничего нет, или дифференциал с блокировкой сломан и не функционирует. Также определить наличие или отсутствие LSD в мосту можно по наклейкам на самом узле или на арке водительской двери, но как показывает практика, чаще всего на старых авто такие наклейки не сохраняются.
В автомобиле такие дифференциалы повышенного трения иногда используются вместо стандартного дифференциала, где они обеспечивают определенные динамические преимущества за счет большей сложности.
СОДЕРЖАНИЕ
История ранних веков
Преимущества
Основной принцип работы
И дифференциалы повышенного трения, и открытые дифференциалы имеют зубчатую передачу, которая позволяет выходным валам вращаться с разными скоростями, сохраняя при этом сумму их скоростей, пропорциональную входному валу.
Автомобильные дифференциалы повышенного трения имеют механизм, который передает крутящий момент (внутренний по отношению к дифференциалу), который сопротивляется относительному движению выходных валов. Проще говоря, это означает, что у них есть некий механизм, который сопротивляется разнице скоростей между выходами, создавая крутящий момент сопротивления либо между двумя выходами, либо между выходами и корпусом дифференциала. Для создания этого крутящего момента используется множество механизмов. Типы дифференциала повышенного трения обычно называют по типу механизма сопротивления. Примеры включают вязкие LSD и LSD на основе сцепления. Величина ограничивающего крутящего момента, обеспечиваемого этими механизмами, зависит от конструкции.
Крутящий момент, передаваемый на выходы, составляет:
При движении по прямой, когда одно колесо начинает проскальзывать (и вращаться быстрее, чем колесо с тягой), крутящий момент снижается на проскальзывающее колесо ( Trq 2 ) и передается на более медленное колесо ( Trq 1 ).
В случае, когда автомобиль вращается и ни одно колесо не проскальзывает, внутреннее колесо будет вращаться медленнее, чем внешнее колесо. В этом случае внутреннее колесо получит больший крутящий момент, чем внешнее колесо, что может привести к недостаточной поворачиваемости.
Когда оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, распределение крутящего момента на каждое колесо будет следующим:
Фиксированная стоимость
Чувствительность к крутящему моменту (HLSD)
Этот тип включает косозубые дифференциалы повышенного трения и сцепление, конус (альтернативный тип сцепления), где сила включения сцепления является функцией входного крутящего момента, приложенного к дифференциалу (поскольку двигатель прикладывает больший крутящий момент, сцепления сцепляются сильнее и Trq d уменьшается).
LSD, чувствительные к крутящему моменту, реагируют на крутящий момент приводного вала, так что чем больше присутствует входной крутящий момент ведущего вала, тем сильнее прижимаются сцепления, конусы или шестерни, и, следовательно, тем теснее сцепляются ведущие колеса друг с другом. Некоторые включают пружинную нагрузку для обеспечения небольшого крутящего момента, так что при небольшом входном крутящем моменте или его отсутствии (ведомый дроссель / коробка передач в нейтральном / главном сцеплении нажата) ведущие колеса минимально сцепляются. На величину предварительного натяга (следовательно, статическое сцепление) на муфтах или конусах влияет общее состояние (износ) и то, насколько сильно они нагружены.
Сцепление конусное или дисковое LSD
Одним из методов создания зажимного усилия является использование узла кулачка-рампа, такого как используемый в LSD типа Salisbury / ramp. Крестовины устанавливаются на поперечный вал шестерни, который опирается на угловые вырезы, образующие кулачковые пандусы. Пандусы с кулачками не обязательно симметричны. Если пандусы симметричны, LSD двухсторонний. Если они зубчатые (т.е. одна сторона пандуса вертикальна), LSD является односторонним. Если обе стороны наклонены, но асимметричны, LSD будет 1,5-сторонним. (См. Обсуждение способов 2, 1.5 и 1 ниже)
Альтернативой является использование естественной разделительной силы зубьев шестерни для нагрузки на сцепление. Примером может служить межосевой дифференциал Audi Quattro RS 5 2011 года выпуска.
Когда входной крутящий момент приводного вала пытается повернуть центр дифференциала, внутренние нажимные кольца (примыкающие к блоку сцепления) смещаются в сторону поперечным валом шестерни, пытающимся подняться по пандусу, что сжимает блок сцепления. Чем сильнее сжимается блок сцепления, тем больше сцепляются колеса. Сопряжение вертикальной рампы (80–85 ° на практике, чтобы избежать сколов) поверхностей в одностороннем LSD при выбеге не производит кулачкового эффекта или соответствующего сжатия пакета муфты.
2-ходовой, 1-ходовой, 1,5-ходовой
Вообще говоря, существует три состояния входного крутящего момента: нагрузка, отсутствие нагрузки и перебег. В условиях нагрузки, как указывалось ранее, муфта пропорциональна входному крутящему моменту. Без нагрузки муфта превращается в статическую. Поведение при перебеге (особенно внезапное отпускание дроссельной заслонки) определяет, является ли LSD односторонним, 1,5-ходовым или 2-ходовым.
Двухходовой дифференциал будет иметь одинаковый ограничивающий крутящий момент Trq d как в прямом, так и в обратном направлениях. Это означает, что дифференциал будет обеспечивать некоторый уровень ограничения при торможении двигателем.
Односторонний дифференциал обеспечивает свое ограничивающее действие только в одном направлении. Когда крутящий момент прилагается в противоположном направлении, он ведет себя как открытый дифференциал. В случае автомобиля с передним приводом он считается более безопасным, чем двухходовой дифференциал. Аргумент состоит в том, что если нет дополнительной связи при перебеге, то есть односторонний LSD, как только водитель поднимает дроссельную заслонку, LSD разблокируется и ведет себя как обычный открытый дифференциал. Это также лучший вариант для автомобилей с передним приводом, поскольку он позволяет машине поворачиваться при отпускании дроссельной заслонки, а не двигаться вперед.
Направленный ЛСД
В отличие от других конструкций LSD, основанных на трении, которые сочетают в себе «открытый» дифференциал обычной крестообразной шестерни в сочетании с фрикционными материалами, которые препятствуют дифференциации, конструкция с измерением крутящего момента представляет собой уникальный тип дифференциала, в котором смещение крутящего момента заложено в ее конструкции, а не в качестве дополнения. на. Смещение крутящего момента применяется только при необходимости и не препятствует дифференцированию. В результате получается настоящий дифференциал, который не мешает, как LSD и типы блокировки, но все же обеспечивает повышенную мощность во многих дорожных условиях.
Чувствительность к скорости
Вязкий (VLSD)
Вязкие LSD менее эффективны, чем механические типы, то есть они «теряют» некоторую мощность. В частности, любая продолжительная нагрузка, которая приводит к перегреву силикона, приводит к внезапной необратимой потере дифференциального эффекта. У них действительно есть преимущество в том, что они изящно терпят неудачу, возвращаясь к полуоткрытому дифференциальному поведению. Обычно вязкодифференциал, который проехал 60 000 миль (97 000 км) или более, будет работать в основном как открытый дифференциал. Силиконовое масло запечатано на заводе в отдельной камере от трансмиссионного масла, окружающего остальную часть дифференциала. Это не обслуживается; когда поведение дифференциала ухудшается, необходимо заменить центральную часть VLSD.
Героторный насос
Электронный
Электронные системы: тормозные
Эти системы являются альтернативой традиционному дифференциалу повышенного трения. Системы используют различные датчики шасси, такие как датчики скорости, датчики антиблокировочной тормозной системы (ABS), акселерометры и микрокомпьютеры, для электронного контроля пробуксовки колес и движения автомобиля. Когда система управления шасси определяет проскальзывание колеса, компьютер тормозит это колесо. Существенное различие между упомянутыми выше дифференциальными системами повышенного трения и этой системой на основе тормозов состоит в том, что системы на основе тормозов по своей сути не передают больший крутящий момент на более медленное колесо, а также дополнительный износ фрикционного материала тормоза, который возникает в результате использования тормозных механизмов. такая система, если транспортное средство движется в среде, где тормозная система будет активироваться на регулярной основе.
Электронный дифференциал повышенного трения BMW, используемый в F10 5 серии, является примером такой системы. Другой пример начался в первый год (1992 г.) производства модернизированной модели Ford Crown Victoria с верхним расположением цилиндров V-8 объемом 4,6 л с дополнительными антиблокировочными тормозами. Эта опция была доступна на Crown Victoria 1992 года и позже; на автомобилях, оборудованных антиблокировочной тормозной системой.
Другие родственные бортовые передачи
Заводские названия
В 1950-х и 1960-х годах многие производители начали использовать торговые марки для своих LSD-устройств. Компания Студебеккер-Паккард впервые представила LSD под торговой маркой «Twin Traction» в 1956 году, став одним из первых производителей. Другие заводские названия LSD включают:
В популярной культуре
В песне The Beach Boys « 409 » в текстах упоминается наличие дифференциала повышенного трения: «. Моя четырехскоростная, двухквадратная, Positraction 4-0-9 (4-0-9, 4- 0-9) «.
Самоблокирующийся дифференциал (LSD)
| Нравится | В избранное | Что вы думаете об этой записи? | ||||
| отлично 0,0% | интересно 0,0% | нормально 0,0% | ни о чем 0,0% | плохо 0,0% | ||
Принцип работы дифференциала LSD
Блокировка, вне зависимости от конструкции, срабатывает, когда разницы в угловых скоростях колёс превышает определенный, заранее установленный предел. После срабатывания блокировки крутящий момент передаётся на оба колеса в равной пропорции. Это продолжается либо до восстановления контакта с дорогой обоими колесами, либо до полной потери сцепления с поверхностью.
Популярные виды LSD-дифференциалов
Дифференциалы LSD, чувствительные к разнице скоростей
Как и любой другой резервуар с жидкостью, вискомуфта чувствительна к состоянию уплотнений. Поэтому внутреннюю часть дифференциала делают полностью герметичной, чтобы силиконовый гель не смешивался с трансмиссионным маслом, смазывающим шестерни. В случае разгерметизации вискомуфту извлекают и заменяют новой.
Дифференциалы на основе героторного насоса
В дифференциалах этого типа с внутренней стороны установлен вращающийся героторный насос, а на вращающемся приводном валу укреплено зубчатое колесо, которое находится внутри насоса. При возникновении разницы в в скорости вращения корпуса героторного насоса и зубчатого колеса, происходит сжатие жидкости внутри насоса. Находящаяся под давлением жидкость передает крутящий момент на «отстающее» колесо, которое в данный момент стремится остановиться, так как имеет сцепление с дорогой. Эти системы стремительно набирают популярность по мере увеличения степени компьютерного управления узлами автомобиля (системы EBD и тому подобные), так как, в отличие от вискомуфты, работой героторного насоса можно управлять.
Дифференциалы LSD, чувствительные к разнице в передаче крутящего момента
К этому типу относятся механически дифференциалы червячного типа, обеспечивающие автоматическую блокировку при возникновении разности крутящих моментов между корпусом и приводным валом. Если одно из колес проскальзывает, крутящий момент, падает, червячный дифференциал перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. При этом колесо блокируется не полностью, и степень блокировки зависит от степени падения крутящего момента. Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Торсен»
Сателлиты дифференциала типа Quaife (их обычно 10) не крепятся на осях, как у аналогов, а находятся в закрытых нишах корпуса. Все они параллельны полуосям, однако в отличие от Torsen Т-2, где каждый сателлит постоянно контактирует с обеими полуосевыми шестернями, в Quaife правый ряд сателлитов находится в контакте с правой полуосевой шестерней, левый – с левой.
Дифференциалы. Блокировки, LSD
Вместо введения
Прошлая статья о дифференциалахзакончилась на обещании рассказать о видах блокировок дифференциалах, и придётся снова пугать вас длительным техническим текстом. Поехали, как сказал Ю.А.Гагарин 58 лет назад.
О чём речь?
Это про бездорожье, правда?
Как работает LSD?
Такая блокировка вне зависимости от конструкции будет работать только после момента, в который разница угловых скоростей колёс превышает определённый лимит. После этого срабатывает блокировка, и крутящий момент распределяется в равных частях на оба колеса. Продолжаться это будет либо до восстановления контакта с дорогой, либо до полной потери сцепления. Это вы можете выбрать самостоятельно.
А я слышал про Вискомуфты. Что это такое?
Хороший вопрос. Ведущие мосты в легковых автомобилях обычно имеют в своём запасе два варианта блокировок. Первый тип основан на чувствительности к разнице скоростей, а второй тип блокировки чувствителен к разнице в передаче крутящего момента. Современные автомобили в подавляющем большинстве наслаждаются блокировками первого типа. Именно в этом месте появляется слово «вискомуфта». Вискомуфта представляет собой пакет круглых плоских фрикционных дисков, установленных внутри герметичного корпуса. В пакете есть диски двух типов, соединенные с ведущим и ведомым валами соответственно. На поверхности дисков есть отверстия и небольшие выступы. Пакет дисков собран так, чтобы ведомые и ведущие диски чередовались между собой и находились на малом расстоянии. Внутренняя полость муфты заполнена силиконовым гелем.
Такая муфта проста в производстве и неприхотлива в обслуживании. Второй тип механических блокировок дороже и может сломаться раньше.
Хорошие и разные LSD
Дифференциалы такого типа различаются по своим типам. Про них мы вам расскажем ниже.
Вязкостные дифференциалы
Этот распространённый тип дифференциала основан на действии вискомуфты.
Такие дифференциалы заслужили популярность из-за плавности своей работы. Принцип действия у них основан на изменениях свойств специального геля, которые меняются бесступенчато. Такое свойство удовлетворяет желанию производителей повысить комфорт для водителя.
Такие дифференциалы могут требовать замены каждые 100 тысяч километров.
Героторный насос
Про крутящий момент
Вместо послесловия
Данный текст предназначен для понимания вами механики работы того самого узла, который помогает вам выехать из сугроба в тот самый день, когда коммунальщики забыли поработать. Ну или вы очень хотите прокатиться по полю на дачу. Думаю, на этом можно заканчивать цикл статей про этот узел, и готовить вам очередную техническую информацию про другие узлы автомобиля, которыми вы пользуетесь каждый день, но даже не подозреваете, как они работают.
Как определить, оснащен тот или иной автомобиль дифференциалом повышенного трения (LSD) в мосту или нет?
С управляемыми блокировками все просто – они включаются принудительно. Есть кнопки управления – значит оснащен. Нет – значит нет. А как найти мост повышенного трения? Первый признак наличия дифференциала – это то, что машина буксует сразу двумя колесами одной оси. Выключив передний мост, подкатитесь к грунтовой горке, упритесь в нее под углом одним передним колесом и попробуйте заехать наверх. Мост со свободным дифференциалом сразу перебросит момент на колесо, оказавшееся выше по склону, и машина им забуксует. Дифференциал повышенного трения при прибавлении оборотов перекинет часть момента на второе колесо, и внедорожник либо покорит горку, либо забуксует обоими колесами заднего моста.
Другой способ сложнее, но надежнее. Поднимите машину на домкрате так, чтобы мост был полностью вывешен. Зафиксируйте упорами. Включите нейтральную передачу в раздаточной коробке, если она есть. Включите «нейтралку» в коробке передач. И крутаните руками одно вывешенное колесо. Посмотрите, в какую сторону повернулось второе колесо. Если в ту же, что и первое, значит, мост оснащен дифференциалом повышенного трения. Если же в обратную – значит, дифференциал свободный. Следует иметь в виду, что при выходе из строя некоторые типы дифференциалов повышенного трения ведут себя как свободный дифференциал. А как быть, если второе колесо не вращается вовсе? Немедленно отправляйтесь в автосервис: ваш автомобиль неисправен. Скорее всего, произошел обрыв одной из полуосей.