заваренный дифференциал что это
Заваренный дифференциал на бездорожье: плюсы и минусы
Честный полный привод является залогом высокой проходимости автомобиля или другой техники. Но вот реализуется он практически всегда с применением межосевых и межколесных дифференциалов, а на кроссоверах так вообще используются вискомуфты, которые не подходят для полного бездорожья. Принцип работы дифференциала упрощенно выглядит так: крутящий момент передается туда, где легче провернуть ось или колесо. Сделано это преимущественно для улучшения управляемости, особенно в поворотах, когда колеса вынуждены вращаться с разными угловыми скоростями. Но вот на бездорожье наличие дифференциала способствует ухудшению проходимости из-за того, что крутящий момент передается колесу, имеющему наихудшее сцепление с поверхностью. И если межосевой дифференциал часто имеет возможность блокировки, как на той же Ниве, то межколесный редко отличается такой полезной функцией, за исключением, разве что, некоторых дорогих внедорожников.
«Электродуговая» блокировка дифференциала
Почти на любой внедорожник в продаже можно найти самоблокирующиеся и принудительно блокирующиеся дифференциалы. Их конструкция может быть различной, соответственно выбор довольно разнообразным, особенно на массовые внедорожники, такие как Нива, УАЗ, Toyota Land Cruiser, Mitsubishi Pajero и прочие. Но самым бюджетным и простым способом заблокировать любой дифференциал является его заварка. Просто с помощью сварочного аппарата привариваем сателлиты к осевым шестерням и получаем постоянно заблокированный дифференциал.
Электродуговая блокировка дифференциала
Такой подход часто используют любители дрифтинга и бездорожья. Заваренный редуктор позволяет равномерно распределить крутящий момент между колесами, тем самым значительно повысив проходимость автомобиля. Но есть и обратная сторона, заблокированный мост существенно ухудшает управляемость, поэтому использовать такой автомобиль на дорогах общего пользования опасно.
Плюсы и минусы заваренного редуктора на бездорожье
В статье про трицикл из мотоцикла Урал я говорил, что дифференциал в жигулевском мосту заварен. Но позже туда был установлен обычный дифференциал. Разница почувствовалась сразу.
Перевернутый жигулевский мост на трицикле
Итак, перечислим основные достоинства заваренного дифференциала на бездорожье:
На этом достоинства «электродуговой» блокировки моста заканчиваются, а недостатков у нее не меньше.
Вывод
Заметного ухудшения проходимости после установки на трицикл обычного дифференциала не наблюдалось. Даже на скользкой поверхности «гребут» обычно два колеса. Только если сцепление с поверхностью у колес заметно различается, тогда блокировки действительно не хватает. Зато управляемость заметно улучшилась, что позволило виртуозно маневрировать в сложных ситуациях. А это, как я считаю, гораздо важнее. Конечно, блокировка бы не помешала, но только автоматическая или подключаемая вручную. Но не постоянная.
Еще нужно учесть, что перечисленные плюсы и минусы заваренного моста ярко проявляются при использовании его на трицикле. Т.е. если, скажем поставить заваренный мост на автомобиль, у которого база гораздо больше, то управляемость ухудшится не так сильно. А если он еще и полноприводный, то этот эффект будет еще менее заметен. Но лучше все таки потратиться на самоблоки или принудительные блокировки, если речь идет об автомобиле, который будет использоваться не только для бездорожья, но и для повседневных поездок по городу.
Заварка или блокировка?
Привет!
Сегодня речь пойдет о доработке трансмиссии автомобиля, а именно про дифференциал. Постараюсь уложиться в небольшой, но опять же интересный и, возможно, полезный пост с достаточным заделом на дискуссию. Однако подробную матчасть сегодня опущу, в сети полным полно статей касательно дифференциалов, блокировок и т.п.
Еще в середине осени, когда только начинало холодать, я безумно грезил мыслью заварить редуктор, чтобы раздать бочком зимой, потому что заднеприводная машина ну просто не давала покоя мне) Но все что ни происходит — все к лучшему.
Выделил денек, тогда еще в гараже стояла двинашка и все телодвижения с пятеркой приходилось делать на улице напротив бокса, и начал снимать редуктор, чтобы его заварить.
Сам пациент (редкутор) был благополучно извлечен из моста и отмыт для дальнейшей заварки.
И дальше начинается пособие, как делать НЕ НУЖНО! А именно, я по своей неопытности решил, что если закинуть металлическую пластину между сателлитами, то заварка будет надежнее, чем если просто между собой сварить сателлиты. С одной то стороны это верно, но ошибка заключалась в том, что нельзя пластину эту класть между сателлитами, а необходимо это делать поверх них, где-то по средине или у основания зубьев, иначе, при дальнейшей сборке, полуоси попросту упрутся в эту пластину и не зайдут до конца на свои посадочные места.
Конечно, все это дело лечится. Достаточно просто укоротить на пол сантиметра полуоси со стороны шлицов, и тогда все станет на свое место как по заводу.
Я же этого не знал и собрал так как было и дальше началось самое интересное. Начали вылазить все косяки))
А именно, при моем плохом электричестве в гараже очень сложно было подобрать оптимальный режим сварки, поэтому при заварке дифа я достаточно сильно перегрел его, в следствии чего сбилась настройка главной пары и зазора подшипников, и редуктор начал гудеть довольно сильно. Полуоси, которые не до конца вошли и не сели на свои места начали потихоньку пропускать масло с редуктора.
В итоге проездив ровно неделю на заварке, особенно по сухой погоде, я очень разочаровался в ней и начал искать варианты, как лучше и на что ее заменить. Готовых вариантов для жигулей не так много, финансов тем более, поэтому самым оптимальным вариантом для ежедневной езды оказалась именно винтовая, она же червячная блокировка от Autosprinter. Дисковые было исключены сразу из-за большого бюджета и трудности в обслуживании, хотя для спорта, больше подходят именно они.
Теперь немного полезной информации: для тех кто думает, что ValRacing это круто и стоит переплачивать, сразу скажу что нет)) Внутренние комплектующие все делаются на том же заводе Autosprinter, только корпуса свои, а переплачивать только за известное имя — это уже воля каждого.
Касательно преднатяга решил взять именно 7кг, поскольку после обкатки он падает обычно на 1-1,5кг.
В замене самого дифференциала так же особых проблем не замечено, разве что сложность вызвала настройка зацепления главной пары и выставление рабочего зазора у подшипников, но гайды на ютубе по этому поводу есть.
Стоит отметить, что ради этой процедуры прикупил себе динамометрический ключ и всю сборку проводил именно по мануалу с требуемым усилием затяжки каждого узла. К тому же вещь считаю очень нужной и пригодится еще не раз это точно.
Теперь по традиции выводы, особенно после некоторого опыта и продолжительного времени размышлений над вопросом, что же лучше.
Заварка: определенно имеет место на существование, поскольку дает стопроцентрую блокировку как и спул (или по-другому коэффициент блокировки 1), применима либо непосредственно только зимой, либо для спортивного автомобиля. Для городской езды требует определенной привычки и адаптации, лично мне было слишком дискомфортно на ней ездить по сухой дороге. Определенно лучше и легче срывает автомобиль в занос.
Блокировка: считаю неотъемлемой частью трансмиссии автомобиля, хотя бы винтовые необходимо устанавливать с завода. Запчасть из разряда мастхэв для жигулей. По сравнению с открытым дифференциалом одни плюсы. Коэффициент блокировки 0.7-0.8, что в свою очередь очень положительно сказывается на дороге неравномерным или плохим зацепом. Простота конструкции, легкость в обслуживании и небольшая стоимость полностью оправданы. Из недостатков отмечу необходимость выставления преднатяга хотя бы раз в год, так как он довольно быстро проседает. Определенно рекомендую!
Зачем заваривают редуктор на заднем приводе?
Заварка является самым дешёвым видом блокировки. Зачастую используется в автоспорте. Реже в обычном гражданском автомобиле.
Как и различные виды блокировок заставляют крутиться оба колеса одновременно, также происходит в случае с заваркой. Но есть нюанс здесь они будут крутиться одинаково постоянно ( и на сброс газа и на разгон). Из-за того, что между собой завариваются сателлиты.
А на некоторых блокировках можно выставлять преднатяг для разных покрытий, и тогда при спокойной езде блокировка будет вести себя как открытый дифференциал. Но ценник таких блокировок достаточно высок.
Таким образом, теперь на оба колеса идёт одинаковое вращение. Зачастую заваривается редуктор с полным разбором, но это необязательно, для того чтобы потом не регулировать пятно контакта главной пары и подшипники. Но тогда нужно следить, чтобы окалина от сварки не попала в подшипники и от нагрева корпуса не сгорели сальники.
После заваривания сварочный шлак нужно тщательно очистить и продуть редуктор. Первые несколько десятков километров желательно пару раз сменить масло.
Для изготовления надёжной заварки рекомендуется положить между сателлитами болты крест на крест, как это сделано на фото выше. Если не прибегать к такому усилению и просто сварить сателлиты, то при езде по сухому покрытию на моторе с достаточной мощностью, их попросту провернёт и редуктор придёт в негодность полностью.
Самый надёжный способ сделать заварку, изготовить крышки для сателлитов в виде пластин, а затем обварить. В этом случает гарантированно сателлиты никуда не денутся. И самое плохое, что может случиться с редуктором в этом случае-это лопнет его корпус.
Как и у любого внесения изменений в конструкцию автомобиля, у заварки есть плюсы и минусы.
Из плюсов можно выделить:
1. Низкая стоимость по сравнению с покупными блокировками. Для начинающего в дрифте самое то, чтобы понять как управлять автомобилем в заносе.
3. Если используется в гражданском автомобиле увеличивается проходимость. У нас например чистят дороги только вокруг администрации, и на главных улицах. При сильных снегопадах ( которые у нас очень часто) из двора на заднем приводе вы просто не выберетесь.
1. Проблемность парковки на маленьких площадях с сухим покрытием из-за увеличения радиуса разворота. Так как внутренне колесо в повороте вращается теперь с той же скоростью, что и наружное.
2. При неумелом использовании в гражданском автомобиле гарантирован неконтролируемый снос задней оси.
3. При езде в дрифтовых дисциплинах, автомобиль с заваркой в заносе всегда стремится наружу поворота, что не всегда позволяет должным образом управлять им. А также имеет ярко выраженное замедление под сброс газа, чего нет на других блокировках.
Также есть несколько мифов о заварке:
1. Увеличивается износ резины. Но если вы знаете для чего вам нужна заварка, то о резине вы будете переживать в последнюю очередь. Да и я отъездил на заварке по сухому асфальту несколько месяцев и особого износа я не заметил. Мало мощным автомобилям это не грозит.
А если у вас машина мощностью от 300 лошадей, то и без заварки износ будет увеличенный.
2. Машина, постоянно, в любом повороте едет боком. Это тоже не верно, на сухом покрытии, автомобиль при спокойной езде ведёт себя так же как и на открытом дифференциале.
Снос начинается на покрытиях с низким сцеплением: снег, грязь, мокрый асфальт, песок. И при определённых условиях управления (резкий газ, контрсмещение кузова). Но здесь опять же, нужно понимать для чего вам заварка. И если говорить из своего опыта, то я не испытывал подобных проблем.
3. Редуктор умрёт через несколько тысяч км. Это враньё. При должном исполнении такой редуктор будет ходить долго.
Я заварил лично несколько редукторов( на жигулях, тоётах, ниссанах), некоторые из них уже ездят не один год и всё в порядке.
Также советую завариваться на гражданской машине только при наличии запасного редуктора. Чтобы поменять заварку на обычный редуктор в случае если вас что-то не устроит. Ну и конечно же взвесьте все за и против прежде чем завариваться, и решите для чего будете использовать автомобиль.
Дифференциал. Блокировки. Заварка)
Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга. Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.
Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами. Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду). В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса. Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.
В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой. Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста. Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).
Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.
Максимально понятные видео про принцип работы дифференциала. Жаль что не на русском.
1. Полная (100%-я) ручная блокировка.
При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. Такая блокировка как правило реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов.
Включать подобного рода блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле. Пользоваться ими надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники.
2. Теперь мы поговорим с вами о самоблокирующихся дифференциалах. Так называемых Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «проскальзыванием» (одной полуоси относительно другой).
2.1 Самоблокирующиеся дифференциалы с гипоидным (червячным или винтовым) и косозубым зацеплением (Более известные как Торсен)
2.1.1 Type — 1
производит компания Zexel Torsen.
Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси крутящих моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте. Как только одна из полуосей начинает буксовать и крутящий момент на ней падает, гипоидные пары «полуось/сателлит» начинают вращаться и расклиниваться, создавая трение с чашкой дифференциала и друг с другом, что приводит к частичной блокировке дифференциала. За счет момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу отстающей полуоси. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне распределения крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.
Схема работы Торсена T-1:
2.1.2 Type — 2
Автором второго типа является англичанин Rod Quaife.
В данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки (на картинке слева). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и.т.д. А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства. Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший коэффициент блокировки, однако они более чувствительны к разнице передаваемого момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1).
Принцип работы Торсен T-2:
2.1.3 Type — 3
Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов.
Как и во втором типе, в данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение крутящего момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71. В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки обеспечивает 20-30% перераспределение передаваемых на полуоси моментов. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.
2.2 Автоматическая блокировка с использованием Вискомуфты в качестве «Slip Limiter».
В этом случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой — к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать ощутимо больший момент и более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки. По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и отключению блокировки. Данная схема применяется для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор. (Схема на картинке) Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя.
2.2 Speed sensitive differentials
Это то что мы привыкли называть именно LSD или Дифференциал повышеного трения (Хотя под это понятие попадают все самоблоки).
Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин.
Полуоси находятся в скользящем зацеплении с одной группой дисков (на картинке диск «В»), а корпус дифференциала с другой (на картинке диск «А»). Ось сателлитов заключена в камеру, созданную парой нажимных колец. Нажимные кольца находятся в скользящем зацеплении с корпусом. Передача момента от двигателя к полуосям происходит через распорные кольца, посредством зацепления дисков «А» с дисками «В». При появлении крутящего момента ось сателлитов «распирает» нажимные кольца, которые в свою очередь прижимают диски «В» к дискам «А». Таким образом, обе полуоси ведущего привода равномерно распределяют момент между колёсами. Степень прижима (блокировки) зависит от величины переданного двигателем крутящего момента. Этот эффект ограничивает проскальзывание разгруженного в сильном повороте колеса. Обеспечивая блокировку при ускорении и торможении, дифференциал повышенного терния работает как обычный при отсутствии передаваемого двигателем момента.
Виды дифференциалов повышенного трения (1 way, 1.5 way и 2 way)
Многие производители дифференциалов повышенного трения делят свою продукцию в соответствии с режимом работы на 1 way, 1.5 way и 2 way. Это деление зависит от вида разреза в камере под ось сателлитов. Форма разреза непосредственно влияет на работу LSD. 1 way означает, что из-за формы разреза блокировка дифференциала происходит только при ускорении. Дифференциал с индексом 2 way блокируется как при ускорении, так и при торможении. Дифференциал 1.5 way также как и 2 way блокирует и при ускорении и при замедлении, но блокировка при замедлении имеет более «мягкий» характер. Этот тип обеспечивает «щадящую» блокировку при торможении и лучше всего подходит для новичков, и менее эффективен, чем 2 way в профессиональном автоспорте.
Несколько видео про LSD, более понятных видео на просторах интернета найдено не было, если кто поделиться, буду благодарен.
2.3 Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.
Наименее интересные для нас самоблоки, так как имеют малое отношение к тюнингу и автоспорту.
Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте.
Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и. т. п.)
2.4 Заварка) Или тупо завареные сателиты)
Этот вариант для тех, у кого нет денег на самоблокировку, но очень хочется ездить боком, дрифтить и прочее)
Делается все это достаточно просто, нужен лишь хороший сварщик.
Для начала снимаем редуктор с авто. Далее разбираем и достаем сам дифф.