Блокировка дифференциала

Арб-блокировка

Блокирующий дифференциал - это механический компонент, обычно используемый в транспортных средствах , предназначенный для преодоления главного ограничения стандартного открытого дифференциала путем по существу «блокировки» обоих колес на оси вместе, как будто на общем валу. Это заставляет оба колеса повернуться в унисон, независимо от тяги (или его отсутствия), доступного для любого колеса индивидуально.

Когда дифференциал разблокирован (открытый дифференциал), он позволяет каждому колесу вращаться на разных скоростях (например, при ведении переговоров по поводу), что избегает потертости шин. Открытый (или разблокированный) дифференциал всегда обеспечивает один и тот же крутящий момент (вращательная сила) каждому из двух колес на этой оси. Следовательно, хотя колеса могут вращаться на разных скоростях, они применяют одинаковую силу вращения, даже если кто -то является полностью стационарным, а другое вращение (равный крутящий момент; неравная скорость вращения).

Напротив, заблокированные дифференциальные силы как левых, так и правых колес на одной и той же оси, чтобы вращаться на одинаковой скорости почти при всех обстоятельствах, независимо от силовых различий на любом колесе. Следовательно, каждое колесо может применить столько сил вращения, сколько позволяет тяга под ним, и крутящие моменты на каждом боковом вале будут неравными. (Неравный крутящий момент, равные скорости вращения). Исключения применимы к автоматическим шкафчикам, обсуждаемые ниже.

Заблокированный дифференциал может обеспечить значительное преимущество в тяге по открытой дифференциале, но только тогда, когда тяга под каждым колесом значительно отличается.

Все вышеперечисленное относится как к центральным дифференциалам, так и к тем, которые на каждой оси: полный рабочий день транспортные средства имеют три дифференциала, по одному на каждой оси и центральный (называемый «корпус передачи») между фронтом и задние оси.

Приложения

Педали ног, управляющая фиксирующей дифференциалом на Kubota B6200. Установка на этом педали блокирует задний дифференциал. Левый рычаг включает в себя переднюю ось , а правая - выбор между высокой и низкой скоростью.

• Некоторые коммунальные машины, такие как эвакуаторы , вилочные погрузчики , тракторы и тяжелое оборудование , используют фиксирующие дифференциалы для поддержания тяги, особенно при вождении на мягких, грязных или неровных поверхностях. Шкафчики распространены в сельскохозяйственном оборудовании и военных грузовиках. На некоторых сельскохозяйственных тракторах есть педаль, которую можно наступить на пятке оператора, чтобы заблокировать дифференциал по мере необходимости.
• Дифференциальная блокировка также может быть использована в спорте дрейфа в качестве альтернативы дифференциалу с ограниченным скольжением.
• Транспортные средства с полным приводом , которые едут по бездорожью, часто используют фиксирующий дифференциал, чтобы не застрять при езде на свободной, грязной или скалистой местности. Дифференциалы блокировки считаются важным оборудованием для серьезного вождения по бездорожью. Многие такие транспортные средства имеют фиксирующий дифференциал на центральном дифференциале (между передними и задними осьми), задний дифференциал и передний дифференциал, или любая комбинация любого из трех. Дифференциальные блокировки также используются на некоторых четырехколесных транспортных средствах (таких как Shogun Mitsubishi ), чтобы компенсировать относительное отсутствие артикуляции оси (вертикальное движение колеса). Большое количество артикуляции желательно для вождения по бездорожью, чтобы позволить колесам поддерживать контакт на земле над неровными поверхностями, но это может привести к чрезмерным сдвигам тела на высоких скоростях на дороге, а также смутным рулевое управление. Такие 4х4 часто имеют подвесные системы, разработанные как компромисс между артикуляцией и обработкой. Если артикуляция ограничена, одно колесо на оси может быть поднято с земли на грубой местности, тем самым теряя все тяги ко всем колесам (вся мощность идет на поднятое колесо, которое свободно вращается). Задний фиксинг дифференциал часто поставляется, чтобы компенсировать этот компромисс - если колесо поднимается с земли, может быть активирован фиксирующий дифференциал, управляя колесом, которое остается на земле.

Типы

Автоматические шкафчики

Автоматические шкафчики блокируют и разблокируются автоматически без прямого ввода от драйвера. Некоторые автоматические конструкции по дифференциации блокировки гарантируют, что мощность двигателя всегда передается обоим колесам, независимо от условий тяги, и «разблокируется» только тогда, когда требуется одно колесо, чтобы вращаться быстрее, чем другое во время поворота. Они будут более правильно названы автоматическими дифференциалами разблокировки, потому что их позиция At-Rest заблокирована. Они никогда не позволили бы колесо вращаться медленнее, чем дифференциальный носитель или ось в целом, но позволит колесо быть переполненным быстрее, чем скорость носителя. Наиболее распространенным примером этого типа будет Детройтский шкафчик, сделанный Eaton Corporation , также известный как Detroit No-Spin, который заменяет всю сборку дифференциального носителя. Другие, иногда называемые шкафчиками для ланч -боксов , используют дифференциальный носитель склада и заменяют только внутренние шестерни и валы на сплетницах. Оба типа автоматических шкафчиков позволят получить степень дифференциальной скорости колес при повороте углов в условиях равной тяги, но в противном случае будут блокировать оба валы оси вместе, когда условия тяги требуют этого.

• Плюсы: Автоматические действия, отсутствие остановки для участия или разъединения не требуется при изменении дорожных условий.
• Минусы: увеличение износа шин и заметное влияние на поведение вождения. Во время поворота, какая наполовину оси не связана, зависит от направления крутящего момента, приложенного трансмиссией. Когда направление крутящего момента изменяется, скорость трансмиссии внезапно вынуждена перейти от внутренней к внешней оси, сопровождаемой щебетом шин и сильным придурком. Во время поворота автоматический шкафчик характеризуется тяжелой недостаточной поворачиванием, которая мгновенно переходит на перевод, когда тяга превышает.

Некоторые другие автоматические шкафчики работают как открытый дифференциал до тех пор, пока не столкнется скольжение колеса, а затем они блокируются. Эти типы обычно используют внутренний губернатор для контроля скорости транспортного средства и проскальзывания колес. Примером этого является автоматическое дифференциал Eaton Automatic Bocking (ALD) или автоматическая дифференциальная блокировка Eaton (ADL), разработанная корпорацией Eaton и представленная в 1973 году для закругленных серии GM -серии C/K . Eaton ADL иногда неправильно называют правительством, несмотря на то, что ни ГМ, ни Итон никогда не называют это с таким именем. Gov-Lok-это довольно неофициальное название неизвестного происхождения , которое завоевало популярность на протяжении многих лет. И Итон, и GM не знают, откуда поступило название, и Итон в прошлом предпринял несколько неудачных попыток развенчать имя правительства. Обновленная версия старого дизайна Eaton ADL по -прежнему доступна от Eaton, теперь известная как Mechanical Difficial Lock Eaton Mlocker.

Некоторые другие автоматические шкафчики работают как открытый дифференциал до тех пор, пока не будет применен высокий крутящий момент, и в этот момент они блокируются. В этом стиле обычно используются внутренние системы передач с очень высоким трениями. Примером этого являются раздвижные штифты ZF и тип кулачков, доступные для использования в ранних Volkswagens.

Выбираемые шкафчики MRT

Dodge Power Wagons оснащены спереди и задней выбираемой блокирующими дифференциалами

Выбираемые шкафчики позволяют водителю блокировать и разблокировать дифференциал по желанию с сиденья водителя. Это может быть достигнуто во многих отношениях.

• Сжатый воздух ( пневматика ).
• Кабельный механизм, используемый на «шкафчике быка».
• Электронные соленоиды и ( электромагнитика ), такие как «Elocker» Итона. Тем не менее, производители также начинают предлагать электронные шкафчики. Электрический шкафчик Nissan Corporation можно найти в качестве дополнительного оборудования на границе (Navara), Xterra и Titan. Ford предлагает электронный задний шкафчик на серии F и Ranger Trucks, а также Fullsize Bronco. Toyota в настоящее время предлагает задний электронный блокировщик на Tacoma, 4runner и Tundra (2022+) (TRD Offroad и TRD Pro Prirm прошлое.
  • Плюсы: позволяет дифференциалу выступать в качестве «открытой» дифференциала для улучшения управляемости и маневренности, и обеспечивает полную блокировку, когда он желателен или необходим.
  • Минусы: механически сложные с большим количеством частей для провала. Некоторые шкафчики требуют, чтобы автомобиль остановился на помолвке. Требует взаимодействия человека и дальновидного мышления в отношении предстоящей местности. Неквалифицированные водители часто оказывают огромное напряжение на компоненты трансмиссии, оставляя дифференциал в заблокированной операции на местности, не требующий шкафчика.

Катушка

Катушка или полная катушка (в отличие от Mini-Spool)-это устройство, которое соединяет две оси непосредственно к кольцевой передаче. Там нет дифференциации от стороны в сторону, поэтому автомобиль, оснащенный катушкой, будет лаять шины по очереди, и может стать неуправляемым в влажную или снежную погоду. Катушки обычно зарезервированы для конкурентных транспортных средств, которые не проезжают на улице.

Mini-Spool использует стоковую носитель и заменяет только внутренние компоненты дифференциала, аналогичные установке на Lunchbox Locker. Полная катушка заменяет всю сборку носителя одним обработкой. Полная катушка, пожалуй, является самым сильным средством блокировки оси, но не имеет возможности дифференцировать скорость колеса вообще, выявляя высокое напряжение на всех затронутых компонентах трансмиссии.

Внутренние шестерни -пауки открытого дифференциала также могут быть сварены вместе, чтобы сделать запертую ось; Этот метод не рекомендуется, так как процесс сварки серьезно ставит под угрозу металлургический состав сварных компонентов и может привести к разрушению единицы под напряжением.

Недостатки

Поскольку они не работают так плавно, как стандартные дифференциалы, автоматические дифференциалы блокировки часто ответственны за увеличение износа шин. Некоторые старые автоматические дифференциалы блокировки известны тем, что издают шум или стук шума при блокировании и разблокировке, когда транспортное средство переговорит. Это раздражает многих водителей. Автоматические блокировки также влияют на способность транспортного средства управлять, особенно если шкафчик расположен на передней оси. Помимо потертости шин при повороте любой степени на поверхностях с высоким трениями (низким проселением), заблокированные оси вызывают недостаточную поворачиваемость и, если он используется на передней оси, увеличит силы рулевого управления, необходимые для повертки автомобиля. Кроме того, автоматическая блокировка дифференциалов может привести к потере контроля на льду, где открытый дифференциал позволит вращению одно колесо, а другое удерживать, не переносив мощность. Примером этого будет автомобиль, припаркованный боком на скользком классе. Когда оба колеса вращаются, транспортное средство сломает тягу и скользит по классу.

Альтернативы

Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием (LSD) считаются компромиссом между стандартным дифференциалом и блокирующей дифференциалом, поскольку они работают более плавно, и они направляют дополнительный крутящий момент на колесо с наибольшей тягой по сравнению со стандартным дифференциалом, но не способны на 100% блокировка.

Системы управления тягой также используются во многих современных транспортных средствах, в дополнение к или в качестве замены блокирующих дифференциалов. Примеры включают в себя: TC электронный дифференциальный блокировка Volkswagen (EDL), + Opel , впервые установленную в Opel Astra G (2001), и так далее. Это на самом деле не дифференциальный замок, а работает на каждом колесе. Датчики контролируют скорость колеса, и если один вращается больше, чем указанное количество революций в минуту (например, 100), чем другой (т.е. проскальзывание) система управления тягой на мгновение тормозит его. Это передает больше мощности на другое колесо, Но все еще использует открытый дифференциал , который такой же, как и на автомобилях без опции EDL. Если все приводные колеса теряют тягу, то управление дроссельной заслонкой может быть автоматически применено. Электронные системы управления тягой могут быть интегрированы с антиблокированными тормозными системами, которые имеют аналогичное действие на торможение и используют некоторые аналогичные компоненты. Такие системы используются, например, на самых последних Nissan Pathfinder , Land Rover , Land Rover Freelander , McLaren P1 и McLaren 650S.

Сварные дифференциальные (обычно называемые сварными различиями), передачи в (открытом) дифференциале сварены вместе , чтобы функционировать, как если бы не было дифференциала. Это дешевая альтернатива для бездорожья или дрейфа .

Индивидуальный колесный привод (IWD), использующий отдельные двигатели, двигатели и/или коробки передач для каждого колеса в автомобиле, так что нет необходимости в распределении крутящего момента с компонентами трансмиссии из централизованного места.