Дифференциал ограниченного проскальзывания (LSD), также известный как дифференциал повышенного трения, срабатывает в тех случаях, когда колеса, расположенные на одной оси, начинают двигаться с разной скоростью. Благодаря этому повышается проходимость автомобиля в условиях бездорожья. LSD в основном устанавливают на внедорожники и спорткары. При этом данный дифференциал не спасает автомобили от застревания в грязи.

Принцип работы

Во многих современных автомобилях, оснащаемых LSD, используется классический дифференциал ограниченного проскальзывания, который срабатывает в случаях, когда электроника распознает разницу скоростями между входным и выходным валами. В подобных обстоятельствах происходит блокировка зубчатой передачи на определенном крутящем моменте.

    Характер работы такого дифференциала напрямую зависит от его конструкции. Если обобщенно, то данный компонент снижает крутящий момент на колесе, которое вращается быстрее, и передает часть его на то, что двигается медленнее. Несмотря на всю пользу, которую приносит LSD, в ряде случаев действие этого механизма снижает устойчивость автомобиля. Это происходит, когда при маневрировании внутреннее колесо вращается медленнее внешнего. В результате, из-за указанного перераспределения крутящего момента за счет блокировки зубчатой передачи возникает так называемая недостаточная поворачиваемость. То есть автомобиль может уйти в занос. Также следует отметить, что количество крутящего момента, перераспределяемого между колесами, статически не определено. Этот показатель зависит от множества обстоятельств.

    Разновидности LSD

    Дифференциал ограниченного проскальзывания подразделяется на 4 типа, каждый из которых работает по собственному алгоритму

    Фиксированная стоимость

    В данном дифференциале максимальная разница между тягой, передаваемой на колеса, является всегда постоянным показателем вне зависимости от того, сколько крутящего момента отправлено на ось. Обычно такой LSD дополняется подпружиненными узлами сцепления.

    HLSD

    Дифференциал HLSD (или чувствительный к крутящему моменту) помимо основных компонентов содержит еще и сцеплением с конусом (альтернативная разновидность сцепления). В этом случае механизм отличается чувствительностью к вырабатываемой тяге. То есть его настройки меняются с учетом количества подаваемого крутящего момента. Благодаря этому, уменьшается разница между тягой, передаваемой на колеса.

    Суть данного механизма сводится к следующему: чем больше крутящий момент входного вала, тем сильнее прижимаются конусы, сцепление либо шестерни. Это как раз и приводит уменьшению разницы между количеством тяги, передаваемой на каждое колесо, которые располагаются на одной оси. Данный механизм из-за указанных особенностей отличается сложной конструкцией. В связи с этим степень износа элементов HLSD напрямую влияет на характер работы дифференциала. Или: любой дефект в конусах, сцеплении или других деталях может привести к возникновению заметной разницы в крутящем моменте, передаваемом между колесами.

    Данная разновидность дифференциала в зависимости от конструкции подразделяется еще на несколько видов. Выделяют так называемое сцепление конусное (дисковый LSD), которое состоит из двух блоков тонких дисков. Один из них соединяется с входным валом, второй — с водилом крестовины. Характер размещения этих дисков также меняется в зависимости от конструктивных особенностей машины. Если используется один вал, то в данном случае соединение осуществляется посредством муфты. В некоторых автомобилях ее заменяют на 2 конуса.

    Возможны и другие конструктивные решения. В частности, Audi использует дисковый LSD, который для нагрузки на сцепление, обеспечивающей равномерное перераспределение тяги, применяет естественную разделительную силу, что возникает между зубьями шестерни. Есть также 1-, 1,5- и 2-сторонние дифференциалы данного типа. В них для создания прижимного усилия применяется узел кулачок-рампа. Суть работы таких дифференциалов сводится к следующему:

    • 2-сторонний. При такой компоновке нивелируется разница между входным и выходным крутящими моментами. Благодаря этому дифференциал немного ограничивает силу торможения мотором;
    • 1,5-сторонний. Данный вариант применяется в спортивных автомобилях, так как этот дифференциал обеспечивает разницу в количестве крутящего момента на входном и выходном валах. За счет этого машина становится более устойчивой при торможении мотором;
    • 1-сторонний. Такой дифференциал устанавливается чаще на переднеприводные автомобили, так как при открытой дроссельной заслонке машина может поворачивать. Это происходит потому, что направление крутящего момента ограничивается только в одном направлении. То есть, если тяга идет в другую сторону, то дифференциал становится открытым.

    Также среди чувствительных дифференциалов выделяют направленный LSD. В этом случае в конструкции применяются прямозубые и червячные шестерни, посредством которых перераспределяется тяга между колесами либо осями. Данный дифференциал является уникальным, так как возможность смещения тяги заложена в его конструкции. В других случаях эта функция выступает в качестве дополнения. Благодаря этому, направленный LSD обеспечивает перераспределение тяги только при возникновении соответствующей необходимости, что существенно повышает способности автомобиля при передвижении в разных дорожных условиях. Одной из наиболее известных марок данного дифференциала является Torsen, который используют на машинах Subaru, Audi Quattro, Toyota и других. Нередко этот тип LSD монтируется на полноценных внедорожниках и пикапах.

    Чувствительные к скорости

    Такие дифференциалы изменяют распределение тяги в зависимости от разницы между текущими скоростями выходных валов. Данный тип LSD подразделяется на 2 вида.

    Вязкий (VLSD)

    В конструкции дифференциала этого типа применяется специальная камера, наполненная вязкой жидкостью (маслом на основе силикона) и содержащая несколько дисков. Ее внутренняя часть соединена с приводным валом. А внешняя сторона корпуса контактирует с дифференциалом. Блокировка LSD в данном случае происходит потому, что часть дисков двигается в одном направлении, а вторая — в другом. Возникающее между ними трение провоцирует смещение крутящего момента.

    Основной недостаток такого дифференциала заключается в том, что при продолжительных и высоких нагрузках увеличивается температура масла. Это приводит к расширению жидкости, вследствие чего муфта блокируется даже в том случае, когда не нужно. А примерно после 100 тысяч километров из-за указанных конструктивных особенностей дифференциал начинает работать, как открытый. Поэтому при таком пробеге нужно менять центральную часть VLSD. Залить новую жидкость не дают конструктивные особенности дифференциала.

    Героторный насос

    В дифференциале данного типа применяется героторный насос, который за счет гидравлического сжатия перераспределяет крутящий момент от быстрого колеса к медленному. Как и в случае с вязкостным LSD, у этой конструкции есть определенные ограничения. В частности, если скорость вращения одного колеса превышает заданный предел, то героторный насос не сможет обеспечить достаточное гидравлическое сжатие для передачи тяги. Однако современные автомобили дополняются электроникой, которая снижает вероятность возникновения подобных последствий.

    Электронные LSD

    В электронных дифференциалах применяются конический либо планетарный редукторы, которые сочетаются со сцеплением, реализованным по типу предыдущих LSD (могут быть чувствительные к крутящему моменту либо дополняться героторным насосом). В данном случае бортовые системы управляют силой зажима на муфте, благодаря чему водитель может контролировать характер перераспределения тяги. Данная система применяется на некоторых моделях Subaru и Porsche.

    Автор: Федор Аверьев

    Комментировать

    Нет больше статей