Дифференциал представляет собой устройство, придуманное специально для передачи так называемого крутящего момента от автомобильного двигателя к его колёсам с помощью элементов трансмиссии. Свободный дифференциал, устанавливающийся на машины при сборке на заводе-изготовителе, при пробуксовке одного из колёс не может воздействовать на второе. Достигнуть различных скоростей движения колёс, когда это бывает необходимо (например, в условиях плохих, как правило, грунтовых дорог), может помочь блокировка дифференциала. Она увеличивает крутящий момент на одном из колёс, обычно на том, где сцепление с дорогой лучше. Для достижения такого результата применяется самоблокирующийся дифференциал. Альтернативным вариантом может служить принудительный способ блокировки. Важно понять, стоит ли ставить самоблокирующийся дифференциал на Ниву, что это даст машине и как выполнить работы по монтажу устройства.
Зачем нужен самоблок на Ниву
Присутствие в авто полного привода далеко не всегда придаёт ему статус вездехода. Иногда из-за особенности своей конструкции автомобили, предназначенные для движения по бездорожью, могут оказаться в ловушке размытых дорог. Самоблокирующийся дифференциал — важная составляющая машины, если водитель планирует использовать свою Ниву для передвижения в условия плохих дорог.
Что же представляет собой самоблок, или дифференциал повышенного трения? Это устройство, обеспечивающее блокирование колёс, причём автоматически, в нужный момент времени. Он является промежуточным вариантом между полной блокировкой и свободным дифференциалом. Самоблок соединяет в себе возможности обоих этих устройств.
В каких ситуациях надо пользоваться блокированием
Если автомобиль движется по нормальной дороге, включать блокировку не требуется. А если выехать на проселок либо оказаться перед крутым подъемом, то водитель должен обязательно перестраховаться. Отсюда следует вывод, что к системе блокирования стоит прибегать только в тех ситуациях, когда перед автолюбителем при движении возникает препятствие. Делать это лучше всего заблаговременно, для того чтобы машина не застряла, тем более что процесс включения блокировки не занимает много времени.
И при этом необходимо помнить, что, если использовать систему блокирования без надобности, это не приведет к сохранности автотранспортного средства: начинает происходить перерасход бензина, а также изнашивается резина.
Виды механизмов
Можно выделить две основные разновидности самоблокирующихся дифференциалов, включающих в себя ещё несколько подвидов. Первый тип — устройства, блокирующиеся в зависимости от угловых скоростей на осях автомобиля. Они могут быть:
- дисковые;
- с вязкостной муфтой;
- с электронной блокировкой.
Второй тип — механизмы, блокирующиеся в зависимости от крутящих моментов на осях. К ним относятся червячные дифференциалы.
Различают также межосевой и межколесный дифференциалы. Они предполагают распределение крутящего момента между осями и колёсами соответственно. В зависимости от момента распределения, приходящегося на оси либо на колёса, выделяют симметричные и несимметричные разновидности механизмов. На автомобилях, называемых полноприводными, монтируются сразу три типа дифференциалов: два из них являются межколесными, а один — межосевым.
На Ниву есть возможность установить электронный, механический (представляет собой обычный механизм, комбинированный с вязкостной муфтой), пневматический дифференциалы.
Весьма большим преимуществом обладает электронный самоблок. Для его применения достаточно нажать кнопку. Он работает в автоматическом режиме, но только когда автомобиль едет на определённой скорости, которая ниже порогового значения. Система отключается при достижении скорости, являющейся больше установленной.
Пневматический дифференциал представляет собой механизм, устанавливающийся на два моста. Преимуществом является компактность. В своей работе использует пневмосистемы.
Механический самоблок является наиболее простым по своей конструкции, он дешевле пневматического и электронного устройств. Механизм представляет собой две полуосевых и две распорных муфты, штифты и пружины. Довольно надёжная конструкция, несмотря на простоту.
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.
Характеристики и правила выбора
Выбор самоблокирующегося дифференциала обуславливается моделью автомобиля, условиями его эксплуатации, стилем вождения и многими другими параметрами. Например, шариковый дифференциал увеличивает нагрузку на рулевое управление, что фактически меняет стиль вождения того, кто находится за рулём. В основном это ощущается при выполнении разворотов и поворотов, но может повлечь за собой поломки комплектующих трансмиссии.
Если правильно подходить к выбору самоблока, то необходимо учитывать, на какую ось автомобиля будет устанавливаться механизм, так как количество шлицов у различных моделей разное — двадцать два или двадцать четыре.
Маркировка на упаковке устройства подскажет, можно ли его использовать для данной марки авто. Коэффициент блокирования также бывает разным: например, 0.5 или 0.7. Данные числа демонстрируют величину передачи крутящего момента. Что выбрать — решать водителю.
Разновидности
Различают две основные группы самоблокирующихся дифференциалов. Первая разновидность работает в зависимости от угловых скоростных параметров по осям транспортного средства. В свою очередь, эти модификации подразделяются на несколько подвидов, а именно:
- дисковые версии;
- модели, оснащенные вязкостной муфтой;
- варианты с электронным действием.
Ко второму типу причисляют механизмы, которые блокируются в соответствии с моментами кручения на осях. В эту группу входят червячные модификации.
Плюсы и минусы установки дифференциала на Ниву
Если сравнивать самоблок и стандартный дифференциал Нивы, то можно выявить отрицательные и положительные стороны замены последнего. Сначала о преимуществах:
- Повышает возможности проходимости машины, делает её пригодным для передвижения по крутым, скользким и неровным участкам дороги.
- Монтируется вместо родного дифференциала и не изменяет конструкцию автомобиля. Лучше проводить установку в автосервисе, но довольно легко сделать это и самому.
- Полный дифференциал работает автоматически во время процесса движения, не требуя дополнительных действий и какой-либо подготовки водителя.
Теперь о недостатках установки механизма:
- Становится более тугим руль, что потребует от того, кто за ним сидит, дополнительных усилий при вождении.
- Срок службы короче, чем у дифференциала, поставленного на автомобиль заводом.
- Немного видоизменяет управление машиной при поворотах, не даёт абсолютную гарантию блокировки, впрочем, как и стандартный механизм.
Различные модели самоблокирующихся дифференциалов имеют свои нюансы, которые в немалой степени зависят от изготовителя, новизны разработки, используемых комплектующих.
Инструкция по монтажу самоблока своими руками
Чтобы установить на Ниву самоблокирующийся дифференциал, необязательно обращаться в автосервис. Это вполне реально сделать и своими руками при условии, что человек неплохо разбирается в устройстве автомобиля. Вид дифференциала и место его установки особого значения не имеют.
Для начала нужно определиться с местом выполнения работ, оно должно быть достаточно просторным. С помощью нескольких домкратов понадобится поднять Ниву на вес, произвести демонтаж колёс, затем слить машинное масло из корпуса редуктора в какую-либо ёмкость и снять привод ведущего моста. Для этого достаточно накидным ключом отвернуть все гайки крепления передней крышки к картеру редуктора, снять крышку и прокладку.
Теперь необходимо надёжно и качественно провести операцию по демонтажу полуосей, что без специального съёмника сделать весьма трудно. Металл зажимается на поворотных шлицах, что требует прикладывания больших усилий, которых хватит не у каждого человека. Демонтаж полуосей проводится следующим образом:
- Откручиваются все гайки болтов на пластине крепления подшипника полуоси.
- Фиксируется тормозной механизм. Это можно сделать с помощью болтов или проволоки. Если механизм не закрепить, тормозные трубки могут оторваться.
- Снимается сама полуось. При достаточной сноровке это можно сделать руками, но лучше с помощью съёмника.
Затем необходимо поменять подшипники. Для этого потребуется гидравлический пресс. Он поможет обеспечить посадку обоймы на вал, причём с довольно-таки высокой точностью. Для замены необходимо:
- Отвернуть гайку подшипников ступицы и вынуть втулку. Отвернуть гайку крепления рычага к поворотному кулаку.
- Вынуть ступорную пластину и отвернуть рычаг от поворотного кулака.
- Отсоединив все крепления, разъединить кулак и ступицу с тормозным диском. Вынуть подшипник, предварительно зажав поворотный кулак в тиски. При сборке подшипник одевается с помощью пресса.
После того как при помощи специальных шайб с переменной толщиной будет выполнена регулировка зазоров в главной передаче, можно начинать сборку узла. Регулировку зазоров выполнить довольно сложно, да и специальное оборудование понадобится, но для обеспечения точности можно использовать безмен. Для работы с ним следует намотать один конец шнура длиной 1 м на фланец, а другой закрепить за весы. Потянув устройство в намотке, нужно будет зафиксировать момент проворачивания.
Для того чтобы обеспечить правильную работу редуктора, перед сборкой половин обычно проводится герметизация деталей. При ее отсутствии возможно появление неисправностей в процессе эксплуатации, а также выход определённых запчастей из строя. После нанесения герметика нужно подождать некоторое время, чтобы он застыл. Затем следует залить новое масло в корпус редуктора. Все уплотнительные соединения, которые были повреждены при демонтаже, а также те из них, которые носят следы протекания масла, необходимо полностью заменить на новые. Теперь можно приступать к сборке всех механизмов в обратном порядке.
После завершения всех действий по замене и установке деталей обязательно нужно проверить работу устройств, обеспечивающих торможение автомобиля. Их неисправность может повлиять на безопасность дорожного движения.
Целесообразность такого действия, как блокировка дифференциала на Ниву, зависит от того, зачем она нужна водителю. При необходимости передвижения по труднопроходимым участкам она понадобится. Если же автолюбитель намерен ездить по нормальной асфальтной дороге, то ставить на Ниву самоблокирующийся дифференциал вряд ли стоит. Какой именно самоблок выбрать и куда его поставить, зависит от предпочтений водителя.
Блокировка дифференциала своими руками при желании может быть выполнена в редукторе ведущего моста любого автомобиля. У водителя, который использует свой автомобиль исключительно на дорогах с твердым покрытием, желание заблокировать дифференциал, скорее всего, никогда не возникнет. Другое дело – любители покорять бездорожье.
Дилеры и сервисные центры
50 партнерских магазинов и 7 сервисов в России
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.
Автоматическая или ручная
Только владелец автомобиля должен решать, какую выбрать блокировку: полную или частичную.
Полное блокирование дифференциала может быть ручным или автоматическим.
Частичное ограничение дифференциала функционирует лишь в автоматическом режиме.
Полная блокировка
При таком виде ограничения механизма разница в скорости вращения полуосей не предусматривается, что приводит к возрастанию износа элементов трансмиссии и покрышек на твёрдом дорожном покрытии, а на бездорожье – к пробуксовке. Для управления блокировочным устройством понадобится установка ручного привода.
Ручная блокировка
При ручном ограничении существующий перепад скоростей будет заменён – нужно просто нажать специальную кнопку для активации внешнего источника.
Избирательная система блокирования – сложный механизм с определёнными вариациями. Чтобы внести изменения в работу дифференциала, необходима остановка движения. Когда ограничение отключено, ось ведёт себя нормально и на езде никак не сказывается. Такая блокировка обойдётся недёшево, поскольку потребуется установка отдельной системы для приведения механизма в действие.
Автоматическая блокировка
Автоматическая блокировка будет работать всегда, когда нога водителя находится на педали газа. Это даёт возможность постоянно держать руки на руле и сосредоточиться на вождении. Такое ограничение необходимо настраивать под стиль вождения конкретного человека.
Частичная блокировка
Для водителей не экстремалов вполне хватит частичной блокировки в автомобиле. Такой механизм работает самостоятельно, он лишь частично исключает пробуксовку колёс и оказывает меньшую нагрузку на трансмиссию, чем полная блокировка.
Такое ограничение может быть с использованием фрикционных дисков или косозубых шестерён.
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.
Самоблокирущаяся система
Может быть настроена на необходимый порог включения. Это может быть как небольшая пробуксовка, так и неравномерное распределение крутящего момента среди колес. Такое соединение не является жестким, поэтому не оказывает излишней нагрузки на межосевое соединение.
Устанавливая систему принудительной блокировки на Шевроле Ниву следует помнить, что постоянно включенная система может оказать излишнюю нагрузку на трансмиссию, поэтому стоит включать ее только при преодолении тяжелых участков дороги.
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:
- С пневматическим подключением;
- С электрическим подключением;
- 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.
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.
Какая блокировка лучше
Ответ на этот вопрос зависит от того, какой у вас автомобиль и где вы на нем ездите. Поэтому скажем всего несколько слов об особенностях разных типов блокировок.
- Принудительная ручная блокировка. Преимуществом является полное включение и выключение ее в нужное время и, как следствие, лучшая проходимость транспортного средства. К недостаткам можно отнести необходимость заблаговременного включения и обязательного выключения.
- Автоматическая блокировка. Включение и выключение без участия водителя – безусловное преимущество. Заметная инерционность – ее явный недостаток.
Что выбрать
Задача довольно непростая, учитывая большое разнообразие. Однако при выборе следует учесть несколько факторов.
Для городских условий подойдут: вискомуфта или же дисковые муфты. Относительная дешевизна, надёжность, простота установки и автоматическая работа делают блокировку дифференциалов с использованием червячных шестерён наиболее привлекательной для полноценного бездорожья. Экстремалам можно порекомендовать принудительные полные блокировки.
На видео — обзор пневматической принудительной блокировки:
