Блок дифференциала на ваз

На всём семействе классики ВАЗ (01–07) конструктивно не предусмотрено устройство для блокировки межколёсного дифференциала. Однако количество автовладельцев, желающих установить дифференциал своими руками, или приобрести отдельно не уменьшается, особенно среди любителей активного отдыха и дачников.

Рассмотрим вопрос: для чего нужен самоблокирующийся дифференциал и стоит ли его устанавливать на автомашину, в котором он изначально не предусмотрен.

Объяснение принципа работы

В переводе с латинского языка differentia означает «разница». В автомобиле дифференциалом называют механизм, распределяющий крутящий момент на автомобильные оси. Он обязательно существует в каждом автомобиле. Простой дифференциал называется классическим, открытым или свободным.

Представим, что в редукторе заднего моста нет дифференциала, а существует единая ось, как у трёхколёсного велосипеда.

Так как не существует абсолютно прямолинейного движения, и руки водителя практически никогда не лежат на рулевом колесе неподвижно, то ясно, что у ведущих колёс путь будет очень похожий, но немного разный.

Если бы не было дифференциала, то путь левого и правого колеса был единым. Тогда неизбежными станут постоянные пробуксовки, так как колёсам «навязана» общая траектория. Отсюда повышенный износ покрышек, быстрый выход узлов трансмиссии из строя.

Задача редуктора – дать колёсам независимость и «свободу», разобщить их жёсткую связь.

Как работает классический дифференциал?

Если есть одна ведущая ось (вся ВАЗовская классика), то требуется один редуктор между задними колёсами, т.е. межколёсный. В случае полноценного джипа имеется целых три дифференциала – два межколёсных на каждую ось, и дополнительно межосевой.

Этот механизм (второе название – редуктор) ставится в картере заднего моста. Ведущая шестерня передаёт на ведомую момент вращения. Он распределяется на две шестерёнки полуосей, а те вращают колёса.

Дополнительные шестерни – сателлиты являются симметричным равноплечим рычагом, и передают усилия на колёса поровну.

Когда автомобиль движется прямолинейно, то сателлиты не вращаются. Как только автомобиль съезжает на неровную почву, или входит в поворот, то есть когда у каждого колеса появляется свой путь, сателлиты приходят во вращение и перераспределяют момент вращения между колёсами ведущей оси, причём на ту полуось, которая меньше сопротивляется и которую легче раскрутить.

Дифференциал ВАЗ представлена на рис ниже:

8 — шестерня полуоси; 9 — сателлит; 11 — ведомая шестерня главной передачи; 18 — ведущая шестерня главной передачи;

Так ведут себя сателлиты и распределяют момент движения на разных участках:

— прямолинейное движение

— поворот налево

— правое колесо буксует

Из анализа частот вращения полуосей и коробки редуктора следует, что:

1. Если одно колесо неподвижно, то свободное колесо вращается «за двоих», и частота вращения удвоена.
2. Если одно колесо скользит, то оно вращается быстрее, и начинает буксовать, а второе колесо с хорошим сцеплением получит такой же крутящий момент, так как он распределен поровну, и дифференциал не может отдать ему всю тягу.
3. Если тяга единственного колеса станет меньше, чем сопротивление движению, автомобиль встанет.
4. При этом образуется ситуация пункта 1, работающее колесо останавливается, а ранее буксующее резко увеличивает обороты.
5. При попытке «добавить газа» увеличивается частота оборотов буксующего колеса.

Итак, обычный редуктор не помогает ведущей оси на скользкой дороге, и на покрытиях с большим сопротивлением качению (снег, песок и грязь). Стоимость обычного редуктора около 5000 руб.

О принудительной блокировке

Если автомобиль часто выезжает на бездорожье и эксплуатируется зимой и в сезон распутицы, помогает установка принудительной блокировки межколёсного дифференциала. При этом происходит остановка вращение сателлитов. При этом колёса теряют всю независимость и вращаются строго одинаково при всех ситуациях. Это так называемый самоблокирующийся редуктор.

Отрицательными сторонами является повышение расхода топлива и усиление износа покрышек. Поэтому после преодоления трудного участка нужно выключать блокировку.
В некоторых конструкциях существует возможность автоматической разблокировки при повышении скорости, или, наоборот, возможно включить блокировку только на малой скорости.

Для того чтобы упростить процесс управления, и существует самоблокирующийся редуктор.

Разновидности принудительной блокировки

Оговоримся сразу, что варварские варианты вроде заваривания сателлитов на «родном» дифференциале не рассматриваем. Также не рассматривается частичный вариант установления «преднатяга».

• Дисковая блокировка повышенного трения.Устанавливаются фрикционные муфты. Когда колёса начинают испытывать разное сопротивление, то трение внутри муфты увеличивается и происходит блокировка. Блокировка с помощью дисков требует регулировки вследствие их износа и применение особого трансмиссионного масла.
• Вязкостная муфтовая блокировка (вискомуфта). Её принцип похож на дисковый, но у гидравлической муфты множество липких дисков (рис. 7). Диски погружены в особую вязкую жидкость. Основа этой жидкости – силикон, твердеющий при нагреве. Когда вращение одной полуоси опережает другую, происходит нагрев, затвердевание жидкости и жёсткое зацепление дисков.
  Этот вид блокировки начинает работать вначале мягко, затем по мере застывания эффект резко возрастает, и держится до тех пор, пока полуоси не начнут работать равномерно, тогда вместе с остыванием, происходит разжижение геля. Большим плюсом является отсутствие обслуживания. Необходимым условием длительной работы является полная герметичность. Такие вискомуфты устанавливаются на «паркетные» городские внедорожники. На тяжёлом бездорожье работают слабо, перегреваются.
• Самоблокирующийся винтовой червячный редуктор. Надёжный вариант. При прямолинейном движении червеобразные винты свободно вращаются в корпусе (рис. 8). При изменении характера движения винты попадают в крайние положения и фиксируются в пазах. При этом срабатывает блокировка. Время срабатывания зависит от профиля винта. При выравнивании крутящего момента винты снова выступают из пазов в свободное вращение. Плюсом является малый износ, срок эксплуатации равен сроку «родного» дифференциала. Кроме этого, не требуется особое масло, нужно обычное трансмиссионное. Стоимость винтовой блокировки на ВАЗ 2107 около 10–13 тыс. рублей.
• Планетарный механизм блокировки дифференциала (ДАК), или схема Красникова (рис.9). В этом механизме применяется классическая дифференциальная схема, но вместо сателлитов работают цепочки шариков. Этот дифференциал блокируется не от разницы между нагрузкой на колёса, а при возникновении изменения между осевой нагрузкой и тягой двигателя. Стоимость установки на ВАЗ 2107 – около 10000 руб.

Плюсы и минусы установки самоблокирущегося редуктора

Итак, при установке самоблокирующегося дифференциала приобретается:

• повышенная колёсная тяга на ведущих осях;
• повышенная проходимость вне асфальтовых дорожных покрытий;
• улучшенная динамика разгона;
• улучшение прохождения поворотов.

Расплатой за установку является ухудшение управляемости (у ВАЗ на заднем приводе):

• трудно удерживать автомобиль при разгоне на прямой;
• в повороте склонность к заносу у «классики» увеличена;
• при любой конструкции появляются дополнительные звенья повышенного трения, что повышает, даже незначительно,износ и расход топлива.

Вместо заключения. Что выбрать

1. Постоянная блокировка требуется только для настоящих джипов, которые, как тракторы, никогда выезжают в город.
2. Дисковая блокировка: требует регулировки из-за выработки дисков, нужно специальное масло. Кроме этого, существует небольшой, но постоянный момент трения. Это ухудшает управляемость, быстрее изнашиваются шины, увеличивается расход топлива. Чем больше изнашиваются фрикционы, тем меньше блокировка. Чем чаще приходится буксовать – тем быстрее выйдет из строя дифференциал.
3. Жидкостная вискомуфтаобладает большой инерцией «врабатывания», но её работа по тяжёлому бездорожью не очень хорошая. Часты запоздания, перегрев. Но в городских условиях она работает.
4. Винтовая блокировка, пожалуй, наиболее хороша в городе зимой, а также подходит как любителям автотуризма, так и дачникам. На серьёзном бездорожье она не очень эффективна, но не«схватывает намертво», включается мягко и не требует специального обучения. Для ВАЗ 2107, как и для прочей классики, лучше устанавливать или винтовую блокировку, или дифференциал ДАК, при условии, что автомобиль не штурмует тяжёлое бездорожье, а передвигается по зимним дорогам в городе, а летом – по просёлочным дорогам. Цена вопроса около 10-13 000 руб.

Самоблокирующийся дифференциал, смонтированный на передний привод, сулит большие преимущества: в некоторых ситуациях более эффективно распределяется крутящий момент. Результат — хороший разгон, отменная тяга, управляемость что надо. Так ли это?

Червячный самоблокирующийся дифференциал оригинальной конструкции фирмы «Вал-Рейсинг» установили на «Калину» — автомобиль с типичной для большинства нынешних машин переднеприводной компоновкой и соответствующими повадками. Мы накрутили больше тысячи километров по дорогам с разным покрытием, попробовали блокировку в разнообразных ситуациях, посмотрели, как ведет себя машина на скользких зимних дорогах и сухом асфальте.

ПО МОРОЗЦУ

Ненадолго перенесемся из лета в зиму, чтобы оценить поведение автомобиля при отрицательных температурах. Пока в памяти свежи впечатления о характере автомобиля в заводском исполнении, присмотримся, что изменилось после установки самоблокирующегося дифференциала.

«Калина» заметно легче стартует (главное — не срывать ведущие колеса резко), быстрее разгоняется, причем как на «миксте», так и в ситуации, когда под всеми колесами снег или лед. В целом машина стала более собранной, охотнее следует за штурвалом, четче прописывает повороты. Понятнее и рулевое управление — возросло стабилизирующее усилие. Хотя, немного перебрав со скоростью, замечаешь: занос стал резче, чем в варианте со свободным дифференциалом.

При интенсивном разгоне и — в меньшей степени — при установившемся движении «Калина» чувствительнее реагирует на неравномерность дорожного покрытия: становится нервной, ее тянет в сторону более рыхлого покрытия, больше приходится работать рулем. Динамический коридор около метра-полутора требует от водителя большей концентрации и точности действий. В долгой дороге начинаешь с теплотой вспоминать более комфортный заводской вариант.

В экстремальных ситуациях вазовский малыш становится еще более непослушным и хуже прогнозируемым. Первые круги на закрытой трассе удается ехать быстрее, успевая компенсировать возникающие стихийные скольжения то передней осью, то задней — очень резкий занос, а иногда, наоборот, довольно продолжительный снос. Приходится интенсивнее, чем на «Калине» со свободным дифференциалом, работать рулем и газом. Однако, несмотря на то что ошибок больше и траектории далеки от оптимальных, время на круге лучше.

Покрытие раскатывается, сцепление колес с дорогой падает — и ухудшается не только время, но и поведение машины. От нее очень трудно добиться контролируемого бокового скольжения, причем проявляется оно как свойственное скорее не передне-, а полноприводному автомобилю. На сброс газа и доворот руля «Калина» отвечает сносами, которые не заканчиваются, пока не нащупаешь газом момент, когда снос резко сменяется заносом. Часто автомобиль едет, куда хочет он, а не сидящий за рулем. Более однозначного поведения удастся добиться, если применить излюбленный раллийный прием — торможение левой ногой.

Но это все-таки не боевой автомобиль, а семейный универсал. Поэтому уделим внимание и менее динамичным и азартным, но более востребованным в повседневной жизни моментам. Например, дает ли преимущество блокировка при троганье в горку? Двенадцатипроцентный подъем (под колесами — укатанный снег) покорился автомобилю и в том, и в другом исполнениях. При этом на машине со свободным дифференциалом приходилось трогаться очень осторожно, по крупицам отмеряя тягу. Вполне естественно, что более крутой, 16-процентный уклон «Калина» преодолела, только вооружившись самоблокирующимся дифференциалом.

ВЕСЕННИЕ ИЗМЕНЕНИЯ

Под колесами сухой асфальт, температура плюс 15ºС. В общем, и в этих условиях разница между двумя вариантами заметна. Привычные запаздывания «Калины» на действия рулем сохранились, но управление в версии с блокировкой дифференциала стало острее и точнее. При этом вылез и знакомый по зимним испытаниям недостаток: машина потеряла в комфорте — более нервно реагирует на колеи, чувствительные срывы при проезде луж требуют от водителя большей собранности.

На стабильном покрытии сцепные возможности шин почти уравнялись с тяговыми возможностями 89-сильного мотора. Стоит агрессивнее надавить на акселератор, и «Калина» азартно начинает ввинчиваться внутрь виража. Сбросил газ — тут же распрямляет траекторию. В общем-то, интересно и даже быстро, несмотря на несколько нестандартные приемы управления переднеприводной машиной. Вот только…

Контролировать ее посуху действительно проще. Правда, пока едешь быстро, но не экстремально. Стоит появиться размашистым скольжениям, управление усложняется. Ведь при сносе водитель рефлекторно сбрасывает газ, тем самым провоцируя еще больший снос передней оси. Приходится все время нащупывать оптимальную скорость или опять-таки прибегать к раллийным приемам.

Субъективные ощущения дополним испытанными на легком бездорожье. Участок подобрали идеальный: по мере продвижения вперед покрытие под колесами ухудшается. Вот проехали место, где недавно застряла машина со свободным дифференциалом. Правда, с блокировкой она продвинулась лишь немного дальше. Зубастые покрышки и тем более цепи противоскольжения дали бы отнюдь не меньшую уверенность.

УСТАНОВИМ ИЛИ НЕТ?

Нужен ли самоблокирующийся дифференциал на переднеприводном автомобиле — вопрос спорный. Тем, кто сознательно, а главное, грамотно настраивает свою машину, чтобы получить острые ездовые впечатления, эта доработка пойдет на пользу. Причем мы рассмотрели только один из вариантов самоблокирующегося дифференциала. Не исключено, кому-то больше понравится узел иной конструкции и с другими настройками. Экспериментируйте на здоровье, только помните: водительские навыки также должны быть на соответствующем уровне, ведь исправлять ошибки пилотажа на машине с самоблокирующимся дифференциалом намного сложнее.

А водителям без особенных ездовых фантазий такая модернизация, пожалуй, ни к чему. Полностью использовать специфические преимущества в управляемости он вряд ли сможет, зато в комфорте однозначно потеряет. Самоблокирующийся дифференциал даст небольшое преимущество на бездорожье, но не превратит легковой автомобиль во вседорожник. При этом за узел и установку придется выложить несколько десятков тысяч рублей. Так стоит ли? Пожалуй, нет. Однако убедиться на собственном опыте, правы ли мы, вам никто не запрещает.

БЛОКИРУЙТЕ НА ЗДОРОВЬЕ!

Тольяттинская фирма «Вал-Рейсинг» выпускает винтовые и кулачковые дифференциалы повышенного трения с муфтами предварительного натяга, которые обеспечивают плавное и быстрое срабатывание блокировки и демпфируют нагрузки на трансмиссию. Кроме того, муфта позволяет варьировать коэффициент блокировки. Для легковых автомобилей, ездящих в основном по асфальту, подойдет дифференциал с натягом 4,5–6 кг/м (он указан на упаковке), а для вседорожников лучше использовать узлы с большими показателями. На тестовой «Калине» установили дифференциал с натягом 3,5–5,0 кг/м. Для справки: стоимость узла — около 10 тыс. рублей, еще примерно во столько же обойдется его монтаж.

С завода на легковом авто ВАЗ 2107 не предусмотрено наличие блокировки дифференциала. Если часто приходится ездить по бездорожью, то такую функцию владельцы семерок могут реализовать самостоятельно. Для начала надо разобраться, что же это за механизм, и для чего надо устанавливать его на легковое авто. Если блокировка дифференциала на ВАЗ 2107 не предусмотрена с завода, то это не значит, что устройство нельзя установить.

Что такое дифференциал и принцип работы механизма

Своим названием дифференциал обозначает разницу, то есть, это механизм, предназначенный для того, чтобы распределять вращающий момент между колесами авто. Присутствие дифференциала обязательно для всех автомобилей. Заднеприводные семерки также имеют дифференциал, но для чего он нужен, и зачем надо ставить блокировку, рассмотрим далее.

Любой автомобиль не может двигаться постоянно в прямолинейном направлении, так как надо разворачиваться, маневрировать и двигаться в необходимом направлении. Когда совершается поворот, то колеса автомобиля движутся с разной траекторией, то есть, одни проходят больший путь, а вторые меньший. Если бы на автомобиле не было дифференциала, то разворачиваться машина бы не смогла. При попытке поворота наблюдалась бы следующая картина — одно колесо бы двигалось по поверхности, а второе бы буксовало.

Это интересно! Главное назначение дифференциала(механизма, распределяющего крутящий момент) заключается в том, чтобы давать колесам возможность вращаться с разной скоростью.

На ВАЗ 2107 имеется дифференциал заднего моста, который представлен в виде редуктора. Кардан приводит в движение ведущую шестеренку редуктора, которая соединена с шестернями полуосей задних колес.

В конструкции заднего моста установлены сателлиты, которые представляют собой промежуточные шестеренки. Именно за счет этих сателлитов и происходит уравнивание нагрузки на обоих полуосях. Усилие на ведомые шестерни передается именно посредством сателлитов. В работу сателлиты включаются, когда автомобиль совершает разворот или другой маневр (когда меняется скорость движения колес на одной оси). Вращение сателлитов обеспечивает передачу момента на ось, причем на ту, которая имеет низкое сопротивление.

Понимая, для чего применяется дифференциал на автомобиле, остается разобраться, зачем нужно его блокировать. Все просто — если машина буксует, то одно колесо (буксующее) будет вращаться, а второе стоять на месте. В такой ситуации выбраться из колеи или ямки практически невозможно до тех пор, пока не начнет вращаться второе колесо. Именно для этого и применяется блокировка, после включения которой, автомобиль будет «грести» двумя колесами, повышая тем самым свои свойства проходимости.

Виды блокировок

Мастера для повышения проходимости своих заднеприводных автомобилей ВАЗ 2107 нашли выход из ситуации. Для этого сателлиты завариваются, что в итоге приводит к работе автомобиля без дифференциала. Способ этот простой, но в корни неправильный. Чтобы реализовать опцию блокировки дифференциала, понадобится выбрать соответствующий вариант механизма. Они бывают разных видов, и поэтому рассмотрим основные варианты, которые можно установить на семерку.

Самоблокирующийся дифференциал

Самый распространенный способ повышения проходимости автомобиля — это поставить самоблокирующийся дифференциал. Главное достоинство этого устройства в том, что с его помощью исключается блокировка колес “навсегда”. Это важно, так как предотвращение включения блокировки, когда в этом нет необходимости, способствует защите полуосей от критических нагрузок.

Различают следующие виды блокировок дифференциала:

1. Дисковая — реализуется за счет использования фрикционных муфт. Эти муфты вступают в работу сразу, как только колеса начинают вращаться с неравномерной скоростью. Недостаток этого механизма в том, что он требует применения не дешевого трансмиссионного масла, а также требует довольно частого выполнения регулировочных работ по настройке узла. Это далеко не самый лучший механизм для автомобиля ВАЗ 2107.
2. Вискомуфтовая блокировка — работа такого устройства основывается на применении липких дисков, погруженных в специальную жидкость. Она затвердевает при нагревании, обеспечивая сцепление шестерней — то есть дифференциал блокируется. Нагревается жидкость в момент изменения угловой скорости колес на оси(когда скорость вращения колес становится разной). Недостаток этого механизма в том, что они требуют полной герметичности узла, и работают эффективно только при недлительном буксовании.
3. Винтовая блокировка или червячная — это лучший вариант автоматической блокировки для ВАЗ 2107. Реализуется механизм на применении червячных винтов, которые вращаются при езде авто по прямой, а при смене угловой скорости колес, они смещаются в пазы, посредством чего и происходит стопорение дифференциала. Как только авто выбирается из грязевого плена, то блокированный механизм возобновляет свою нормальную работу за счет перемещения червячных винтов на свои места.
4. Планетарная — принцип работы похож на червячную схему, только вместо шестерней, применяются шарики. За счет шариков происходит блокирование колес, а в работу они вступают при изменении тягового усилия между двигателей и осью. По сравнению с самоблокирующимся червячным редуктором, планетарный обходится примерно в 2 раза дешевле.

Кроме автоматической блокировки дифференциала, есть также принудительная, которая подключается при необходимости.

Принудительная блокировка дифференциала

Реализуется принудительная блокировка дифференциала при помощи гидравлического, электрического, механического и пневматического способов. Каждый вариант состоит из соответствующих механизмов, которые обеспечивают сцепление полуосей с корпусом дифференциала.

1. Гидравлическое устройство реализуется за счет применения главного и рабочего цилиндров, а также рабочей жидкости, при увеличении давления которой, происходит выполнение полезной работы.
2. Электрическая или электронная блокировка дифференциала — это самый простой, но и в то же время дорогой способ реализации задумки. В действие блокировка приводится за счет электромотора нажатием на кнопку в салоне.
3. Механическая — состоит из троса с рычагами. Принцип работы подобен включению ручного тормоза на автомобиле.
4. Пневматическая — реализуется за счет давления сжатого воздуха, протекающего в пневмокамере.

На ВАЗ 2107 устанавливать принудительную блокировку не имеет смысла, так как устанавливается она преимущественно на внедорожники. Кроме того, это будет стоить дорого, что вовсе не оправдано. Чтобы повысить проходимость семерки при передвижении по пересеченной местности, рекомендуется установить самоблокирующийся дифференциал.

Какую выбрать на ВАЗ 2107

Чтобы понять, какой тип устройства установить на семерку, надо проанализировать каждый вариант.

1. Дисковая — если отдать предпочтение этому варианту, то в итоге понадобится часто прибегать к работам по настройке, и приобретению трансмиссионного масла. Это не самый лучший вариант устройства для легковых автомобилей, поэтому на ВАЗ 2107 его обычно не используют.
2. Вискомуфта — недостаток в том, что срабатывает при большой инерционности, а также при перегреве срабатывает с опозданием. Для бездорожья является не лучшим вариантом, поэтому не используется на ВАЗах.
3. Винтовые и планетарные устройства подходят лучше всего на ВАЗ 2107. Установка блокировки дифференциала винтового и планетарного типа своими руками выполняется просто, и подходит такой вариант для повышения свойств проходимости легкового автомобиля при передвижении по снегу, льду, а также пересеченной местности.

Подводя итог, необходимо отметить, что присутствие блокирующего механизма на ВАЗ 2107 — это только преимущество, и поэтому если вы еще сомневаетесь в рациональности реализации задумки, то однозначно надо принимать положительное решение. Установив устройство, не понадобится вызывать эвакуатор, чтобы выбраться из заснеженного или загрязненного участка бездорожья.

Источник: automotogid.ru