Блокировки дифференциалов

О  том, что функцией дифференциала в автомобиле является перераспределение нагрузки между колёсами, известно (или, по крайней мере, должно быть известно) каждому водителю. Но далеко не все знают, насколько неравномерно распределяется эта нагрузка: в 95 случаях из 100 активно задействуется только одно ведущее колесо. Это сделано для того, чтобы уменьшить нагрузку и увеличить срок эксплуатации, как колёс, так и трансмиссии. Но когда речь идёт о сложных дорожных условиях, к примеру, о весенней распутице, действие данного механизма приводит к тому, что автомобиль начинает буксовать и не может сдвинуться с места.

Каждому, кому приходится время от времени ездить по бездорожью, наверняка известно о блокировках межколесных дифференциалов, которые позволяют загружать оба ведущих колеса и не сломать при этом привод. Большинство из заинтересованных водителей имеют представление об их несомненной пользе при вождении в непролазной грязи, но не очень хорошо представляют себе особенности и принципы работы разных их типов.

В данной статье читатели найдут обзор всех блокировок, применяющихся в настоящее время, их достоинств, недостатков и других особенностей.

Принудительно включаемые блокировки ARB Air Locker

ARB Air Locker является наиболее известным и распространённым принудительно включаемым типом блокировки. В выключенном состоянии она работает как обычный межколесный дифференциал. Если же её активировать (блокировать дифференциал), полуоси ведущего моста жестко замыкаются между собой. Именно поэтому эту блокировку называют жесткой или 100%-ной. В комплект поставки обычно входит дифференциал с устройством блокирования, а также воздушный компрессор, который необходим для создания давления не менее чем 2 атмосферы и пневмомагистрали.

Неоспоримым достоинством системы ARB является то, что при всей мягкости действия обычного дифференциала на твёрдых дорожных покрытиях можно получить в нужный момент полную блокировку.

К недостаткам данной системы относится необходимость наличия особых навыков её эксплуатации, сложность монтажных работ, высокая стоимость. Недостатком является и то, что если на твёрдой дороге забыть выключить блокировку, можно повредить трансмиссию или потерять управление машиной, особенно если блокировка установлена на передний мост. Помимо этого, ARB, как и любая другая жёсткая блокировка, предъявляет особые требования к машине: в случае установки на лифтованные авто колёс увеличенного размера в некоторых случаях могут повреждаться карданные шарниры, полуоси и другие составляющие трансмиссии.

Ко всему, система ARB достаточно сложна по своей конструкции и состоит из большого количества деталей, что является фактором, снижающим уровень надёжности. К примеру, может перегореть компрессор, а если из строя выйдет генератор, то аккумулятора надолго не хватит, следовательно, двигатель компрессора действовать не будет. Весьма вероятно повреждение пневмомагистрали или обрыв электропровода.

Существуют и другие принудительно включаемые блокировки. Так, в автомобилях Toyota Land Cruiser часто используется дифференциал, который блокируется тросовым приводом. В недалёком будущем известные производители, такие, как Powertrax и Eaton планируют начать выпуск электроблокировок, которые не будут нуждаться в дорогом компрессоре, и будут более простыми в ремонте и монтаже.

Автоматические блокировки Detroit Locker

Наиболее известной блокировкой этого типа является Detroit Locker. Его устанавливают на место заводского корпуса дифференциала. Это в целом увеличивает прочность узла. Чтобы включить Detroit Locker, не нужны провода и пневмомагистрали, равно как и манипуляции с кнопками и рычагами: активация механизма происходит сама собой. Надёжность узла обуславливается минимальным количеством компонентов.

Detroit Locker выпускается в трёх версиях, которые предназначаются для разных типов мостов.

В современных мостах наиболее распространённым является Detroit SoftLocker. Каждая полуосевая шестерня данной конструкции оснащена демпфирующими устройствами, поглощающими рывки и шум, которые неизбежно сопровождают работу блокировки дифференциалов.

Модификация C-Locker предназначается для мостов, имеющих полуразгруженные полуоси, фиксируемые стопорными С-образными шайбами. К недостаткам подобной блокировки относятся шум и щелчки в процессе работы, поскольку демпфирующие устройства в ней отсутствуют. Данный механизм не рекомендуется использовать в лифтованных машинах с колёсами увеличенного размера, а также на автомобилях, оснащённых двигателями с усиленной мощностью и крутящим моментом. На подобные перегрузки трансмиссия попросту не рассчитана и долго не продержится. Одним из вероятных последствий такой непродуманной установки могут стать, к примеру, свёрнутые шлицы полуосей, если они предварительно не были заменены на более мощные.

NoSpin – этой блокировкой оснащается тяжёлая техника, такая, как пикапы General Motors, которые комплектуются мостами Rockwell 12.5' Rockwell 12.5' или GM-14 bolt. Демпфера в этой модификации не предусмотрены, но по причине тяжести автомобилей, для которых предназначены подобные устройства, дополнительные толчки и звуки практически не ощущаются. Поскольку корпуса дифференциалов на вышеуказанных мостах являются очень прочными, в них устанавливается по 4 сателлита. NoSpin при этом заменяет лишь заводские шестерни, находящиеся в середине корпуса дифференциала.

Все модели Detroit Locker являют собой блокировку кулачкового типа, которая очень напоминает используемую на российских БТР-ах и «ГАЗ-66». Все они отличаются простотой и надёжностью в использовании с одной стороны и очень посредственных характеристиках на твёрдых дорогах с другой, что ощутимо влияет на управляемость, особенно если устанавливается на переднем моста, а также заметно ускоряет износ. Удары и щелчки, которые слышно в процессе работы Detroit Locker, тоже доставляют определённый дискомфорт.

Gov-Lock является автоматически активирующимся дифференциалом повышенного трения. Его разработали в своё время для военных и государственных автомобилей США. Сегодня в качестве дополнительной опции им оснащаются все внедорожники и пикапы производства General Motors. В неактивном состоянии является обычным дифференциалом, но когда разность в скоростях ведущих колёс достигает определённых величин (обычно это 2 борота в секунду), специальный центробежный замок защёлкивает муфту кулачкового типа, которая зажимает фрикционы. Усилие тем сильнее, чем выше разница в скоростях колёс. Следовательно, Gov-Lock способен обеспечить разную степень блокировки дифференциала, от нулевой до стопроцентной. При достижении автомобилем скорости в 25 миль в час блокировка автоматически отключается. Достоинства Gov-Lock очевидны, но и недостатков она имеет не так уж мало. Сложная конструкция и большое количество деталей приводит к частым поломкам. Кроме того, если застрявание произошло в мягком грунте, то для включения блокировки буксующие колёса нужно будет раскрутить очень сильно, а это обязательно приведёт к самозакапыванию автомобиля, а включившаяся в самом конце блокировка только увеличит проблему. И чем тяжелее будет в этой ситуации автомобиль, тем быстрее всё это произойдёт.

Зато на управляемость машины Gov-Lock практически не влияет.

Lock-Right Powertrax и EZ Tractech – эти автоматические блокировки монтируют непосредственно внутри заводских корпусов дифференциалов. Для желающих сэкономить это вариант является очень удобным, ведь для монтажа автоматических блокировок других типов корпус дифференциалов приходится менять и выставлять в главных парах правильные зазоры.

Недостаток данных блокировок очевиден: в случае их активации вся нагрузка будет передана на единственную ось сателлитов, которая на это не рассчитана. Кроме того, при работе блокировки издают различные посторонние звуки.

Эти блокировки не рекомендованы к использованию в лифтованных машинах с большими колёсами. Lock-Right Powertrax и EZ Tractech являются кулачковыми механизмами, а подобные устройства предоставляют слишком маленькую свободу в поворачивании колёс относительно друг друга, в связи с чем трансмиссия постоянно пребывает в перегруженном состоянии, что сокращает срок её эксплуатации, способствует быстрому износу шин и ухудшает управляемость.

Дифференциалы повышенного трения

Дифференциалы повышенного трения можно разделить на две основные группы: имеющие постоянные и переменные свойства.

Дифференциалами повышенного трения первого типа оснащались, например, Grand Cherokee старого образца. Принцип их действия основывался на том, что поджатый пружинами простой набор фрикционов, задавал определённые усилия в поворачивании колёс относительно друг друга. Современные же автомобили Jeep оборудуются системой Van-Lock, в которой вместо пружины используется героторный насос, перегоняющий масло из одной ёмкости в другую. Ёмкость оказывает давление на фрикцион, блокируя дифференциал. Давление тем сильнее, чем выше скорость буксующего колеса.

Ещё одна разновидность дифференциалов повышенного трения, распространённая в современных автомобилях – дифференциалы, имеющие косозубые шестерни сателлитов. Их действие основано на том, что возникающая в процессе поворачивания сила прижимает их к корпусу дифференциала. При этом угол, под которым нарезаны зубы у шестерёнок, задаёт основные характеристики блокировки.

Но наиболее распространенным типом дифференциала повышенного трения является дисковый локер. Этими блокировками оснащают свои автомобили большинство производителей машин-внедорожников. Данная блокировка работает по принципу сцепления автомобиля и отличается мягкостью включения и бережным отношением к трансмиссии. Правда, не следует забывать, что серийно установленные на заводе-производителе блокировки имеют не слишком высокий (примерно 30%) коэффициент блокирования, и если случится попасть в по-настоящему сложные условия, они могут оказаться неэффективными. Так может произойти, к примеру, в случае вывешивания одного колеса, когда вся надежда как раз и возлагается на эффективную блокировку.

Производятся специальные пакеты фрикционных дисков, которые позволяют достичь более высокого коэффициента блокирования, но всё-таки, стопроцентным он не будет. А с его увеличением возрастают, как и следовало ожидать, нагрузки на трансмиссию при движении по твёрдым дорогам. Ещё одним минусом дисковых дифференциалов является их небольшой ресурс, поскольку диски со временем стираются, причём, тем быстрее, чем чаще буксуют колёса. Если подобный дифференциал устанавливается на задний мост в автомобиле, непредназначенном для постоянной полноприводной езды, то в условиях зимы на городских дорогах, когда использование полного привода является неоправданным, этот дифференциал будет включаться постоянно, поскольку пробуксовывание задней оси будет встречаться достаточно часто. Ресурс дисковой блокировки составляет 50 – 150 тысяч километров. При этом механизм не откажет сразу, а будет постепенно снижать коэффициент блокировки.

Используя дифференциалы повышенного трения, следует помнить, что для них требуются специальные присадки к маслу, тип которых обязательно должен указываться в документации автомобиля.

Бездифференциальный мост

По своей сути данная конструкция не является блокировкой, а представляет собой альтернативу коробке дифференциала. Это барабан с ведомой шестернёй главной передачи, куда вставлены полуоси. При этом левая и правая полуоси постоянно находятся в сцепленном положении, а дифференциал попросту отсутствует. Такую систему ни в коем случае нельзя устанавливать на передний мост, поскольку она сразу же сделает автомобиль неуправляемым. Но в заднеприводных автомобилях на мостах типа ATV данный механизм встречается едва ли не чаще, чем обычный дифференциал. Постоянно сцепленные задние мосты используют, к примеру, в гоночных внедорожниках производства США и на триальных машинах.

Недостатки подобной системы очевидны: резина на дорогах, имеющих твёрдое покрытие, изнашивается очень быстро, как, впрочем, и трансмиссия, а управляемость автомобиля оставляет желать лучшего.

К достоинствам бездифференциального моста следует отнести его надёжность за счёт предельной простоты.