Lsd блокировка: Дифференциалы. Блокировки, LSD

Содержание

Дифференциалы. Блокировки, LSD

18.04.2019

Полезное,
Как это устроено

Яков Фрудгарт

Вместо введения

Прошлая статья о дифференциалахзакончилась на обещании рассказать о видах блокировок дифференциалах, и придётся снова пугать вас длительным техническим текстом. Поехали, как сказал Ю.А.Гагарин 58 лет назад.

О чём речь?

Итак, аббревиатура LSD, которая указана в названии статьи, является сокращением от Limited Slip Differential, а по-русски — дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением. В прошлой статье мы рассказали вам о принципах работы свободного дифференциала, и тут мы уже не будем на этом останавливаться. В конструкции LSD предусмотрен момент блокировки, который допускает разницу скорости вращения валов, но срабатывать блокировка будет только в случае большой диспропорции.

Это про бездорожье, правда?

Процентов на 50%. Такие блокировки применяются и во внедорожниках, и в спорткарах. Первый случай — автомобиль не должен застрять. Второй случай — необходим ровный старт, без проскальзывания на асфальте.

Как работает LSD?

Такая блокировка вне зависимости от конструкции будет работать только после момента, в который разница угловых скоростей колёс превышает определённый лимит. После этого срабатывает блокировка, и крутящий момент распределяется в равных частях на оба колеса. Продолжаться это будет либо до восстановления контакта с дорогой, либо до полной потери сцепления. Это вы можете выбрать самостоятельно.

А я слышал про Вискомуфты. Что это такое?

Хороший вопрос. Ведущие мосты в легковых автомобилях обычно имеют в своём запасе два варианта блокировок. Первый тип основан на чувствительности к разнице скоростей, а второй тип блокировки чувствителен к разнице в передаче крутящего момента. Современные автомобили в подавляющем большинстве наслаждаются блокировками первого типа. Именно в этом месте появляется слово «вискомуфта». Вискомуфта представляет собой пакет круглых плоских фрикционных дисков, установленных внутри герметичного корпуса. В пакете есть диски двух типов, соединенные с ведущим и ведомым валами соответственно. На поверхности дисков есть отверстия и небольшие выступы. Пакет дисков собран так, чтобы ведомые и ведущие диски чередовались между собой и находились на малом расстоянии. Внутренняя полость муфты заполнена силиконовым гелем.

Такая муфта проста в производстве и неприхотлива в обслуживании. Второй тип механических блокировок дороже и может сломаться раньше.

Хорошие и разные LSD

Дифференциалы такого типа различаются по своим типам. Про них мы вам расскажем ниже.

Вязкостные дифференциалы

Этот распространённый тип дифференциала основан на действии вискомуфты.

Такие дифференциалы заслужили популярность из-за плавности своей работы. Принцип действия у них основан на изменениях свойств специального геля, которые меняются бесступенчато. Такое свойство удовлетворяет желанию производителей повысить комфорт для водителя.

Конечно, вязкостные здания имеют свои недостатки. Любой узел, который работает за счёт давления жидкости, теряет часть энергии при работе, что вызывает увеличение расхода топлива. Также они крайне чувствительны к перегревам и просто повышенным нагрузкам. Вискогель теряет рабочие свойства при повышении температур. Соответственно? если вы побуксовали в снегу продолжительное время — работа блокировки в следующий раз может быть и хуже. Механические блокировки в этом же случае работают одинаково, вплоть до поломки.

Такие дифференциалы могут требовать замены каждые 100 тысяч километров.

Такие системы очень чувствительны к состоянию уплотнений в системе, ведь внутренняя часть дифференциала полностью герметична. Если произошла разгерметизация — вискомуфту меняют.

Героторный насос

В этих дифференциалах с внутренней стороны установлен героторный насос, а на вращающемcя валу привода укрепили зубчатое колесо, которое находится внутри насоса. Если при вращении корпуса героторного насоса и зубчатого колеса появляется разница в скорости — жидкость сжимается. После этого крутящий момент уходит на «отстающее» колесо, которое имеет сцепление с дорогой. Эти системы стремительно набирают популярность по мере увеличения степени компьютерного управления узлами автомобиля (системы EBD и тому подобные), так как, в отличие от вискомуфты, работой героторного насоса можно управлять.

Про крутящий момент

К этому типу относятся механически дифференциалы червячного типа, обеспечивающие автоматическую блокировку при возникновении разности крутящих моментов между корпусом и приводным валом. Если одно из колес проскальзывает, крутящий момент падает, червячный дифференциал перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. При этом колесо блокируется не полностью, и степень блокировки зависит от степени падения крутящего момента. Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Торсен»

Слово Torsen в наше время — торговая марка, а образовалось оно при сложении двух слов «torque» — «крутящий момент» и «sensing» — «чувствительный». Под маркой Torsen выпускаются конструкции двух типов. Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Квайф»

Сателлиты дифференциала типа Quaife (их обычно 10) не крепятся на осях, как у аналогов, а находятся в закрытых нишах корпуса. Все они параллельны полуосям, однако в отличие от Torsen Т-2, где каждый сателлит постоянно контактирует с обеими полуосевыми шестернями, в Quaife правый ряд сателлитов находится в контакте с правой полуосевой шестерней, левый – с левой.

Вместо послесловия

Данный текст предназначен для понимания вами механики работы того самого узла, который помогает вам выехать из сугроба в тот самый день, когда коммунальщики забыли поработать. Ну или вы очень хотите прокатиться по полю на дачу. Думаю, на этом можно заканчивать цикл статей про этот узел, и готовить вам очередную техническую информацию про другие узлы автомобиля, которыми вы пользуетесь каждый день, но даже не подозреваете, как они работают.

LSD дифференциал — что это, для чего нужен и как работает — TopWay.su

LSD дифференциал — что это, как работает и какую помощь может оказать на бездорожье? Дифференциал повышенного трения LSD работает также, как и аналогичные автоматические неполные блокировки. Он срабатывает в тех случаях, когда колеса на одной оси начинают крутиться со слишком разной по отношению друг к другу скоростью. Чаще всего LSD дифференциал ставят на внедорожники и спортивные автомобили, но считать его 100% блокировкой от застревания в грязи или диагонального вывешивания ошибочно.

LSD дифференциал — что это такое

Как уже было сказано выше, дифференциал повышенного трения LSD не обеспечивает полной блокировки, допуская определенную разницу между скоростями вращения валов. Он срабатывает лишь в том случае, когда разница ощутима. Выше уже было сказано, что LSD часто ставят в различные автомобили: как в спортивные, так и во внедорожники

В пример можно привести LSD дифференциал Toyota — в определенный момент блокировка срабатывает и крутящий момент обеих валов сравнивается, становится одинаковым. Равные пропорции всё равно дают возможность завязшему колесу прокручиваться, но то колесо, которое имеет хорошее сцепление, тоже начинает крутиться и джип выезжает с засады на нормальное место (во многих, но далеко не во всех случаях).

Как работает LSD дифференциал и какие типы бывают

Классический — дифференциал чувствителен к разнице скоростей между валами, блокируя при определенном моменте. Это классическая блокировка, аналогичная вискомуфте. Применяется всё чаще, особенно во внедорожниках, так как лёгок в обслуживании и крайне прост по своей конструкции и принципу действия;

Традиционный — дифференциал срабатывает при разнице между передачей крутящего момента. Его уже почти никуда не устанавливают, встречается только на старых авто и то, чаще в нерабочем или полумертвом состоянии. Дифференциал LSD такого типа можно отнести к червячному типу, он блокирует автоматом при определенной разнице между КМ самого дифференциала и, непосредственно приводного вала.

Классический задний дифференциал LSD очень популярен, но на многих старых машинах доведен до ужасного состояния. В новые его тоже периодически устанавливают, но, как уже говорилось выше, его эффективность в серьезной грязи не очень высока. Многое зависит от прокладки между сиденьем и рулем, поэтому в умелых руках автомобиль лишь с такой блокировкой тоже способен на небольшие подвиги, но заменить 100% блокировку он не способен.

Также начинающие джиперы часто интересуются, как определить LSD дифференциал — делается это очень просто: задняя сторона машины домкратиться так, чтобы колеса отрывались от земли. Передняя часть авто при этом стоит на земле (не забывайте ставить под колеса противооткаты и держать авто на передаче в момент подъема). Колесо, которое оказывается в воздухе, можно попробовать покрутить. Если второе колесо крутится в ту же сторону, то у вас установлен LSD. Если второе колесо начинает крутиться в другую сторону, то в мосту или ничего нет, или дифференциал с блокировкой сломан и не функционирует. Также определить наличие или отсутствие LSD в мосту можно по наклейкам на самом узле или на арке водительской двери, но как показывает практика, чаще всего на старых авто такие наклейки не сохраняются.

TopWay.su — магазин внедорожного оборудования
©
2023

Есть разница? LSD vs Locked vs Spooled Часть 1 – Открытые и LSD отличаются – Vicious Offroad

Хотя вы действительно хотите снизить мощность настолько, насколько могут выдержать ваши шины, это не всегда так. Бывают случаи, когда ваши колеса должны вращаться с разной скоростью, и обычно это происходит на поворотах. Итак, как мы можем достичь и того, и другого? Полный крутящий момент на колеса по прямой, но какая разница при повороте? Делаем это с дифференциалом.

Что такое дифференциал?

В то время как вы увидите целую ось или полный пакет зубчатого венца и шестерни, который большинство неспециалистов называет «дифференциалом», на самом деле действует то, что прикреплено к зубчатому венцу. Это дифференциал. Его задача состоит в том, чтобы передать крутящий момент, прикладываемый зубчатым венцом от ведущей шестерни, к обеим шинам.

Стандартным дифференциалом для большинства ежедневных водителей вне выставочного зала является «открытый» дифференциал . Не открывается, как будто ничего нет. Скорее, это описано так, потому что не всегда есть блокирующее устройство для приложения крутящего момента к обоим колесам. Вместо этого к держателю крепится набор шестерен, известных как шестерни, и осей, известных как боковые шестерни.

Когда сцепление двух шин одинаково, все шасси вращается и поворачивает шины. Шестерни не заблокированы вместе, но, поскольку между двумя осями нет разницы в скорости или тяге, шестерни заставляют боковые шестерни вращаться вместе с водилой.

Когда вы проходите поворот, шестерни могут вращаться в противоположных направлениях. Это позволяет водилу передавать крутящий момент на ось, которая движется быстрее, при вращении вокруг более медленной боковой шестерни. Это также действие, которое также позволяет ему вращать шину с наименьшим сцеплением и вращать одно колесо, которое находится в воздухе, в то время как другое находится на земле.

Это видео, снятое в 1930-х годах, — отличный способ наглядно объяснить это.

Что такое дифференциал повышенного трения?

Для грузовиков, внедорожников и джипов следующим шагом является дифференциал повышенного трения, также известный как LSD. Первый в истории LSD приписывается ZF, когда они разработали решение для Фердинанда Порше, когда он работал с командой Гран-при Auto Union в 1935 году.

использовался даже в Type B-70, VW Kubelwagen и Schwimmwagen. На самом деле он не ограничивал проскальзывание, за исключением случаев, когда два колеса двигались в одном направлении, но при повороте он передавал полную мощность только на более медленное вращение колеса оси. Глядя на него, мысленно звенят образы «автоматического шкафчика» — о котором мы расскажем в следующей статье — в том, как он изначально работает с недостатками ограниченного проскальзывания, которые мы опишем в этой статье.

Различные способы ограничения проскальзывания

Существует несколько типов LSD: сцепление, Torsen, электронный и электронный тормоз. Вы услышите, что все они называются разными именами от разных производителей, но почти все LSD одинаковы в своих типах конструкции. Например, Ford Traction-Lok, Chevrolet Positraction и Dodge Sure Grip — все LSD со сцеплением. Разные имена, одно и то же.

Функция повышенного трения позволяет колесам вращаться с разной скоростью, как при открытом дифференциале. Однако, когда автомобиль начинает ускоряться, он заставляет колеса вращаться с одинаковой скоростью. Это позволяет вам использовать мощность автомобиля для ускорения на выходе из поворота или даже для передачи мощности на ось с лучшим сцеплением. Как каждый LSD делает это по-своему.

Тип сцепления LSD

Работа большинства типов сцепления полностью механическая, но также похожа на то, как работает многодисковое сцепление в высокопроизводительном автомобиле. Несущая часть разделена на две части, а не на единую часть, которую вы видите с открытым дифференциалом. Внутри вы увидите набор сцеплений и шестерен. Шестерни выглядят так же, как и в открытом дифференциале, но с двумя дополнительными шестернями и работают точно так же. Ну, до определенного момента.

С каждой стороны боковых шестерен расположены пластины, фрикционные и прижимные кольца. Шестерни выдвигаются и контактируют с прижимными кольцами. Отверстия нажимных колец, через которые проходят шестерни, имеют такую форму, чтобы прижимать нажимные кольца к муфтам и «запирать» ось.

Форма определяет, является ли это односторонним (когда действие происходит только в одном направлении), 1,5-сторонним (когда действие происходит в основном в одном направлении, но может также наполовину блокироваться в противоположном направлении) , и двусторонний (где действие происходит в обоих направлениях). «Направление» — это обычно ускорение, но оно может быть определено тем, кто строит ЛСД и по какой причине. Тем не менее, мы никогда не видели одностороннего LSD, который работал бы только на торможении.

«Блокировка» происходит, когда муфты и пластины прижимаются друг к другу, при этом каждая муфта и пластина прижимаются друг к другу, что увеличивает крутящий момент, необходимый для их вращения. Таким образом, подобно многодисковому сцеплению на высокопроизводительном автомобиле, вы увеличиваете прижимную силу, добавляя в смесь больше сцеплений и дисков. Пластины также приводятся в движение водилами, поэтому на них видны зубцы.

LSD типа Torsen и Gear

Torsen — это название системы повышенного трения, разработанной Верноном Глисманом и произведенной корпорацией Gleason — теперь JTEKT Torsen North America, Inc. Это аббревиатура от TORque-SENsing. Если вы посмотрите на Torsen LSD, это похоже на волшебную работу шестеренок. Это немного проще, чем кажется, и основано на принципе червячной передачи. Самое главное, как червячная передача не может приводить в движение червячное колесо при больших передаточных числах.

Он блокируется при дисбалансе крутящего момента между осями. Величина разницы крутящего момента, необходимая для блокировки, определяется коэффициентом смещения крутящего момента (TBR), и разные Torsens могут иметь разные коэффициенты. Например, TBR Torsen с соотношением сторон 3:1 может передавать крутящий момент до 75% с одной стороны и 25% с другой стороны оси.

Как только ось с более высокой нагрузкой крутящего момента начнет проскальзывать, она попытается увеличить скорость. При этом тяговый момент проскальзывающего колеса передается на другое колесо, которое не пробуксовывает. Этот тяговый момент умножается на TBR и начинает пытаться ускорить более медленное колесо.

Поскольку червячная передача не может приводить в движение червячное колесо, остаточный крутящий момент от более медленного колеса способствует угловому ускорению более быстрого колеса, но без какого-либо дополнительного крутящего момента, поэтому никогда не ускоряет его до тех пор, пока оно не сможет управлять больше крутящего момента. Это означает, что более медленно движущееся колесо всегда будет получать наибольший крутящий момент от кольца и шестерни. Это также означает, что вы можете разгоняться с большей мощностью на выходе из поворота по сравнению с LSD сцепления.

Проблема в том, что когда колесо находится в воздухе, Torsen действует как открытый дифференциал, поскольку крутящий момент не может передаваться обратно на колесо, находящееся на земле. Однако есть два способа обойти это. Во-первых, использовать стояночный тормоз, чтобы увеличить сопротивление осей. Это «обманывает» Torsen, заставляя его умножать крутящий момент на свой TBR. Как только это произойдет, заземленное колесо воспримет это умножение крутящего момента (за вычетом крутящего момента сопротивления) и позволит заземленному колесу двигать транспортное средство.

HMMWV/Hummer, который имел дифференциал Torsen на передней и задней осях, использовал аналогичный принцип, но автоматически использовал основные тормоза, когда знал, что его колесо находится в воздухе.

Другой способ используется в T-2R RaceMaster Torsen и с использованием встроенного в него сцепления с преднатягом. Это делало то же самое, что и множитель тормозного момента, но не требовало использования основного или стояночного тормоза, чтобы заставить его работать.

Другая проблема заключается в том, что Torsen зависит от направления и должен быть построен для поворота, для которого он предназначен. LSD с двухсторонней муфтой можно использовать как в переднем, так и в заднем дифференциале, но Torsen должен быть изготовлен для переднего или заднего дифференциала.

Detroit/Eaton Truetrac

Если вы думаете, что это звучит точно так же, как Detroit или Eaton Truetrac , вы не ошиблись. Оба они представляют собой LSD шестеренчатого типа и работают по одним и тем же принципам. Это также означает, что он имеет те же слабые стороны и обходные пути. Разница сводится к тому, как они спроектированы и как червячные передачи поворачиваются для дифференциальной работы.

Электронный LSD

Это то же самое, что и LSD муфтового типа, однако вместо использования валов шестерен и нагрузочных колец для создания зажимного усилия электрическое устройство, такое как статор или насос для жидкости, приводит в действие трения и пластины вместе.

Более продвинутая версия — дифференциал векторизации крутящего момента. Дифференциал представляет собой обычный открытый узел с двумя боковыми шестернями и двумя ведущими шестернями. Снаружи корпуса находится электродвигатель, который приводит в действие пакеты фрикционов и планетарную передачу. Набор шестерен увеличивает крутящий момент, передаваемый на колесо, на котором активируется пакет сцепления. Это достаточно эффективно, чтобы шины могли вести себя так, как будто их поворачивают в противоположных направлениях, и поэтому он получил название «Векторизация крутящего момента».

Electronic-Brake LSD

Многие обвиняют эту систему в том, что она не является «настоящим LSD». Это потому, что он не использует ни один из методов, упомянутых выше, а использует то, что уже есть в современных автомобилях: тормоза и АБС. Никаких передач, никаких сцеплений, никакой другой электроники, и это стандартный открытый дифференциал всего с четырьмя передачами.

Это недорогой способ для OEM-производителей применить систему повышенного трения на своих грузовиках и внедорожниках, основанный на системах контроля тяги, которые они уже связывают с ABS. Однако вместо того, чтобы пытаться удержать транспортное средство в направлении, указанном водителем, LSD тормоза используется только для ограничения проскальзывания ведущих колес. Когда вы думаете об этом, это ничем не отличается в работе. Он замедляет колесо, которое движется слишком быстро, потому что оно проскальзывает, чтобы передать крутящий момент другому колесу, которое не движется. Вместо этого он просто использует тормоза.

Проблема в том, что ЭБУ автомобиля должен обнаруживать это проскальзывание, а это означает, что он не будет действовать так быстро, как все, что использует пакет сцепления или Torsen TBR. Он также ограничен удерживающим моментом тормозов, который может меняться по мере того, как колодки и роторы нагреваются и охлаждаются. В задней части это не будет столь радикальным изменением. Передний, однако, может быть, так как большая часть вашей тормозной мощности идет на передние колеса, и они используются больше всего.

Следующая статья

С учетом этих преимуществ и недостатков для всех этих ограниченное скольжение варианты и как работает этот открытый дифференциал, вы, вероятно, уже ищете блокируемый дифференциал. Ну не так быстро, как много-много вариантов шкафчиков и даже несколько для катушек. Итак, в следующей статье мы обсудим все это, а также рассмотрим «Линкольн Локер». Те, кто знает, уже знают, на что мы будем ссылаться.

Объяснение OS Super Lock LSD – OS Giken USA

OS Super Lock LSD является кульминацией более четырех лет обширных исследований и разработок, приведших к революционной конструкции LSD. Благодаря способности размещать беспрецедентное количество фрикционных пластин (всего до 28 пластин) и в сочетании с нашей запатентованной системой синхронизации блокировки, Super Lock LSD может обеспечить полную блокировку прогрессивным, плавным и бесшумным образом. Эти усилия приводят к быстрому времени прохождения круга и повторяемой настройке и производительности.

Улучшенный дизайн

Миниатюрное прижимное кольцо и превосходная конструкция зубчатого колеса со шлицами насквозь позволяют устанавливать больше фрикционных дисков (в 2 раза больше, чем в версиях конкурентов), обеспечивая настоящую 100%-ную возможность блокировки.
Запатентованная конструкция прижимного кольца обеспечивает плавную прогрессивную фиксацию.

Корпус

LSD имеет рельефный вырез для конической пружины, что приводит к минимальному износу конической пружины и повышению долговечности.

Превосходная конструкция

Все компоненты прошли химическую термообработку для обеспечения максимальной долговечности
Все компоненты изготовлены из высококачественной легированной стали

Зубчатые колеса кованые для максимальной прочности
Диски сцепления прецизионно обработаны одновременно с обеих сторон с чрезвычайно жесткими допусками, что обеспечивает минимальную деформацию.