Дифференциал: разделять и раздавать

1_no_copyright

ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ

Первые конструкции, принципом работы напоминающие дифференциал, появились в Китае еще до нашей эры. В 1720 году Джозеф Вильямсон использовал дифференциальный механизм в часах, чуть больше века спустя Ричард Робертс запатентовал дифференциал для дорожной техники. 1897 год: дифференциал впервые установлен на паровой автомобиль Ширера. Начало 80-х годов прошлого века: самоблокирующиеся дифференциалы приходят в автоспорт, а потом постепенно переселяются и на дорожные версии. На сегодняшних автомобилях распределение крутящего момента по колесам все чаще контролирует электроника.

ЧТО ТАКОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛ?

Устройство свободного дифференциала:

Устройство свободного дифференциала

1 — шестерни полуосей;

2 — ведомая шестерня главной передачи;

3 — ведущая шестерня главной передачи;

4 — сателлиты;

5 — корпус.

В автомобиле это устройство делит крутящий момент между правым и левым колесами (такой дифференциал называют межколесным) либо между передней и задней осями (межосевой дифференциал). Устройство полезное, например, в поворотах, когда внутреннее колесо вращается медленнее наружного. И одновременно вредное, когда автомобиль беспомощно буксует в грязи или на льду.

КАК РАБОТАЕТ ДИФФЕРЕНЦИАЛ

Крутящий момент через ведомую шестерню главной передачи передается на корпус и сателлиты, которые находятся в зацеплении с шестернями полуосей. Когда колеса крутятся с одинаковой скоростью, сателлиты неподвижны относительно своей оси (рис. а):

4_no_copyright

Но едва угловые скорости начинают различаться — одна из покрышек пробуксовывает или автомобиль проходит поворот, — сателлиты приходят в движение, компенсируя разницу в оборотах правого и левого колес (рис. б):

5_no_copyright

СПОРНЫЕ МОМЕНТЫ

Чтобы реализовать крутящий момент на колесе, должна быть противодействующая сила. Один из самых наглядных примеров — колодец. Противодействующую силу в этом случае создает ведро с водой, тянущее своим весом веревку вниз. Чтобы поднять ведро, нужно приложить достаточное усилие к ручке. Как раз это усилие, помноженное на плечо (в этом случае — длина ручки колодца), и называют крутящим моментом.

6_no_copyright

А что произойдет, если веревка оборвется? Ведро упадет, а вместе с ним уйдет и противодействующая сила. А коли нет противодействия, нет и крутящего момента. Барабан будет крутиться вхолостую, не совершая никакой полезной работы. Точно так же происходит, когда одно из колес попадает на скользкое покрытие. Противодействующая сила практически отсутствует, ведь колесу не за что зацепиться, следовательно, падает до нуля и крутящий момент. Так как свободный дифференциал делит тягу пополам, то же происходит и на соседнем колесе.

7_no_copyright

Поднять крутящий момент просто: нужно создать противодействующую силу, например придержать, создав блокировку, противоположное буксующее колесо.

ПРОВЕРЬТЕ СЕБЯ

Перед вами схема классического постоянного полного привода с тремя свободными симметричными дифференциалами (например, трансмиссия «Шевроле-Нива»):

8_no_copyright

В обычных условиях момент равномерно расходится на все четыре колеса — по 25% на каждое. Одно из колес попало на идеально гладкий лед. Коэффициент сцепления падает до нуля, крутящий момент тоже. А каково будет его значение на трех других колесах? Изменится ли что-то, если заблокировать межосевой дифференциал?

Свободный симметричный дифференциал делит крутящий момент между колесами поровну. Соответственно, если он не реализован на одном колесе, то нет его и на другом. Между осями установлен такой же симметричный дифференциал. Значит, если на задней оси крутящий момент равен нулю, то такое же значение и на передней. Таким образом, тяга на всех ведущих отсутствует — одно колесо беспомощно крутится, а остальные стоят неподвижно.

Заблокируем дифференциал — получилась жесткая связь между осями. Теперь на передних колесах крутящий момент по-прежнему ноль, а вся тяга идет назад — соответственно по 50% на каждое колесо.

КАКИЕ ЕЩЕ БЫВАЮТ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ?

9_no_copyright

Свободный симметричный дифференциал на современных автомобилях чаще всего используют как межколесный. Между осями крутящий момент обычно перераспределяют несимметричные дифференциалы (делят тягу не поровну) — повышенного трения и управляемые электроникой. Они сложнее и дороже, чем классический вариант, но в большинстве случаев при правильной настройке помогают эффективнее распределять крутящий момент. Дифференциалы устанавливают даже на радиоуправляемые модели. Устройство и принцип их работы — как у настоящих (на фото).

Подробнее о дифференциалах смотри в нашей Энциклопедии: ссылка

4 простых приема, чтобы не буксовать

Меньше газа!

Главный принцип езды на любом скользком покрытии — грамотно дозировать тягу. Если ведущие колеса уже начали буксовать, попробуйте плавно уменьшить тягу, чтобы не дать колесам прокручиваться и уже окончательно не забить снегом или грязью протектор шин и не «закопать» автомобиль.

На машине с механической коробкой важно почувствовать грань, за которой двигатель заглохнет, — грамотно выбрать передачу. Трогаясь на автомобиле с механической коробкой на скользком покрытии с пробуксовкой, нужно максимально быстро перейти с первой на вторую передачу (на машинах с автоматами это, по сути, зимний режим, который на многих моделях можно включить принудительно). А дальше, когда автомобиль уже тронулся, на скользком участке тяга, опять же, должна быть по возможности стабильной — без резкого прибавления и уменьшения газа.

Только прямо!

На любом скользком покрытии, способствующем пробуксовке, руль надо вращать плавно и по возможности на минимальные углы. Выехать из снега, песка, грязи куда проще с прямыми колесами, чем с вывернутыми, увеличивающими сопротивление качению. А уж когда автомобиль более ли менее уверенно поехал, можно вращать руль, но без резких движений и больших углов, выбирая, по возможности, соответствующую траекторию. В снегу иногда перед тем, как тронуться, полезно на месте пару раз провернуть колеса влево-вправо, как бы создав им стартовую площадку. Но стартовать надо все равно прямолинейно.

Нельзя вперед? Поедем назад!

Когда машина начала буксовать уже основательно, добавлять газ, все сильнее раскручивая колеса остановившегося автомобиля, уже бессмысленно. Только глубже закопаетесь, заодно перегревая и уродуя сцепление или автоматическую коробку.

Нельзя вперед? Попробуйте назад! Иногда достаточно отъехать всего-то сантиметров на десять, и этого «плацдарма» хватит, чтобы миновать критический участок (помня о ровной тяге и максимально прямых колесах!). Такую процедуру можно проделать и несколько раз. Особенно этот прием (на шоферском сленге — раскачка) эффективен на автомобиле с механической коробкой. При умелом быстром переключении с задней передачи на первую заставить машину набрать уверенный ход удается очень часто.

Автоматические коробки раскачки не позволяют. О чем, кстати, не стоит забывать, оказавшись на опасном, скользком участке. Но отъехать немного назад для разгона уж точно стоит попробовать.

Только вперед!

Иногда проще миновать скользкий участок — скажем, заснеженный подъем — с разгона, что называется, ходом. Если речь идет о заснеженной площадке, делать это можно, лишь зная, что под снегом нет препятствий: больших камней, открытых колодцев или, например, ржавой арматурины, то есть на хорошо знакомом месте. Тогда, набрав скорость, на второй-третьей передаче и не меняя (в крайнем случае, лишь по необходимости немного и очень плавно прибавляя газ) тяги, с максимально прямыми колесами форсируем снежную, или грязевую преграду.

Эти нехитрые приемы все же требуют тренировки, которую лучше провести заранее — до того, как машина забуксовала уже безнадежно. Почувствуете себя гораздо увереннее, да и машина целей будет.

• Как нельзя ездить в плохую погоду, узнайте тут.

Машина забуксовала зимой.5 способов выехать.

Зима 2019-20 года, не способна похвастать гололёдом или снегопадом. К сожалению, или счастью (решать читателям). Эти снежные заносы, пробуксовки и скольжение, теперь появиться только через год. Но зима если не в этом году, так в следующем, придёт. У «бывалых», с этим проблем нет. Новички же, столкнувшись с забуксовавшей машиной, испытывают ужас и панику.

Автомобили последних поколений, оборудованы датчиками и механизмами, облегчающими жизнь водителю. Однако эти «приблуды» не в состоянии вытолкать застрявший в снегу автомобиль, без привлечения смекалки и содержимого багажника(Чрезвычайно значима спецподготовка автомобиля к зиме).

Нельзя забывать, что как только, выпадает первый снег, в багажник «переезжает»: лопата, пакет песка, цепи(антискольжения), ломик (или фомка) и домкрат.

Помимо того, что багажник укомплектован, автомобилист вспоминает правила езды по снежной дороге: Первое, это не останавливаться; двигаться на 1-2 передаче; стараться не лечь на днище и не «газовать».

Если следовать перечисленным советам, то проблем зимой не возникнет. Но если по неосторожности, несчастье таки произошло то выполните два действия, а уже затем приступайте к ниже перечисленным способам.

Итак, первое: надо успокоится и не допустить паники. Люди торопятся на работу, спешат отвезти детей в школу или садик, опаздывают к врачу или на собеседование. По этому поддаваясь панике в попытке выехать начинают давить на газ. Бездумное зарывание машины еще глубже приводит к тому что машину без буксира уже не выдернуть. По этому первое это спокойствие и разумный подход.

Второе это оценка ситуации. Дело в том что важна оценка где и на чём застряла машина. Например прокручиваются колеса по снегу или по льду (под снегом в котором буксует автомобиль возможен лёд). Или машина наехала на препятствие (камень, слипшийся снег, яма).

Итак, проанализировав ситуацию выберите подходящий способ. Уверен хоть один сработает. На 100%.

Способ 1: Если под колесами которые буксуют, оказался лёд, то посыпьте песком или солью(заранее приготовленном в багажнике). Но если летом было не до комплектации автомобиля к зиме то воспользуйтесь ковриками(автомобильными). При движении старайтесь двигаться на гране «глохнущего» двигателя. То есть скорость приравнивается к 11-17 км/ч.

Способ 2: Теперь дедушкин вариант. Как правило, срабатывает 100%. Раскачивайте автомобиль. Включая первую передачу, а затем, резко заднюю. Тем самым, автомобиль как бы толкается вперед, а затем назад. Учитывайте, что если машина с задним приводом, то начинать надо с движения назад. И наоборот «переднеприводная», начинает с движения вперед. 99% считают такой способ не подходящим для «автоматчиков». Но это заблуждение. Операции идентичные и только на газ, нажимайте плавно и ласково.

Способ 3: Известно, что при попытке выехать, колеса выравниваются. Но если первые два способа не помогли, то и терять уже нечего. Возьмите в руки лопату и очистите место для маневра. Затем, пробуйте выезжать вращая колесами. Возможно, получится обойти препятствие, мешающее покинуть «снежную ловушку».

Способ 4: В начале статьи писалось, что автомобиль готовый к зиме, не боится не чего. Поэтому, если «дело дрянь», доставайте цепи (на колеса), одевайте и выезжайте без проблем. На памяти, не было ни единого случая, что бы цепи подвели.

Способ 5: Сомневаюсь что выше описанные 4 способа не помогли. Но известны примеры когда и невозможное случается, а поэтому ловите 5-й способ. Приспустить колёса. Только не сдувайте колеса до нуля, приспустить означает ослабить на 0,5-0,7 атмосферы. Для нормализованного зацепления с дорогой.

Давайте начнём подводить результаты. Забуксовать способен и опытный автомобилист и новичок. Но вот выехать самостоятельно сможет тот, кто подготовлен к зиме. Поэтому, не забывайте о зимней резине, лопате(складной, или самодельной, или китайской с алиэкспресс, кусок пластмассы который сойдет как лопата), цепях на колёса и мешка с песком (0,5 кг).

Так же, не забывайте правила вождения, о которых писалось выше. По снегу двигайтесь медленно, без остановок, на первых передачах. Движение плавное и даже если кажется, что можно ускорится, или замедлится, делать этого нельзя категорически. Для ориентировки, обороты двигателя 1600-1900.

Коснемся парковки. Работа ЖКХ своеобразная, поэтому не редко парковаться приходится, в сугроб. Или на место, сильно заснеженное. Тут два совета. Первый, для ленивых и второй, для трудолюбивых. Для ленивых: припарковавшись, накатайте себе колею (назад и вперёд), по которой будете выезжать. Утром, это «сыграет на руку». Но профессиональный способ, это конечно взять лопату и почистить.

Надеюсь, советы помогут новичкам и «бывалым», больше не опасаться снежных зим и сугробов. Подписывайтесь. Жмите палец вверх. Если что пропустил, то пишите в комментариях. До свидания.

Почему буксует «зимняя резина»?

— Еще перед наступлением холодов купила на рынке и установила на автомобиль зимнюю резину. Однако во время снегопадов оказалось, что машина буксует, на гололеде не тормозит и, вообще, ведет себя неадекватно, хотя продавец утверждал, что износ шин всего 10%. Почему так?

На вопрос читательницы отвечает специалист шинного центра «ШиноМото» Аркадий ИЛЬИН.

— Производители автомобильных шин выпускают множество самых разных моделей, и, к сожалению, читательница не указал марку шины, чтобы можно было рассмотреть конкретный случай, поэтому расскажем о проблеме в общем.

Зимние шины бывают шипованные и нешипованные. Во многих странах эксплуатация шипованных шин на дорогах общего пользования запрещена, в том числе и в Японии. Это связано с тем, что шипы, разрушая при движении асфальтовое покрытие, приводят к образованию канцерогенной пыли. Поэтому наиболее распространенной «обувью» для автомобиля там являются фрикционные нешипованные шины. Производители используют различные инновационные технологии, чтобы сцепление зимних шин со скользким дорожным покрытием было максимальным. В состав резины вводятся различные наполнители, кристаллические гранулы, структура делается микропористой. Фрикционная зимняя резина, как правило, более мягкая, чем летняя, что позволяет ей сохранять сцепные свойства на морозе и лучше справляться с движением по снегу.

Однако даже сами производители зимних фрикционных шин подчеркивают, что эффективные свойства покрышки сохраняются лишь в течение определенного времени. По мере износа стирается гранулированный кристаллами слой, меняют заданную форму микропоры, происходит общее старение шины. После этого производитель не дает гарантии на сохранение эксплуатационных качеств шины. А когда высота протектора снижается до 5 мм, прямо указывает на запрет эксплуатации такой резины в качестве зимней.

У нас же автомобилисты, как правило, покупают на рынках подержанные фрикционные шины из Японии с высотой протектора в лучшем случае 6-7 мм, то есть практически подошедшие к критической точке. Плюс умудряются ездить на таких шинах не только зимой, но и летом, когда за один сезон на наших дорогах стачивается до 3 мм резинового покрытия. Неудивительно, что зимние свойства такой резины равны нулю, хотя выглядят они вполне презентабельно. Поэтому частые пробки на обледенелых дорогах Владивостока — результат массового появления на дороге автомобилей, обутых в зимние, казалось бы, шины, но с полностью выработанным эффективным ресурсом.