Межосевой дифференциал на уаз

Межосевой дифференциал — устройство и принцип функционирования

Конструкция межосевого дифференциала с вязкостной муфтой

1 — Ведомая шестерня раздаточного механизма
2 — Ведущая шестерня раздаточного механизма
3 — Вязкостная муфта

4 — Межосевой дифференциал с вязкостной муфтой
5 — Вал ведущей шестерни главной передачи
6 — Ведомый (вторичный) вал
Конструкция вязкостной муфты межосевого дифференциала

1 — Кольцо X-образного сечения
2 — Уплотнительное кольцо
3 — Дистанционное кольцо
4 — Диск наружного зацепления

5 — Диск внутреннего зацепления
6 — Кольцо X-образного сечения
7 — Задняя боковая шестерня

Описание процедур снятия, обслуживания и установки межосевого дифференциала приведено в Разделе Снятие, обслуживание и установка межосевого дифференциала.
Конструкция

Межосевой дифференциал выполнен по планетарной симметричной схеме на конических шестернях. Конструктивной особенностью используемого на рассматриваемых в настоящем Руководстве моделях межосевого дифференциала является применение вязкостной муфты.

Межосевой дифференциал выполняет две функции: распределение крутящего момента двигателя между приводными валами передних и задних колес и погашение различия в скоростях вращения передних и задних колес.

Крутящий момент двигателя передается межосевому дифференциалу от ведомого (вторичного) вала трансмиссии, распределяясь затем между валом ведущей шестерни главной передачи (напрямую через конические шестерни) и карданном валом (через ведущую и ведомую шестерни раздаточного механизма).

При нормальном сцеплении передних и задних колес с дорожным покрытием, обеспеченным адекватным распределением крутящих моментов рабочая функция конических шестерен дифференциала ограничивается вязкостной муфтой.

В корпусе вязкостной муфты установлено несколько расположенных поочередно дисков (пластин) наружного и внутреннего зацепления. В герметично закрытую полость, образуемую корпусом и задней боковой шестерней дифференциала, залита воздушно-силиконовая масляная смесь.

Часть дисков муфты оборудована наружными шлицами, входящими в зацепление с корпусом межосевого дифференциала. На шлицы же дисков внутреннего зацепления посажена боковая шестерня.

Для разводки дисков наружного зацепления между ними устанавливаются специальные дистанционные кольца. Между дисками внутреннего зацепления такие кольца не предусмотрены, что обеспечивает определенную свободу их перемещения в осевом направлении.

Два выполненных в виде колец Х-образного сечения уплотнителя, предотвращают вытекание из муфты силиконового масла в случае повышения ее давления при большой разнице в скоростях вращения передних и задних колес.

Потери силиконового масла вязкостной муфты чреваты выходом сборки из строя! Давление внутри муфты может значительно повышаться, когда скорости вращения передних и задних колес заметно отличаются друг от друга в течение длительного времени, например, во время буксировки транспортного средства с отрывом одной из осей от земли.
Распределение крутящего момента двигателя при нормальном движении автомобиля

1 — Крутящий момент двигателя
A — К переднему дифференциалу

B — К заднему дифференциалу
При отсутствии разности скоростей вращения передних и задних колес межосевой дифференциал передает крутящий момент двигателя на передние и задние колеса в отношении 50:50, а при возникновении такой разности, производит ее контролируемое гашение ее при помощи вязкостной муфты.

При прямолинейном движении транспортного средства с постоянной скоростью по ровной дороге все колеса вращаются с одинаковой скоростью и межосевой дифференциал равномерно распределяет крутящий момент двигателя между передней и задней осями. Так как диски наружного и внутреннего зацепления вязкостной муфте остаются неподвижными друг относительно друга, момент сдвига между ними не возникает. Во время совершения поворотов при низких скоростях движения разница в скоростях вращения возникает не только между правыми и левыми, но также и между передними и задними колесами, — передние колеса вращаются быстрее задних. Задачей межосевого дифференциала является погашения данной разницы с целью обеспечения плавности движения и продления срока службы покрышек. Несмотря на незначительность разницы скоростей вращения колес в данных условиях, работа вязкостной муфты приводит к перераспределению крутящего момента двигателя в пользу задней оси.

Обычный с виду «УАЗ-Патриот» демонстрирует чудеса проходимости. Дело в том, что в его мостах стоят шариковые дифференциалы ДАК.

00-DAK-zr07-09

Как известно, классический дифференциал, который еще именуют свободным, имеет весьма существенный недостаток: большую часть мощности он передает на то колесо, которое в меньшей степени способно ее реализовать. Наверняка многие попадали в такую ситуацию, когда одно из колес, оказавшись на льду или в яме, беспомощно шлифует поверхность, а второе, хотя и имеет нормальный контакт с дорогой, стоит на месте. Для борьбы с врожденным недостатком конструкторы придумывают различные схемы блокировок — от ручных до автоматических, приводимых в действие гидравликой, электроникой или за счет трения. Однако ручные системы отвлекают от управления машиной, да и автоматика не без греха, поскольку срабатывает от разности скоростей колес, отчего не может заблокировать дифференциал мгновенно. Но главное, что каждый из таких узлов сложен, громоздок и недешев.

ДАК — дифференциал автоматический Красикова — состоит всего из пяти деталей (не считая крепежа и шариков), имеет те же габариты, что и классический узел, да и весит примерно столько же. Принцип работы красив и прост — он подробно описан на сайте разработчика: www.dak4x4.com. В поворотах или на кочках, когда колеса вращаются с разной скоростью, соединенные с полуосями шнеки просто перекатывают шарики по замкнутым цепочкам — налицо все признаки свободного дифференциала. Но так происходит только до тех пор, пока оба колеса реализуют равный или близкий к равному крутящий момент. Стоит одному из колес потерять контакт с покрытием, как шарики распираются в каналах и закусывают шнеки, не позволяя последним проворачиваться друг относительно друга — узел заблокирован. Когда же колеса вновь окажутся в равных условиях по моменту, дифференциал автоматически разблокируется.

02 DAK zr07–09_sm

Степень блокировки зависит от многих факторов — от угла нарезки шнеков, количества каналов, диаметра шариков, а также направления вращения корпуса дифференциала, ведь в одну сторону распирает все шарики от места сопряжения шнеков, а в другую — только ту часть, что контактирует непосредственно со шнеками. Поэтому в первом случае достигается 100-процентная блокировка, а во втором — 90-96-процентная. Ну или наоборот — это зависит от направления шнеков и установки узла. Так, у протестированного «Патриота» спереди и сзади стоят одинаковые ДАКи, но приводятся с разных сторон, поэтому при движении вперед дифференциал заднего моста блокируется полностью, а переднего — лишь частично. При движении же задним ходом — наоборот.

На что способна такая машина в сравнении с обычной, лучше один раз увидеть! Все попытки сделать эффектный кадр, когда вывешенный по диагонали «уазик» тронется с места с пробуксовкой, так и не увенчались успехом. Машина уверенно стартует даже с неподключенным передним мостом, причем висящее в воздухе заднее колесо вращается не быстрее нагруженного! Неудивительно, ведь скорость срабатывания такого дифференциала зависит от суммарного зазора в цепочке шариков, который составляет всего 0,2–0,6 мм. Чтобы выбрать этот мизер, вывешенному колесу достаточно провернуться лишь на пару градусов, после чего шарики, гонимые шнеками в разные стороны, столкнутся «лбами» и заблокируют дифференциал. Кстати, в этом состоянии он может пребывать сколь угодно долго, ведь все его детали становятся неподвижными, а стало быть, не трутся и не нагреваются. Был даже случай, когда на машине выбирались из глуши со сломанной полуосью (www.uazbuka.ru).

03 DAK zr07–09

А вот сам дифференциал сломать непросто: он в несколько раз прочнее классического, поскольку почти лишен воздушных полостей. Впрочем, один случай разработчики припоминают, но тогда всему виной была кустарная закалка шнеков, один из которых лопнул. Машина при этом продолжала нормально ездить, ведь обломкам деться некуда — их со всех сторон поджимают другие детали. Такие особенности конструкции особенно придутся по душе военным.

Единственный недостаток узла — для его изготовления требуется высокоточное оборудование, а заготовки должны иметь однородную структуру. Если с первым у производителя проблем нет, то со сталью беда. Из-за ее неоднородности уводит сверла и фрезы, отчего порой не удается достичь требуемой геометрии, в первую очередь корпуса. Однако даже «кривые» дифференциалы успешно трудятся на многих «газелях», «волгах», «жигулях» и прочих авто, разве что периодически неприятно пощелкивают. Скорее всего, без дополнительного цикла заготовок старения решить эту проблему не удастся.

04 DAK zr07–09

НАША СПРАВКА

Первый образец шарикового дифференциала был изготовлен в 2002 году. В настоящее время узел запатентован в 36 странах, в том числе в США и Китае. Однако подделки на рынке встречаются, ведь на родине изделия, в Челябинске, делают лишь 50–100 узлов в месяц — маловато при имеющемся спросе. Разработчик надеется, что, несмотря на кризис, удастся достроить здание цеха, закупить дополнительное оборудование и организовать массовое производство, что позволит снизить цену изделий на первом этапе до 6–7 тыс. руб., а в будущем — до уровня стоимости классического дифференциала. Впрочем, и при нынешних 14–19 тыс. руб. (цена зависит от модели авто) от покупателей нет отбоя. Чему удивляться, если, например, столичные дилеры УАЗа просят за уступающий ДАКу по характеристикам дифференциал «Квайф» (боится перегрева, блокируется на 60%) около 21 тыс., а за механизм с ручной блокировкой — от 30 тыс. руб. (вместе с установкой).

УАЗ Патриот относится к автомобилям класса внедорожников, а из этого следует, что обязательным его дополнением должен быть полный привод всех четырех колес. Действительно, внедорожник оснащен такой функцией, что дает ему возможность выбираться из любых луж, болот и прочих видов препятствий, встречающихся на бездорожье. Именно об этом дополнении для внедорожника и пойдет речь в данном материале. Рассмотрим, как же работает полный привод и как его правильно включить, чтобы не нанести вреда конструкции автомобиля.

Принцип работы полного привода на УАЗ Патриот

Известно, что полный привод на автомобиле — это, то приятное дополнение преимущественно транспортных средств внедорожников, с помощью которого можно выбраться из любого болота. Но минусом такого явления всегда считался больший расход топлива в момент включения данной системы. Основными преимуществами этой системы являются:

• лучшее сцепление транспортного средства с дорогой;
• эффективность работы мотора;
• быстрый старт;
• повышение мощности;
• повышается проходимость;
• лучшие параметры управляемости.

Из недостатков помимо повышенного вдвое расхода топлива можно также отметить непростую конструкцию этой системы, что влечет за собой немалую стоимость устройства.

Рычаг раздаточной коробки

В природе известны три вида систем для автомобилей:

1. Постоянный;
2. С автоматическим подключением;
3. С ручным подключением.

УАЗ Патриот имеет полный привод третьего вида, то есть, который включается вручную. Это имеет свои плюсы:

• экономия топлива;
• включение только при необходимости;
• стоимость такой конструкции ниже, чем автоматической.

Итак, основным ведущим устройством в автомобиле УАЗ Патриот является задний кардан, то есть в движение внедорожник приводится с помощью заднего моста. Передние же колеса являются ведомыми при отключенной системе.

Также данный вид является наилучшим решением для мощных внедорожников, чему способствует распределение крутящего момента в соотношениях 50 на 50.

Работает полный привод следующим образом:

1. От мотора осуществляется передача крутящего момента непосредственно в коробку, а с нее на раздатку.
2. В раздатке имеется такое устройство, как межосевой дифференциал, с помощью которого осуществляется распределение крутящего момента между передней и задней осью.
3. При выключенном рычаге включения переднего привода, крутящий момент распределяется только на задний мост. При включенном- на оба.
4. Крутящий момент поступает на кардан заднего (и, если нужно переднего) моста, затем от него осуществляется передача на шестерни межколесного дифференциала.
5. Непосредственно через полуоси осуществляется передача крутящего момента на задние колеса и при включенном рычаге — и на передние.

Наличие блокировки межосевого дифференциала является обязательным на системах с постоянным типом полного привода. На внедорожнике УАЗ Патриот имеется один недостаток (если его таковым можно считать), который заключается в том, что эту систему нельзя эксплуатировать длительное время. То есть полный привод можно включать только при сильной необходимости: при движении по грунтовой мокрой дороге или по снегу. Если длительное время эксплуатировать полный привод на внедорожнике УАЗ Патриот, то — это приведет к появлению шума в системе, вибрациям и, конечно же, к повышению расхода топлива.

Управление ручным видом полного привода внедорожника УАЗ Патриот осуществляется непосредственно путем предварительного переключения ступичных муфт. В салоне имеется рычаг, которым оказывается воздействие на раздаточную коробку, тем самым осуществляя включение межосевого дифференциала. Как происходит включение, и основные особенности этого процесса рассмотрим подробнее.

Включение полного привода

Итак, разобравшись в важных вопросах о том, какой полный привод имеет УАЗ Патриот и как осуществляется его функционирование, следует уделить внимание ручному управлению этой системой.

Чтобы правильно включить полный привод на внедорожнике УАЗ Патриот, следует знать порядок этих действий, который рассмотрим далее. Для правильного включения системы 4х4 необходимо:

1. Первоначально включить вручную колесные муфты или хабы, которые мы уже рассматривали ранее. Эти муфты размещаются на передних колесах и чтобы их включить, нужно на левом колесе перевести указатель вправо, а на правом, наоборот, влево.
2. На данном этапе можно считать включенным передний привод.
3. Теперь включается рычагом раздатки полный привод и осуществляется движение. При необходимости увеличения проходимости, следует переключить рычаг раздаточной коробки, тем самым включив пониженную передачу.
4. Когда препятствие уже позади, а — это очень просто с помощью системы 4х4, то необходимо отключить систему таким же способом. Для этого рычаг разаточной коробки возвращается в исходное положение и хабы отключаются.

Обозначение положений раздатки

В салоне внедорожника УАЗ Патриот имеется дополнительный рычаг, расположенный возле рычага переключения передач. Рассмотрим, что же обозначают положения данного рычага.

1. Положение, когда рычаг находится слева сзади. Такое положение является базовым и обусловлено следующими параметрами: привод передних колес отключен, раздатка не в работе и ведущая ось передает вращающий момент на задние колеса.
2. Положение рычага — вперед и вправо. В таком положение осуществляется включение в работу передних колес. При этом пониженная передача отключена, а ведущие оси передняя и задняя выполняют вращение колес. Такой режим применим, в частности, для бездорожья по грязи или по снегу в незначительном количестве. Также используется данный режим, когда движение осуществляется по гололеду.

Обновленный вариант раздаточной коробки- без рычага

К сведению! Автомобили УАЗ Патриот 2015 года выпуска оснащены уже не механическим рычагом управления раздаткой, а электронным. Поэтому в салоне вместо второго маленького рычага можно обнаружить регулятор, который имеет аналогичные функции. На фото ниже представлен такой регулятор.

Переключатель режимов привода

На данном этапе краткий курс управления полным приводом на внедорожнике можно назвать завершенным. Зная о том, как функционирует система 4х4 и основные принципы ее включения, можно свободно выезжать на любые трассы бездорожья и не переживать о том, что внедорожник их не осилит. УАЗ Патриот из тех автомобилей, который не боится грязи и воды.