Начнем с простейшего, а именно с дифференциала. Что это такое.
Дифференциал переднего моста
Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника (кардан) на два независимых потребителя (полуоси) таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга (колеса проходят различную траекторию), а также дифференциа́л делит момент входного вала (кардан) между выходными валами (полуоси). Простыми словами при повороте путь колеса, которое едет по внутреннему радиусу меньше, чем путь колеса которое едет по внешнему радиусу, и скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше скорости вращения внешнего колеса, так вот диф и распределяет эти скорости через планетарный механизм с любым соотношением скоростей вращения колес. По этому авто спокойно управляется и на прямом участке и в повороте.
Но планетарный механизм имеет минус — планетарка передает крутящее усилие туда, куда легче. То есть когда два колеса едут по асфальту, то усилие распределяется одинаково что на правое что на левое колеса. Но когда одно колесо остается на твердой поверхности, а второе зависает в воздухе, либо в жидком болоте или на льду все усилие планетарный механизм перераспределяет туда, куда легче, то есть на колесо которое зависло в воздухе, в болоте или на льду. А колесо, которое на твердой поверхности усилие крутящего момента не получает.
Самоблокирующийся дифференциал, LSD (Limited Slip Differential — дифференциал с ограниченным проскальзыванием)
Внутри дифа стоят 2 набора фрикционных пластин, которые соединяют корпус дифа и полуоси. При вращении возникает сила трения между пластинами, которая сдерживает возникновению разницы вращения между полуосями (колесами). Но когда сила вращения больше силы трения пластин, вращение, как и в обычной дифе, передается на более легко легко вращаемое колесо. По этому при вывешивании одного колеса трения в LSD не достаточно, чтобы помочь второму колесу.
Hybrid LSD. Этот самоблок устанавливался на MPS, MMS и Challenger.
На этом фото Hybrid LSD в разобранном виде, не МПС, но ничем вообще, кроме размеров не отличается.
В нашем самоблоке, оси сателлитов параллельны полуосям. Сами сателлиты расположены в карманах корпуса. Парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь участвует в процессе блокировки. Если на пальцах, то из-за разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпуса, за счет этого получается усилие, которое обеспечивает частичную блокировку между полуосями. Наш самоблок неплохо справляется лишь в небольшой грязи, песку или на льду.
Проверка наличия и работоспособности LSD механизма
Поддомкрачиваем или вывешиваем задние колеса. Рукой резко крутим одной колесо (в любую сторону), если второе колесо крутиться в обратную сторону с той же скоростью +/-, то дифференциал в мосту стоит обыкновенный. Если второе колесо стоит на месте, еле-еле заметно крутиться в противоположенную сторону или еле-еле заметно крутиться в ту же сторону куда и то колесо которое сильно крутанули — механизм LSD мертвый. А если второе колесо крутиться в ту же сторону, даже с более медленной скоростью, то задний мост с рабочим LSD механизмом.
Блокировка дифференциала
Механизм блокировки превращает диф в обыкновенную муфту, которая жестко связывает полуоси (колеса) между собой. Для полной блокировки в дифе блокируется вращение сателлитов, либо есть блокировки где жестко соединяется между собой чашка дифференциала с одной из полуосей. Реализация блокировки происходит за счет давления — пневматического привода, который управляется из салона подключением компрессора.
Блокировка заднего дифференциала
Блокировка заднего дифференциала для MPS, MMS и Challenger — ARB RD212, старые номера ARB RD25 и ARB RD46.
Более досконально проверить подходит ли эта блокировка на ваше авто можно по следующим характеристикам:
Диаметр заднего дифференциала — 9" (22,86 см)
Количество шлицов на полуоси — 28 (можно считать как со стороны дифа, так и со стороны колеса)
Количество болтов крепления главной пары (ведомой шестерни) — 12 шт.
Передаточное число главной пары — не имеет значение
Количество болтов крепления редуктора к мосту (чулку) — 10 шт. (10 мм)
Стоимость оригинальной ARB блокировки от 1000 до 1400 у.е. в зависимости от комплектации с компрессором или без.
Так же можно приобрести китайский аналог ARB блокировки с маркировкой RD212, RD25 и RD46, со стоимостью 400-500 у.е. + около 200 у.е. доставка из-под Небесной. И по отзывам не уступает оригиналу.
Блокировка переднего дифференциала
Блокировка переднего дифференциала для MPS, MMS и Challenger — ARB RD110.
Точнее проверить подходит ли эта блокировка на ваше авто можно по следующим характеристикам:
Диаметр переднего дифференциала — 8" (20,32 см)
Количество шлицов на полуоси точно такое же как и на задних полуосях — 28 (можно считать как со стороны дифа, так и со стороны колеса)
Как задней, так и передней блокировки можно приобрести китайский аналог ARB с маркировкой RD110, с ориентировочно такой же стоимостью 400-500 у.е. + около 200 у.е. доставка из Китая, которая по отзывам не уступает оригиналу.
Уверенность на бездорожье жесткая блокировка увеличивает в 2 раза, так же как и проходимость вашего авто.
Каждый автолюбитель стремится к тому, чтобы узнать о своем автомобиле как можно больше полезной и важной информации. Естественно, если вы не будете знать, что такое дифференциал, то вы все равно сможете водить машину. Но на этом все и закончится – на большее вы будете не способны, а ведь многие автолюбители предпочитают проводить ремонт своего четырехколесного друга самостоятельно. Более того, у водителей имеется свое собственное негласное сообщество, и вы вряд ли сможете попасть в него, если не будете иметь никакого представления о том, как работает ваш автомобиль. Именно для этого вам нужно изучать абсолютно все мелочи, так как они вам в будущем вполне могут пригодиться.
И в данной статье будет в деталях рассмотрен LSD-дифференциал. Что это такое? Как он работает? Какие у него бывают виды? На все эти вопросы вы найдете ответы в процессе прочтения статьи про LSD-дифференциал. Что это такое? Это первый вопрос, на который хотелось бы найти ответ, но не стоит торопиться. В первую очередь вам стоит узнать, что такое дифференциал в принципе, если вы этого не знаете. Если же эта информация вам уже известна, то вы можете просто освежить свои знания, прежде чем приступать к основной части статьи.
Что такое дифференциал?
Итак, основная тема данного материала – LSD-дифференциал: что это такое, как это работает и так далее. Но сначала вам стоит все же узнать о том, что вообще представляет собой дифференциал. Многие автолюбители уже знают определение этого понятия, но если вам оно все еще неизвестно, то данная информация станет очень важной для вашего дальнейшего изучения темы.
Дифференциал в автомобильной терминологии – это механизм, который составляет часть трансмиссии. Он служит для передачи мощности, однако у него есть одна интересная особенность, из-за которой он и получил такое название. Дело в том, что мощность в дифференциале делится в процессе вращения либо на два дифференциально связанных потока, либо же два потока мощности суммируются в один. Стоит обратить внимание на то, что два потока мощности связаны между собой именно дифференциально, то есть в сумме они дают сто процентов мощности, однако при этом у них нет конкретного показателя. Другими словами, они могут давать как 50 на 50 процентов мощности, так и 70 на 30 процентов, и 100 на 0 процентов и, наоборот, 0 на 100 процентов мощности.
Что ж, это базовая информация, касающаяся дифференциала как такового. Однако тема статьи является немного другой, поэтому стоит перейти к рассмотрению соответствующего вопроса. Тема статьи – LSD-дифференциал, что это такое, как действует этот механизм и какие бывают у него виды. Именно об этом и пойдет речь далее.
Самоблокирующийся дифференциал
Дифференциал повышенного трения LSD является самоблокирующимся, и он внушительно отличается от классического варианта. В чем же заключаются отличия? Дело в том, что при появлении большой разницы скоростей вращения полуосей привода колес включается блокировка, позволяющая разрешить проблему максимально быстро и эффективно. Простейший пример – это буксовка передних или задних колес, именно она стала первоочередной причиной появления необходимости в изменениях в классическом дифференциале. Когда какая-либо из осей начинает прокручиваться из-за того, что колеса не могут преодолеть тот или иной участок дороге, самоблокирующийся дифференциал может стать настоящим спасением.
Естественно, для ровного и гладкого дорожного покрытия вам и не нужна такая блокировка – однако это еще одна причина, чтобы вы больше внимания уделяли теории. Ведь существуют дифференциалы с разными типами блокировки, которые подходят как для различных автомобилей, так и для разных дорожных покрытий и условий. Именно поэтому вам и стоит более внимательно изучить, что представляет собой дифференциал повышенного трения LSD.
Аббревиатура
Вы получили общее представление о том, чем является самоблокирующийся дифференциал LSD, однако, если у вас спросят, что означают эти три буквы, которые указываются в названии, – что вы сможете ответить? На самом деле все довольно просто – расшифровывается эта аббревиатура как Limited Slip Differential, что можно переводить по-разному.
Один вариант уже был указан выше – дифференциал повышенного трения, но часто можно встретить еще один – дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением. Оба варианта являются правильными, и, если вы будете использовать какой-либо из них, вас, скорее всего, поймут. Но гораздо проще, естественно, использовать сокращение LSD, так как оно является универсальным, емким и понятным всем.
Однако это все только теоретические данные – пришло время разобраться с тем, как работает LSD-дифференциал, и начать стоит с его сравнения с классическим аналогом.
Сравнение работы дифференциала LSD с классическим
Классический дифференциал также имеет несколько названий, каждое из которых используется довольно широко. Его могут называть стандартным, открытым и даже свободным – и его отличительной чертой является тот факт, что у него имеется допустимая возможность разницы в угловых скоростях выходных валов. Что это значит? Это значит, что каждый из выходных валов может работать как на сто процентов, так и на ноль процентов. А это, в свою очередь, означает, что один из валов может даже остановиться. Это легко можно заметить при буксовке, когда одно колесо работает на полную мощность, а второе вообще не прокручивается.
Как же с этой проблемой справляется LSD-дифференциал? Принцип работы этого механизма крайне прост – у него имеется система автоматической блокировки, которая допускает разницу мощности двух потоков, однако достаточно небольшую, например, 60 процентов на 40 процентов. Однако, когда эта разница превышает допустимые лимиты, происходит блокировка, которая защищает автомобиль от негативных последствий подобного явления. Работа LSD-дифференциала наиболее заметна во внедорожниках, а также в спортивных автомобилях.
Где используется подобное устройство?
Как вы уже поняли, для каждого вида автомобилей существуют свои дифференциалы и способы блокировки разницы мощностей. Если вы ездите на легковом автомобиле по ровной и гладкой асфальтированной дороге или трассе, вам не нужно заботиться об описанной выше проблеме. Как уже было сказано ранее, наиболее применимым такой дифференциал является во внедорожниках и спортивных автомобилях. Если вы ездите на внедорожнике, то, вероятнее всего, вам приходится передвигаться по пересеченной местности, где велика вероятность того, что ваша машина начнет буксовать. И чтобы этого избежать, как вы уже поняли, вам нужна качественная блокировка дифференциала.
LSD-версия идеально для этого подходит, равномерно распределяя потоки мощности и не допуская того, что один вал получает всю мощность, а другой остается неподвижным. Примерно то же самое происходит и в том случае, когда вы ездите на спортивном автомобиле. Однако в данном случае ваша цель не справиться с пересеченной местностью, а одолеть асфальт на старте.
Если вы хотя бы раз видели, как легковая машина стартует на больших оборотах с места, вы точно заметили, что колеса на старте прокручиваются – это происходит как раз из-за слишком высокой разницы в потоках мощности. Самоблокирующийся дифференциал понижает эту разницу до допустимого минимума, тем самым минимизировав и прокрутку колес на старте при больших оборотах. Так что, к примеру, LSD-дифференциал Subaru гоночной модели будет стремиться к тому, чтобы максимально ограничить разницу между потоками мощности, но при этом без ущерба к общим показателям автомобиля.
Принцип работы
Вы уже успели получить общее представление о том, как работает подобный дифференциал, однако стоит остановиться отдельно на этом моменте. Ведь принцип работы – это то, что является самым главным пунктом во всем понимании устройства. Итак, данный механизм изначально работает точно так же, как и классический, – мощность подается по двум каналам, однако при этом существует заводской предел разницы этих двух мощностей, который может быть достигнут в процессе движения.
В итоге, когда случается непредвиденная ситуация и мощность одного потока начинает сильно превышать мощность другого, срабатывает та самая блокировка. В результате происходит перераспределение мощности, а точнее сброс ее до стандартного распределения, то есть 50 на 50 процентов. Нормализация крутящего момента позволяет вам выйти из затруднительной ситуации. И в современных моделях дифференциала блокировка остается активной до тех пор, пока ситуация не придет в норму, то есть пока контакт с дорогой не будет полностью восстановлен.
Виды LSD-дифференциалов
Как уже стало вполне понятно, эти механизмы являются далеко не единственными в мире автомобилей. Однако сами они также подразделяются на виды, которые вам также стоит рассмотреть более детально. Итак, основных видов имеется только два, но зато работают они совершенно по разным принципам. Первый представляет собой конструкцию, которая основывается на чувствительности к разнице скоростей, в то время как вторая – на чувствительности к разнице в передаче крутящего момента. Однако действительно ли так велико отличие, чтобы уделять этому особое внимание? Пришло время об этом узнать.
Разница между LSD-дифференциалами
Итак, если перед вами стоит выбор между двумя механизмами, один из которых активирует блокировку в зависимости от разницы скоростей, а другой – в зависимости от разницы крутящего момента, какой из них вам стоит выбрать?
Стоит знать о том, что первый вид является гораздо более популярным, он используется в большинстве автомобилей, на которых установлен LSD-дифференциал. Поэтому все же стоит делать выбор в пользу него. Причин имеется целых две. Первая заключается в том, что дифференциал работает благодаря конструкции на основании вискомуфты – довольно простого механизма, который производить легко и недорого. Поэтому и цена на такой дифференциал будет более низкая, в то время как механическая блокировка второго типа является более дорогостоящей в производстве и, соответственно, обойдется дороже при покупке.
Вторая же причина заключается в простоте и неприхотливости вискомуфты – вам вообще не придется о ней заботиться, а если с ней что-то и случится, то ремонт будет простой и недорогой. Если же рассматривать второй вид дифференциала, то конструкция там является довольно сложной, имеет большое количество деталей, так что ремонт LSD-дифференциала будет трудным и дорогостоящим.
Дифференциалы, чувствительные к разнице скоростей
Теперь пришло время более внимательно рассмотреть оба эти вида, так как у них также существует свое деление – как видите, этот вопрос оказывается далеко не таким простым, каким мог показаться изначально.
Итак, первый вариант механизмов, основанных на чувствительности к разнице скоростей, – это вязкостный дифференциал. Вам необходимо очень тщательно подбирать масло для LSD-дифференциала такого типа, так как здесь важную роль играет силиконовый гель, который не должен смешиваться с маслом. Для этого также вискомуфта, то есть основной резервуар этого устройства, делается герметичным.
Собственно говоря, именно из-за геля и получается одно из важнейших преимуществ такого типа дифференциалов – они очень плавно работают из-за изменений свойств этого геля. Благодаря ему исчезает ступенчатость, которая является проблемой многих коробок передач. А учитывая тот факт, что сейчас автомобильная промышленность направлена в основном на повышение комфорта водителя и пассажиров, это свойство оказалось очень важным.
Однако не стоит думать, что этот тип дифференциала является идеальным – у него имеются и свои недостатки. Например, работа здесь выполняется за счет давления жидкости, в результате чего теряется часть энергии, и, соответственно, повышается расход топлива. Также не стоит забывать, что такой механизм очень чувствителен к высоким нагрузкам, так что при каждой сильной буксировке его эффективность будет падать. Ну и, конечно же, масло для LSD-дифференциала, о котором речь шла уже выше, должно быть высокого качества, так как вискомуфта имеет повышенную чувствительность к уплотнениям.
Однако существует и еще один вид дифференциалов, чувствительных к разнице скоростей – они работают на основе герторного насоса. Это относительно недавняя технология – точнее, она начала получать развитие вместе с компьютерным прогрессом, так как герторным насосом водитель может управлять самостоятельно в современных автомобилях. Ожидается, что в ближайшее время именно такой тип станет самым популярным – он устанавливается, например, на всех автомобилях Toyota. Но не забывайте о том, что вам теперь нужно тщательно выбирать масло для LSD. Дифференциал Toyota и других марок, которые используют данную технологию, является чувствительным к нему.
Дифференциалы, чувствительные к разнице в передаче крутящего момента
Ну и второй тип, как вы уже знаете, является чувствительным не к разнице скоростей, а к передаче крутящего момента. Естественно, конструкция этого механизма разительно отличается – чаще всего на рынке встречаются механические дифференциалы червячного типа. Принцип их работы заключается в обеспечении автоматической блокировки в том случае, если разница крутящих моментов у корпуса и у приводного вала превышает допустимую норму. В результате если эта разница повышается до недопустимых показателей, то происходит автоматическое перераспределение крутящего момента.
Стоит обратить внимание на то, что блокировка происходит не полная, то есть она зависит именно от того, какова разница между крутящим моментом корпуса и приводного вала. Часто это бывает задний дифференциал LSD – это означает, что он устанавливается не на переднем, а на заднем мосту автомобиля.
Можно встретить два самых популярных подвида этого механизма – торсен и квайф. Первый образовался непосредственно от двух английских слов, torque и sensing, которые переводятся как «крутящий момент» и «чувствительный» соответственно.
Что ж, теперь вы знаете практически все, что необходимо знать о таком механизме, как дифференциал LSD. Toyota, BMW, Mercedes и все ведущие марки автомобилей сейчас практически всегда комплектуются именно такими устройствами, потому что на данный момент они являются наиболее эффективными.
Добрый день, коллеги!
В данной статье кратко расскажу о самоблокирующихся дифференциалах LSD, а также о трансмиссионных маслах, которые я заливаю в редуктор заднего моста своего KIA Sorento, оснащенного таким дифференциалом.
Как известно, применяемый в редукторах автомобилей обычный, так называемый "открытый" или "свободный" дифференциал, имеет существенный недостаток, при проскальзывании одного из ведущих колес, он перераспределяет крутящий момент на это колесо, что обездвиживает буксующий автомобиль. Наверное, многие из вас видели такую картину, особенно зимой, когда одно из ведущих колес беспомощно буксует, а другое колесо не вращается, хотя и находится на менее скользкой поверхности.
Для устранения этого недостатка, инженеры внедряют в конструкцию трансмиссии различные блокировки. Блокировки могут быть как межосевыми (для полноприводных автомобилей), когда блокируется связь между осями колес, так и межколесными (для автомобилей с любым приводом), когда блокируется связь между колесами на одной оси. При этом, заблокированные колеса вращаются синхронно, вне зависимости от сцепления с дорожным покрытием, что часто позволяет автомобилю самостоятельно выбраться из дорожного плена.
Помимо жесткой ручной блокировки, также существуют различные виды автоматических блокировок. К ним относятся системы автоматического распределения крутящего момента между осями автомобиля, а также автоматические межколесные блокировки.
Автоматические блокировки, как межосевые, так и межколесные, часто реализуются в виде самоблокирующегося дифференциала той или иной конструкции. Часто его называют дифференциалом повышенного трения, или, в английском варианте, LSD (Limited Slip Differential — дифференциал с ограниченным проскальзыванием).
Вы, наверное, ранее уже слышали такие слова, как Haldex (Халдекс), Torsen (Торсен), Quaife (Квайф). Эти устройства используют механическую связь для перераспределения момента между источником момента и его потребителями (винтовые дифференциалы, многодисковые сцепления и др.). Также, для перераспределения момента может использоваться гидравлическая связь — вязкостная муфта (вискомуфта), а также многодисковая фрикционная муфта. Это все разновидности автоматических блокировок.
Наличие блокировок позволяет существенно повысить проходимость автомобиля. Как правило, жесткими блокировками оснащены серьезные внедорожники, а в более "гражданских" автомобилях (например, кроссоверах), чаще распространены автоматические блокировки.
В редукторах ведущих осей автомобиля, дифференциал LSD применяется в качестве автоматической межколесной блокировки. На покрытии с хорошим сцеплением, когда колеса не проскальзывают, он работает как обычный дифференциал. При проскальзывании одного из колес, дифференциал LSD автоматически блокируется, что повышает проходимость автомобиля.
Принцип действия LSD дискового типа хорошо продемонстрирован на видео:
Устройство такого дифференциала "вживую" можно посмотреть в этом видео (с 7:00):
Подробнее о самоблокирующихся дифференциалах можно посмотреть по ссылкам:
Часто мне задают вопрос, как выяснить, есть ли межколесный LSD в редукторе. Иногда наличие LSD указывается в спецификации к автомобилю, но можно попытаться определить его и самостоятельно. Обращаю внимание, что данный метод не универсальный и не 100% надежный, гораздо надежнее все-таки знать свою комплектацию.
Для определения, оснащен ли редуктор дифференциалом LSD, необходимо вывесить колеса этой оси и на нейтральной передаче покрутить одно из колес. Направление вращения вроде как любое, но обычно вращают по ходу движения.
— Если второе колесо при этом вращается в противоположную сторону с примерно той же скоростью, то LSD нет.
— Если второе колесо уверенно вращается в ту же сторону, LSD есть и он исправен.
— Если второе колесо остается неподвижным или еле вращается в любую сторону, то LSD есть, но он либо изношен, либо неисправен.
Для примера, см. видео, на данном автомобиле нет LSD (c 1:05):
Перейдем к маслам, применяемым для смазывания самоблокирующихся дифференциалов LSD. Не будем рассматривать вискомуфты, так как они, как правило, заправлены специальной силиконовой жидкостью на весь срок службы.
В автоматических блокировках с многодисковым сцеплением может применяться ATF — жидкость для автоматических трансмиссий. Примером может служить межосевая раздаточная коробка TOD производства BorgWarner, устанавливаемая на автомобили KIA Sorento, KIA Mohave, Huyndai Terracan. Спецификация применяемой ATF указывается в спецификации к автомобилю.
В самоблокирующихся дифференциалах, как правило, применяются трансмиссионные масла, разработанные специально для LSD. Их можно отличить по буквам LS или словам Limited Slip в названии масла. Если в какой-либо комплектации автомобиля применяется LSD, требуемый тип масла также будет указан в спецификации (рис.2).
При обслуживании своего KIA Sorento, в редукторе заднего моста которого применен LSD, я использую несколько таких масел:
1. Mobil Mobilube Syn LS 75W-90 GL-5. Сейчас это масло практически не встречается в продаже, скорее всего, снято с производства.
2. Mobil Delvac 1 Gear Oil LS 75W-90 GL-5. Предполагаю, что это масло пришло на смену предыдущему.
3. Castrol Syntrax Limited Slip 75W-140 GL-5.
4. Mannol MaxPower 4×4 75W-140 GL-5 LS.
Внешний вид канистр и описание см. на фото ниже.
PS. Иногда встречаю информацию, что в дополнение к маслам LS существуют отдельно некие присадки в масло, но я лично их не использую, поэтому здесь их не рассматриваю.
Всех с наступающим Новым Годом-2018, до новых встреч!
