Как сделать самоблокирующийся дифференциал с тросовым приводом. Как сделать и установить самоблокирующийся дифференциал своими руками

Часто водители спрашивают, как сделать и установить самоблокирующийся дифференциал своими руками. Это то, чего многим отечественным автомобилистам не хватает. Все дело в принципе работы трансмиссии. Для более равномерной работы колес. Усилие передающееся на них может различаться.

Например, при движении в повороте внутреннее колесо должно совершить меньший путь, соответственно число оборотов должно быть меньше. У внешнего путь оказывается больше. Для нормальной работы трансмиссии и ходовой в таких условиях и используется дифференциал. Но иногда он оказывается лишним.

Чаще всего это происходит зимой. Стоит попасть одним колесом на лед, то стронуться машина не сможет. Стоящая на льду покрышка будет крутиться в бешеном темпе, а другое колесо, стоящее на твердой поверхности, не пошевелится. Поэтому на автомобилях, использующихся на бездорожье, устанавливают блокирующийся дифференциал. Некоторые умельцы и на серийные модели для города предпочитают устанавливать такое приспособление.

Виды дифференциалов

В современном автомобилестроении используются несколько различных видов подобных приспособлений. Они все работают по разным принципам. И позволяют достаточно надежно в различных условиях блокировать дифференциал. При самостоятельной установке нужно подбирать тип блокировки, в зависимости от строения вашего автомобиля и особенностей эксплуатации:

Дисковая блокировка . В ее составе имеются фрикционные муфты. При разной нагрузке на колеса трение внутри этих муфт усиливается и дифференциал блокируется. Недостатком можно считать необходимость частой регулировки и высокие требования к трансмиссионному маслу;
Вискомуфта идеально подойдет для городского автомобиля. Работает она следующим образом. Внутри находятся диски и вязкая жидкость на основе силикона. При повышении нагрузки происходит нагрев муфты и затвердевание геля. Что вызывает жесткую сцепку дисков и равномерное распределение усилий. При снижении нагрузок остывает и блокировка отключается. Является вариантом плавной блокировки, которая возрастает по мере необходимости. Из-за риска перегрева практически не используется на серьезных внедорожниках;
Редуктор самоблокирующийся винтовой червячный . Это один из самых распространенных вариантов. Блокировка происходит следующим образом. При нормальном движении червеобразные винты двигаются абсолютно свободно. При изменении нагрузок они попадают в крайние положения и в итоге фиксируются в пазах. В таком положении дифференциал оказывается заблокирован. Как только нагрузки выравниваются, винты выходят из пазов. Такой вид наиболее простой в эксплуатации и довольно надежен;
Планетарный механизм . Здесь вместо сателлитов используются цепочки шариков. Срабатывает такой механизм при разнице между тягой двигателя и нагрузкой на колеса.

Тип блокировки выбирается в зависимости от особенностей эксплуатации автомобиля. Если вы используете автомобиль только в городских условиях, то лучше всего подойдет вискомуфта. При необходимости выездов за город, например, на дачу, лучше установить червячный редуктор или планетарный механизм.

Установка

Произвести установку блокировки дифференциала можно самостоятельно. Делается это достаточно просто. Никаких особых навыков вам не потребуется. Работа производится в следующем порядке:

Автомобиль устанавливается на яме или эстакаде;
Устанавливают противооткатные упоры, заднюю часть машины поднимают на домкратах;
Снимают колеса;
Демонтируют тормозные механизмы (барабаны или диски), способ выполнения работы зависит от конструкции вашей машины;
Откручиваются и снимаются полуоси;
Снимается карданная передача;
Снимается редуктор;
На место старого редуктора устанавливается блокирующийся;
Производится обратная сборка.

Подбор блокировки . Подобные редукторы производятся различными производителями. При выборе желательно обращать внимание на рекомендации изготовителя по установке. Чаще всего на упаковке можно увидеть подробный список моделей, для которых предназначена данная блокировка. Такой подход к подбору избавит вас от необходимости подгонки детали и ее длительной регулировки после установки.

Заключение . К сожалению, дорожные условия в нашей страны далеки от идеальных. Особенно ярко это ощущается в зимнее время. Поэтому многие автомобилисты задаются вопросом, как сделать и установить самоблокирующийся дифференциал своими руками. Ведь подобная доработка позволяет намного увереннее чувствоваться себя при поездках по заснеженным дворам. Стоит это не слишком дорого. Установка может быть произведена самостоятельно в обычном гараже. При правильном подборе запчасти никаких проблем возникнуть не должно.

Конструкция “классики” ВАЗ, как и последующих моделей (кроме ВАЗ 2121 и моделей на ее основе), не предусматривает возможности блокировки дифференциала. Автовладельцы, которым приходится ездить по бездорожью, стараются повысить проходимость своих машин, устанавливая блокировку самостоятельно.

Зачем же нужен самоблокирующийся дифференциал на ВАЗ 2107 и насколько оправдана его установка на автомобиль не предусматривающий такой конструктивной детали.

Как работает дифференциал и блокировка дифференциала

Дифференциал, от латинского “differentia” (“разница”) ー механизм, служащий для распределения крутящего момента между осями автомобиля. Этот узел является обязательным для любого авто. Самый распространенный дифференциал ー простой (классический или свободный). Зачем он нужен?

Автомобиль практически никогда не движется абсолютно прямолинейно. Водителю все время приходится маневрировать. При прохождении поворота длина пути, который проходят колеса, отличается. При отсутствии дифференциала колеса вращались бы синхронно, “наматывая” одинаковый путь. В этом случае одно колесо неизбежно буксовало бы, второе – тормозило. Результатом бы стал повышенный износ трансмиссии и покрышек, излишняя нагрузка на двигатель. Дифференциал устраняет жесткую связь колес одной оси, позволяя вращаться независимо, с разной скоростью. Работает классический дифференциал следующим образом.

У машины с двумя ведущими колесами имеется один дифференциал (межколесный). У полноприводного автомобиля дифференциалов три: два межколесных и один межосевой.

В “семерке” имеется один дифференциал (редуктор) заднего моста. Ведущая шестерня, приводимая в действие карданом, передает вращение паре шестерен полуосей, вращающих задние колеса. Усилие передается на ведомые шестерни сателлитами ー небольшими промежуточными шестернями. Они, являясь равноплечным рычагом, уравнивают передаваемые на полуоси усилия.

Пока автомобиль движется прямолинейно, колеса вращаются с одинаковой скоростью и сателлиты не вращаются. При вхождении в поворот или движении по неровной дороге угловая скорость колес начинает отличаться, как и усилие, требующееся для вращения колес. Сателлиты начинают вращаться, передавая крутящий момент на ось, которую крутить легче. Когда одно из колес начинает буксовать, автомобиль не может ехать Выглядит все это так:

Если одно колесо стоит, второе вращается с удвоенной скоростью (“за двоих”).
Если одно из колес буксует (скользит), второе, имеющее хорошее сцепление, получает тот же малый крутящий момент, дифференциал не может передать ему всю тягу.
Когда тяга, передаваемая на колесо, становится меньше сопротивления качению, автомобиль останавливается.
В результате буксующее колесо резко набирает обороты, а то, которое имеет хорошее сцепление с дорогой, останавливается.
Увеличение оборотов двигателя ведет лишь у увеличению скорости вращения забуксовавшего колеса.

Получается, дифференциал лишь мешает автомобилю выбраться из грязи песка или сугроба.

Блокировка дифференциала

Принудительная блокировка дифференциала используется на автомобилях, предназначенные для движения по бездорожью. При блокировке вращение сателлитов стопорится и оси колес начинают вращаться с одинаково скоростью. Это помогает преодолеть сложный участок, но увеличивает расход топлива, износ агрегатов и покрышек. Поэтому после преодоления участка плохой дороги блокировку выключают.

Существуют дифференциалы с автоматическим выключением блокировки при разгоне до достаточной скорости или агрегаты, не позволяющие включить блокировку, пока скорость не будет снижена до минимальной.

Есть автомобили с более сложной и дорогой автоматической блокировкой дифференциала, в которых блокировка происходит лишь тогда, когда одно колесо или одна ось начинает буксовать.

Виды автоматической блокировки дифференциала на Ваз 2107

Экстремальные “варварские” необратимые методы типа заваривания сателлитов и установки “преднатяга” редуктора использовать категорически не рекомендуется. Существуют другие способы блокировки дифференциала при необходимости.

Дисковая блокировка. На дифференциал устанавливаются фрикционные муфты, которые начинают проворачиваться относительно друг друга при неравномерном вращении колес. Если разность угловых скоростей колес велика, сила трения между муфтами растет и дифференциал блокируется. Такой способ блокировки требует специального трансмиссионного масла и имеет определенные недостатки. Из-за износа дисков необходимо часто проводить регулировку узла.

Блокировка с вискомуфтой (вязкостной муфтой). Принцип работы вискомуфты напоминает работу дисковой блокировки дифференциала. Отличие состоит в в том, что вискомуфта имеет множество липких дисков, которые погружены в вязкую жидкость. Силикон, составляющий основу жидкости, твердеет при нагреве. Если угловая скорость одной оси больше другой, жидкость нагревается, твердеет и обеспечивает жесткое сцепление дисков. Этот вид блокировки срабатывает плавно, но по мере нагрева и застывания жидкости эффект нарастает и продолжается, пока колеса не начнут вращаться одновременно и температура не снизится. Плюс такого решения состоит в отсутствии необходимости частого обслуживания узла. Особенность работы вискомуфты в том, что для ее работы требуется полная герметичности пространства, заполненного гелем. Вискомуфты эффективно работают лишь при непродолжительной пробуксовке и устанавливаются на “паркетные джипы”. Для долгих поездок по бездорожью они не подходят – узел перегревается.

Винтовой червячный редуктор. Это самый надежный из видов блокировки. При движении по прямой червячные винты свободно вращаются. При наличии разницы угловых скоростей полуосей винты попадают заходят в крайние положения где фиксируются в пазах. При их фиксации срабатывает блокировка. Время срабатывания дифференциала зависит от конструкции (профиля) винта. Когда угловые скорости полуосей выравниваются, винты выходят из пазов и дифференциал возобновляет работу. Такая система не требует специального масла, подходит обычное трансмиссионное. Узел отличается большим сроком службы, сравнимым со сроком службы “родного” дифференциала. Благодаря этому блокировка дифференциала ВАЗ 2107 с использованием винтового червячного редуктора популярна среди владельцев “семерки”.

Планетарная блокировка дифференциала (схема Красникова). Механизм похож на обычных дифференциал, но в нем вместо шестеренок-сателлитов используются цепочки шариков. Блокировка происходит не из-за разности скоростей вращения колес, а при появлении различий между тягой двигателя и осевой нагрузкой. Такой вариант дифференциала ВАЗ 2107 несколько дешевле, чем винтовой червячный дифференциал.

Особенности различных типов блокировки. Что выбрать

Постоянная блокировка дифференциала необходима лишь для внедорожников, которые, подобно тракторам, никогда не выезжают на асфальтовое покрытие.

После установки дисковой блокировки понадобится постоянно проводить ее регулировку. Также придется покупать специальное дорогостоящее трансмиссионное масло. В данном виде блокировке присутствует небольшой постоянный момент трения, который ухудшает управляемость автомобиля и становится причиной повышенного расхода топлива и износа покрышек. При работе фрикционов они интенсивно изнашиваются, следовательно, при частой езде по плохой дороге, когда автомобиль буксует, узел быстро износится. Поэтому дифференциал ВАЗ 2107 обычно не блокируют таким способом.

Вискомуфта имеет большую инерционность срабатывания, зачастую перегревается или включается не вовремя, с опозданием. Не подходит для бездорожья, но хороша в городских условиях. Из-за сложности и дороговизны не применяется для модернизации “классики” ВАЗ.

Винтовая и планетарная блокировки наиболее подходят для установки на ВАЗ 2107. Они не только хорошо работают в условиях заснеженного города, но и подходят для любителей автотуризма, путешествующих по проселочным дорогам. Но для серьезного бездорожья такая блокировка не подойдет.

Преимущества и недостатки самоблокирующихся редукторов на Ваз 2107

Сначала перечислим преимущества, которые предоставляет блокировка на ВАЗ 2107:

повышенная тяга ведущих колес в любых условиях;
хорошая проходимость по песку, грязи и снегу;
улучшение динамики разгона;
хорошее прохождение поворотов.

Но блокирующийся дифференциал имеет “свою цену”:

ухудшается управляемость на заднеприводных автомобилях, к которым относится ВАЗ 2107;
становится сложнее удержать автомобиль при разгоне;
увеличивается склонность “семерки” к заносу при прохождении поворотов;
появляются звенья повышенного трения, которые приводят к увеличению скорости износа и расхода топлива.

Основной особенностью работы стандартного дифференциала является то, что в случае пробуксовки ведущей оси на другое колесо начинает передаваться крутящий момент, которого не хватает для нормального движения. Дифференциал самоблокирующийся используется для того, чтобы повысить крутящий момент на колесе, обеспечивая более эффективное сцепление.

Как его сделать?

Самоблокирующийся

Такой дифференциал, по своей сути, представляет промежуточное устройство между полной блокировкой и абсолютно свободным дифференциалом, потому что с его помощью можно в случае необходимости реализовать основные возможности и того, и другого.

Самоблокирующиеся дифференциалы на УАЗ и другие отечественные автомобили устанавливаются двух типов:

Блокирующийся от разницы между крутящими моментами.
Блокирующийся от разницы между угловыми скоростями колес.

Последний тип включает в себя дисковый, с вязкостной муфтой, а также дифференциал с системой электронного блокирования. От разницы между крутящими моментами блокируются так называемые червячные самоблокирующиеся дифференциалы. На УАЗ и другие автомобили устройства устанавливаются ситуативно под особенности эксплуатации каждого отдельного авто.

Дисковый

Дисковый дифференциал - это симметричное устройство, в конструкцию которого входит один или же одновременно несколько пакетов фрикционных дисков, при этом стоит отметить, что определенная часть дисков имеет жесткую связь с корпусом самого элемента, в то время как другая часть объединена с полуосью.

Основной принцип действия, который имеет дисковый дифференциал увеличенного трения, использует в качестве основы силу трения, которая появляется из-за разницы скоростей вращения установленных полуосей.

Если присутствует прямолинейное движение, при этом корпус дифференциала и корпус полуоси вращаются с абсолютно одинаковой скоростью, пакет фрикционных дисков начинает вращаться как единое целое. Если же увеличивается частота вращения какой-либо одной из используемых полуосей, то в таком случае соответствующая ей часть дисков, установленная в пакете, будет уже вращаться с более высокой скоростью. При этом между несколькими дисками образуется сила трения, которая исключает возможность повышения частоты вращения. Таким образом, крутящий момент на полностью свободном колесе растет, чем и обеспечивается частичная блокировка устройства.

В зависимости от того, как именно изготавливался самоблокирующийся дифференциал (своими руками или на производстве) степень сжатия дисков может быть переменной или же фиксированной.

Дисковый дифференциал типа LSD используется в качестве межколесного в различных спортивных автомобилях, а также часто встречается в качестве межосевого в машинах, отличающихся повышенной проходимостью. Также редко можно встретить такой самоблокирующийся дифференциал на ВАЗ-2107.

Вязкостная муфта

Вязкостная муфта представляет собой определенный комплект нескольких близко расположенных между собой перфорированных дисков, некоторые из которых объединяются с корпусом дифференциала, в то время как вторая часть соединяется с приводным валом. Диски размещаются в абсолютно герметичном корпусе, который заполняется специализированной силиконовой жидкостью высокой вязкости.

В процессе вращения корпуса дифференциала и приводного вала с одинаковой скоростью данный блок начинает вращаться как единое целое. Если же увеличивается скорость вращения вала, то в таком случае часть дисков, которая ему соответствует, также увеличивает свою скорость, перемешивая таким образом силиконовую жидкость. В связи с этим жидкость твердеет и осуществляется блокирование. В то же время на другом валу увеличивается крутящий момент, и когда равенство полностью восстанавливается, жидкость утрачивает свои свойства, вследствие чего муфта вновь переходит в разблокированное состояние.

В связи с тем, что вискомуфта имеет достаточно большие геометрические размеры, ее часто используют для того, чтобы установить межосевой самоблокирующийся дифференциал на ВАЗ-2107. Также ее использование может осуществляться абсолютно самостоятельно в различных системах полного привода, которые подключаются автоматически.

Из-за особенностей своей конструкции у вискомуфты присутствует определенная инерционность, а также она является склонной к нагреву и в случае торможения может конфликтовать с антиблокировочной тормозной системой, вследствие чего на сегодняшний день ее практически не устанавливают на современные автомобили.

Червячный

В последнее время часто устанавливается червячный самоблокирующийся дифференциал на «Ниву-Шевроле» и другие подобные автомобили. При помощи такого элемента обеспечивается полностью автоматическая блокировка в зависимости от разницы между крутящими моментами на полуоси и корпусе. В том случае, если колесо проскальзывает, и при этом снижается крутящий момент, дифференциал начинает блокироваться, вследствие чего крутящий момент передается на другое колесо. При этом стоит отметить, что блокировка является частичной, а ее степень непосредственно зависит от того, насколько сильно упал крутящий момент.

Главной особенностью червячной шестерни можно назвать то, что она может заставлять вращаться также другие шестерни, в то время как ее они раскручивать не могут. При этом стоит отметить, что червячная шестерня способна расклиниваться, и именно это свойство используется для того, чтобы частично заблокировать самоблокирующийся дифференциал. Отзывы пользователей наиболее лестно отмечают устройства Qualife и Torsen.

Как устанавливать?

Установка дифференциала может осуществляться самостоятельно или с помощью специалистов, но самостоятельную установку проводить следует только в том случае, если есть все соответствующие инструменты, а также определенные навыки работы с ними. Если вы все-таки решили, что можете установить самоблокирующийся дифференциал на «Ниву-Шевроле» или любой другой автомобиль самостоятельно, вам нужно будет придерживаться несложной инструкции. Стоит отметить, что инструкция является актуальной для преимущественного большинства автомобилей, поэтому рекомендуется всецело ей следовать.

Инструкция

Установка самоблокирующегося дифференциала осуществляется следующим образом:

Первоначально напрессуйте внутренние кольца подшипников на все шейки собранного устройства таким образом, чтобы между торцами внутренних колец подшипников, а также торцами коробки саттелитов присутствовал зазор приблизительно 3,5-4 мм.
Самоблокирующийся дифференциал своими руками устанавливается в сборе в кратер, после чего устанавливается прокладка, а также крышка картера. При помощи гаек и болтов нужно максимально равномерно объединить между собой половины моста.
Заново открутите болты, снимите крышку, достаньте дифференциал и при помощи щупа проведите замер зазоров между торцами коробки саттелитов и внутренних колец подшипников.
Нужно выбрать подходящий комплект прокладок под ваш винтовой самоблокирующийся дифференциал, при этом важно максимально правильно рассчитать их толщину по следующей формуле: S = A + B + 0,1. В данном случае S - это непосредственно сама толщина прокладок, в то время как А и В - это зазоры между торцами коробки сателлитов и внутренних колец подшипников.
Теперь внутренние кольца подшипников дифференциала полностью снимаются. Подобранный пакет прокладок разделяется приблизительно пополам, после чего прокладки устанавливаются непосредственно на шейки коробки саттелитов, а также до упора напрессовываются внутренние кольца подшипников.

Как осуществляется регулировка?

Если вами устанавливался самоблокирующийся дифференциал на ВАЗ или другие отечественные автомобили, можно произвести регулировку бокового зазора шестерен следующим образом:

В картере устанавливается дифференциал в сборе с отрегулированными подшипниками.
Далее осуществляется монтаж прокладки непосредственно на плоскость разъема картера, после чего картер закрывается крышкой и надежно закрепляется с помощью болтов.
Осуществляется замер бокового зазора между зубьями ведомой и ведущей шестерен, который должен иметь значение на уровне 0,2-0,6 мм. Замер в обязательном порядке должен осуществляться на фланце ведущей шестерни, и проводить его нужно на радиусе 40 мм. Боковой зазор должен регулироваться путем перестановки нескольких прокладок с одной стороны коробки на другую. В том случае, если прокладки снимаются со стороны ведомой шестерни, то в таком случае зазор в зацеплении должен быть увеличенным, а если же прибавляете, то он уменьшается.
Прокладки должны переставляться без изменения их количества, так как в противном случае могут появиться всевозможные нарушения натяга подшипников дифференциала.
Тщательно проверьте зацепление шестерен по всему пятну контакта.

Таким образом, вы не только установите, но и нормально отрегулируете дифференциал самоблокирующийся, обеспечив его нормальную работу.