Блокировки: Теория и практика

  

Теория и практика.

 

       Дифференциал - механизм автомобиля, который обеспечивает возможность колесам ведущей оси вращаться с разной скоростью, что необходимо для  маневрирования автомобиля. Но обычный (открытый) дифференциал имеет и ряд серьезных недостатков:

- передает мощность только в случае наличия опоры под обоими колесами;

- передает мощность только в количестве удвоенной мощности, которую способно реализовывать «слабое» колесо (т.е. колесо, менее нагруженное моментом сопротивления качению);

- допускает увеличение угловой скорости «слабого» колеса до двух скоростей корпуса дифференциала.

       Перечисленные недостатки открытого дифференциала приводят к следующему:

- при потере опоры одним из ведущих колес  мощность двигателя не может быть реализована через ведущие колеса, т.е. автомобиль не может двигаться;

- мощность двигателя при незначительном ухудшении дорожных условий реализуется через «слабое» колесо, которое имеет худшие условия сцепления с дорогой;

- скорость вращения ведущих колес не имеет прямой зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя. Это означает. Что водитель  не контролирует поведение автомобиля в полной мере, особенно на скользкой дороге.

       Современное военное и гражданское автомобилестроение развивается по пути увеличения удельной мощности силовых установок. Но реализация больших мощностей сдерживается двумя факторами:

1 -  свойствами шин ведущих колес.

2 - свойствами трансмиссии (свойствами дифференциала).

       Сравним  на примерах, как реализуют мощность разные конструкции дифференциалов в одинаковых условиях.

       Итак, автомобиль равномерно движется по прямому участку дороги. Левое колесо на асфальте (коэффициент сцепления Y=0,8), правое - на обледенелой обочине (коэффициент сцепления Y=0,1), рисунок 1.

 

Как будут вести себя автомобили, оснащенные разными типами дифференциалов?

 

 рис. 1 Дифференциал

 Рис. 1. Дорожная ситуация

 

Открытый дифференциал.

 

       Представим мощность в относительных единицах через коэффициент сцепления. Значения всех величин в  формулах приравняем единице (кроме коэффициента сцепления). Реализуемая мощность N=0,1+0,1=0,2, рисунок 2.

- когда тяга двигателя не превышает 0,2, то колеса вращаются с одинаковой скоростью и автомобиль движется прямолинейно;

- когда тяга превышает 0,2, то «слабое» колесо увеличивает обороты относительно корпуса дифференциала (пробуксовывает) и, соответственно, «сильное» колесо (т.е. колесо, более нагруженное моментом сопротивления качению) уменьшает свою угловую скорость. Автомобиль, кроме потери скорости, ещё теряет и курсовую устойчивость.

 Рис. 2 Открытый дифференциал

 Рис. 2. Открытый дифференциал

  

Дифференциал повышенного трения с постоянным моментом внутреннего сопротивления.

 

       Допустим, что момент внутреннего сопротивления (преднатяг) в относительных единицах равен 0,2. Реализуемая мощность N=0,1+0,1+0,2=0,4, рисунок 3.

- если тяга двигателя не превышает значения 0,4, то колеса вращаются с одинаковой скоростью и автомобиль движется прямолинейно;

- если тяга превышает значение 0,4, то «слабое» колесо увеличивает обороты относительно корпуса дифференциала (пробуксовывает), и, соответственно, «сильное» колесо уменьшает свою угловую скорость. Автомобиль, кроме потери скорости, также теряет курсовую устойчивость.

 

 Рис. 3. Дифференциал повышенного трения

 Рис. 3. Дифференциал повышенного

            трения

  

Принудительная блокировка.

 

Полуоси жестко заблокированы. N=0,1+0,8=0.9, рисунок 4.

- если тяга двигателя не превышает значения 0,9, то колеса вращаются с одинаковой скоростью -  автомобиль движется прямолинейно;

- если тяга превышает значение 0,9, то колеса пробуксовывают, но вращаются с одной скоростью, автомобиль не теряет курсовой устойчивости, а водитель полностью контролирует поведение автомобиля. Но автомобиль движется только прямо.

 

 Рис. 4. Принудительная блокировка.

 Рис. 4. Принудительная блокировка

  

Дифференциал ДАК.

 

N=0,1+0,8=0,9,  рисунок 5.

- в случае, если тяга двигателя не превышает значения 0,9, то колеса вращаются с одинаковой скоростью. Автомобиль движется прямолинейно;

- если тяга превышает значение 0,9, то колеса пробуксовывают, но вращаются с одинаковой скоростью, автомобиль при этом не теряет курсовой устойчивости, а водитель полностью контролирует поведение автомобиля. Автомобиль может маневрировать.

 

 Рис. 5. Дифференциал ДАК.

 Рис. 5. ДАК

 

     

       Из приведенных схем видно, что мощность  двигателя не может быть реализована полностью, если автомобиль имеет штатный дифференциал. Более полно мощность реализует автомобиль с дифференциалом повышенного трения.

       А принудительная блокировка и ДАК реализуют мощность двигателя в полном объеме. В случаях с принудительной блокировкой и ДАК ограничением реализации мощности двигателя является  качество шин колес.

 
Copyright © “ДАК” Дифференциалы Автоматические Красикова
Разработка “Студия интернет технологий