Что такое преднатяг дифференциала

Принцип работы самоблокируемого винтового дифференциала и что такое преднатяг

Преднатяг блокировки дифференциала что это такое?

На рисунке приведен эскиз самоблокируемого дифференциала. Рассмотрим его элементы и принцип работы.

Когда одно из колес (например правое) начинает отставать связанная с ним полуосевая шестерня 4 вращается медленнее корпуса 1 и поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит 5. Он передает движение связанному с ним сателлиту 5 из левого ряда, а тот, в свою очередь, на левую полуосевую шестерню 3.

Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни 3, 4 и сателлиты 5, 6 торцами к корпусу 1, 2. Сателлиты 5, 6 также прижимаются к поверхности отверстий 8, в которых они расположены.

За счет этого и возникают силы осуществляющие частичную блокировку.

Преднатяг

Вследствие срабатывания любого межколёсного самоблокирующего дифференциала винтового или кулачкового типа (далее по тексту «самоблок») в трансмиссии автомобиля появляются кратковременные пиковые нагрузки, способствующие повышенному износу деталей трансмиссии. При работе «самоблока» на передней оси автомобиля может дополнительно создаваться толчковое усилие на рулевое колесо, что требует особой внимательности и навыков водителя и кратковременно резко снижает характеристики управляемости автомобиля.

Муфта предварительного натяга связывает между собой полуоси с определенным усилием, заданным значением преднатяга. При превышении усилия полуоси проворачиваются относительно друг друга и механизм работает как обычная винтовая блокировка.

Муфта предварительного натяга, используемая в «самоблоках» производства компании VAL-RACING:

— позволяет исключить возникновение пиковых нагрузок в трансмиссии автомобиля и на рулевом колесе;

— способствует более раннему срабатыванию «самоблока» в условиях движения, требующих повышенной проходимости автомобиля;

— при полном отсутствии момента на одном вращающемся колесе позволяет гарантированно подключать в работу второе неподвижное колесо этой же оси (ситуация трогания автомобиля с места в условиях диагонального вывешивания или трогания автомобиля с места при вывешивании одного колеса ведущей оси на домкрат).*

* — данное свойство приобретает автомобиль с использованием «самоблока» с высокими «натягами», точные величины которых в настоящее время устанавливаются дорожными испытаниями. Такие «самоблоки» рекомендуется устанавливать только на заднюю ось автомобилей, используемых в основном для пробега по бездорожью или для участия во внедорожных соревнованиях.

Рекомендуемая величина преднатяга в зависимости от условий эксплуатации автомобиля указана в таблице.

Таблица рекомендованного преднатяга муфты в зависимости от дорожных условий

Устройство

Данный механизм устроен из привычных элементов – устройство аналогично любому планетарному узлу. Можно выделить основные детали – это корпус, червячные шестерни, сателлиты.

Что касается общей концепции, то здесь не очень много отличий, если сравнивать с обыкновенными механизмами. Корпус жестко крепится на ведущем узле трансмиссии. Внутри корпуса установлены сателлиты. Они закреплены на специальных осях. Сателлиты находятся в жестком зацеплении с шестернями полуосей. Шестеренки полуосей закреплены на валы, на которые и передается крутящий момент.

А теперь что касается непосредственно механизма “Торсен”. В данном узле шестерня полуосей имеет винтовые зубья. Это не что иное, как традиционный червячный вал.

Сателлиты представляют собой пару косозубых шестерен. Один элемент этой пары формирует с шестерней полуоси червячную пару. Пара шестеренок-сателлитов может взаимодействовать и между собой за счет прямозубого зацепления. В конструкции имеется целых три сателлита, каждый из которых представляет пару шестерен.

дифференциал торсен ваз

Смотреть галерею

Симметричные дифференциалы

Чем выше коэффициент, тем лучше сцепление с дорогой. С другой стороны, при движении по ровной дороге на асфальте высокий дифференциал ухудшит управляемость и динамику автомобиля, так как крутящий момент отстающего колеса в несколько раз больше, что способствует выталкиванию автомобиля из поворота. Это приводит к повышенному износу резины из-за проскальзывания, нагрузке на приводные механизмы, снижению эффективности и увеличению расхода топлива.

Преднатяг дифференциала — это своего рода взаимный компромисс между комфортом вождения и тяговыми возможностями автомобиля.

Дифференциал «Торсен»

Можно сказать, что данный дифференциал — это слияние двух английских слов: torque и sensing. Первое переводится как крутящий момент, а второе означает чувствительный к крутящему моменту. В корпусе сателлиты располагаются в плоскости, перпендикулярной к его оси. Между собой их объединяет прямозубое зацепление, в то время как с полуосевыми шестернями они соединены посредством червячной передачи.

При вхождении в поворот полуосевая шестерня, которая связана с отстающим колесом, приводит во вращение сателлит, а он уже передает вращение на другой сателлит шестерню полуоси. Благодаря такой жесткой кинематической связи колеса автомобиля вращаются с разной угловой скоростью.

При необходимости осуществляется блокировка механизма. Делается это за счет силы трения, которая возникает в червячной передаче из-за разности моментов на колесах. К сожалению, и у этой конструкции есть недостатки. Механизм довольно сложен в производстве и ремонте.

Как устанавливается преднатяг

Преднатяг регулируется путем установки набора специальных пружинных шайб, которые раздвигают шестерни внутри муфты. Полный комплект этих специальных шайб, собранных вместе, имеет толщину 1 см, но все шайбы имеют разную толщину, чтобы можно было регулировать крутящий момент.

Чтобы отрегулировать преднатяг, потребуется:

  • динамометрический ключ со стрелкой (вилочный ключ не подходит, так как его регулировка занимает много времени);
  • набор пружинных шайб (колец);
  • самодельная специальная деталь, из простой внутренней шестерни (отрезанный и приваренный к ней винт) — см. видео ниже;

Порядок регулировки преднатяга:

  1. Снимите блокировку дифференциала (запомните порядок). Сняв крышку, вытащите получервяк, затем узкую шестерню с большим внутренним отверстием, которая, однако, имеет обод, а затем те же пружинные шайбы. Вы можете вытащить сателлиты болтов (только преднатяг), чтобы посмотреть, насколько они изношены.
  2. Установите новые шайбы.
  3. Повторная сборка.
  4. Определите момент затяжки с помощью динамометрического ключа и специального бытового инструмента. Когда гаечный ключ начинает вращаться, в этот момент стрелка показывает момент затяжки.

Предварительное натяжение до 5 кг не расплющивает шайбы до плоского состояния, этот крутящий момент считается ресурсным. Замок с натяжением до 5 кг не теряет своих свойств около 4 лет. Каждый замок с натяжением потеряет около 1 кг натяжения в течение первых нескольких месяцев.

Эксперты рекомендуют, чтобы предварительная нагрузка на самоблокирующийся передний дифференциал была не более 5 кг, а на задний дифференциал — не более 7 кг. При максимальном значении, например, 9 кг, все пружинные шайбы уже будут сжаты, и эффект пружины будет утрачен.

Почему надо менять подшипники

  • Максимальный или средний износ подшипника;
  • Нахождение элемента под длительным давлением в процессе агрессивной езды на машине;
  • Нарушение балансировки ходовой системы, поэтому срочно решается, как снять подшипник и заменить его на новый;
  • Появление нетипичных звуков, скрипов при движении авто, ударов кардана по нижней кузовной части транспорта;
  • Обнаружение люфта колеса также заставит водителя задуматься, как снять подшипник с вала, аккуратно монтировать новые детали в их посадочные гнезда и вернуть безопасную маневренность машине;

Замена подшипника

Замена подшипника
Основное назначение подшипника – снизить силу трения и защитить механизмы от быстрого износа. Существует большое разнообразие подшипников. Они отличаются по назначению, размеру и месту расположения. Деталь подвержена износу, поэтому требует своевременной замене. Но в решении задачи, как снять ступичный подшипник, возникает масса трудностей, поэтому опытными мастера и любителями придуманы надежные способы, как снять подшипник. Рассмотрим некоторые из них.

Этапы корректировки

  1. После того как расстояние скорректировано, необходимо проверить люфт на оси. Для этого крепится указатель на штатив, упирается щуп в торец ведомой шестерёнки. Производится замер люфта, а деталь покачивается по направлению оси.
  2. Гайкой для регулировки, которая находится на противоположной грани от ведомой шестерёнки, выставляется люфт на оси от 0,055 до 0,035 мм.
  3. Затем поджимается гайка и выставляется предварительный натяг: 0,1 мм, если пробег подшипников не более 10 тыс. км; 0,05 мм – если больше 10 тыс. км. Поворот гайки на один паз равен “сжатию” подшипника на 0,03 мм.
  4. После проведения корректировки нужно затянуть болты на колпаке подшипников и установить стопорные пластины. Ещё раз проверяется боковое расстояние.

Виды дифференциалов

Существуют разновидности дифференциалов. По месту нахождения разделяют межосевые и межколёсные. Однако любой свободный дифференциал не позволит автомобилю выбраться из ситуации, когда одно из ведущих колёс попадёт в яму с глиной. Для решения подобных проблем разработчики придумали блокировку, которая, в свою очередь, подразделяется на следующие основные группы:

  • блокирующиеся на 100%;
  • механические устройства повышенного трения;
  • самоблокирующиеся механизмы.

Каждый вид имеет как свои преимущества, так и свои недостатки. Например, «жёсткие» блокировки довольно часто приводят к износу резины, разрушению трансмиссии и быстрому выходу из строя коробки передач. И всё это закономерно, так как при эксплуатации машина постоянно попадает в ямы и наезжает на кочки, а это довольно пагубно сказывается на трансмиссии.

Дифференциал с винтовой блокировкой

Чтобы выровнять недостатки обычного и жёсткого устройств, был создан цилиндрический самоблокирующийся дифференциал повышенного трения. Он имеет ещё второе название — дифференциал ограниченного проскальзывания.

Принцип действия такой конструкции довольно прост. Если к сателлитам применить определённую силу и зажать их, не позволяя им вращаться между полуосевыми шестернями с довольно большой скоростью, то получится, что, с одной стороны, механизм позволит колёсам при повороте вращаться с разной скоростью. А с другой стороны, распределит крутящий момент таким образом, что колесо, у которого будет наилучшее сцепление с дорожным покрытием, будет иметь большую силу тяги.

Ещё стоит сказать о дисковом дифференциале повышенного трения. Чаще всего такая конструкция используется в заднеприводных автомобилях, которые планируется использовать на соревнованиях. Такая система блокирует колёса до определённого уровня нагрузок. Её недостатком является довольно частая необходимость в замене дисков и масла в КПП.

На видео — принцип работы блокировки дифференциала:

А вот для использования транспортного средства как в обычных условиях эксплуатации, так и в соревнованиях очень удачной является блокировка дифференциала с преднатягом (червячного типа). Преимуществ у такой системы гораздо больше, чем недостатков. Плюсами можно назвать:

  • блокирование колёс до 70%;
  • минимум обслуживания;
  • отсутствие рывков на руле;
  • не нужно заливать в КПП специальное масло;
  • установка системы не сопровождается трудностями;
  • высокая проходимость машины;
  • длительный срок службы конструкции;
  • прекрасная управляемость автомобилем;
  • отличное чувство равновесия;
  • более высокая скорость прохождения поворотов;
  • лёгкость вывода транспортного средства из заноса.

Что касается недостатков конструкции, то и они есть:

  • с течением времени падает преднатяг;
  • для работоспособности конструкции придётся каждые 20–40 тыс. км менять регулировочные шайбы;
  • если не проводить регулировочные работы, то система будет работать как свободный дифференциал.

Три типа “Торсена”

В первом варианте в качестве червячных пар используются шестеренки ведущих полуосей, а также сателлиты. Для каждой полуоси имеются свои сателлиты, соединенные попарно с теми, что на противоположной оси. Соединение это осуществляется при помощи прямозубого зацепления. Оси сателлитов перпендикулярны полуосям. Данный вариант дифференциала “Торсен” признан самым мощным среди всех аналогичных конструкций. Он способен работать в очень широком диапазоне крутящего момента.

Второй вариант отличается тем, что оси сателлитов находятся параллельно к полуосям. Сателлиты в данном случае установлены иначе. Они находятся в специальных посадочных местах чашки. Парные сателлиты соединяются косозубым зацеплением, которое при расклинивании участвует в блокировке.

дифференциал торсен на ваз

Смотреть галерею

Третий вариант является единственным среди всей серии, где конструкция планетарная. Он применяется в качестве межосевого дифференциала в полноприводных машинах. Оси сателлитов и ведущие шестеренки здесь тоже параллельны друг другу. За счет этого узел очень компактный. Благодаря конструкции изначально можно распределять нагрузку между двух мостов в соотношении 40:60. Если срабатывает частичная блокировка, то пропорция может отклонятся на 20 %.

ВАЗ 2110 Натяг подшипников коробки дифференциала и регулировка бокового зазора

Проверка бокового зазора в зацеплении шестерен главной передачи приспособлением А.95688/R

3 – винт крепления стержня индикатора;

4 – кронштейн индикатора;

5 – винт крепления;

6 – ведомая шестерня

Схема для проверки предварительного натяга подшипников коробки дифференциала

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Ремонт крестовины сателлитов

При работе шейки крестовины сателлитов сильно изнашиваются в местах посадки.

Для восстановления посадочных мест сателлитовых шестерен отверстия последних шлифуют или развертывают до получения правильной геометрической формы, а шейки крестовины наращивают хромированием и шлифуют иод размер отверстий сателлитов.

При невозможности применить хромирование шейки крестовины шлифуют или протачивают резцом (предварительно произведя отжиг шеек), а затем на них напрессовывают стальные цементованные втулки и шлифуют их под размер отверстий сателлитов. Более сложным способом восстановления шеек крестовины является наплавка на них металла сваркой с последующей механической обработкой и цементацией.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

дифференциал торсен на

Смотреть галерею

ПОДШИПНИКИ КОРОННОЙ ШЕСТЕРНИ

Обратите внимание на расположение и количество шайб коронной шестерни.

Снимите коронную шестерню.

Проверьте коронную шестерню на наличие износа и повреждений.

Проверьте подшипники и уплотнители коронной шестерни.

Снимите сальники при помощи плоской отвертки.

Вытащите старые подшипники из корпуса и внешней стороны крышки.

Очистите посадочное место подшипника от старой смазки, грязи и ржавчины.

Осмотрите посадочное место подшипника на наличие износа и повреждений. Убедитесь, что отверстия находятся без повреждений или заусенцев, которые могут повредить подшипник во время установки.

Нагрейте посадочное место подшипника с помощью промышленного фена, возьмите подшипник из морозилки и установите на место.

Для установки используйте специальный инструмент, если его нет, можете использовать предмет, совпадающий по наружному диаметру с подшипником, например головку из набора инструментов или кусок трубы. Нажмите на наружное кольцо подшипника.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий