Меню

Дифференциал с электронной регулировкой



Электронная блокировка дифференциала — тормозит, чтобы ехать!

Ценители настоящих внедорожников и водители большегрузной техники не понаслышке знают, для чего нужна блокировка электронная блокировка дифференциала.

Эта полезная «фишка» помогает в сложных дорожных ситуациях — гололёд, грязь, бездорожье и прочее. Классические механические варианты этих систем сложны технически, поэтому инженерами было придумано остроумное решение, с привлечением электроники.

Какие же различия имеет механическая и электронная блокировка дифференциала и в чем её уникальные особенности?

Что такое дифференциал и зачем его блокировать?

Для начала нужно пролить свет на основы нашей темы, ведь далеко не все наши читатели вообще знакомы с дифференциалом и его функциями.

Рассмотрим простой пример: движение автомобиля в повороте. В этом случае колёса, находящиеся по разным бокам машины должны крутиться с разной скоростью, ведь тем, которые находятся ближе к внутренней стороне поворота, нужно пройти меньшую дистанцию, чем тем, которые снаружи, и чем круче поворот, тем заметней эта разница.

Но как могут колёса крутиться с разной скоростью, если они находятся на одной оси? В принципе, никак, если бы не межколёсный дифференциал, позволяющий такую роскошь. Что это даёт? Как минимум, уменьшает износ резины, а как максимум — очень повышает устойчивость движения всего авто.

Вполне логичен следующий вопрос: если дифференциал выполняет столь полезную функцию, то зачем его блокировать, то есть специально делать связь двух колёс жёсткой?

Ответим ещё одним примером. Предположим, вы выехали на бездорожье и случайно одним из ведущих колёс угодили в яму с глиной. В этом случае дифференциал окажет вам медвежью услугу, так как он ещё и перераспределяет крутящий момент — если колесо в яме будет буксовать, то второе, находящееся на твёрдой поверхности останется стоять мёртво.

Тут и понадобится блокировка — сделав связь между ведущими колёсами жёсткой, вращаться им придётся обоим, что без труда поможет выбраться из ямы.

Устройства, обеспечивающие эту процедуру, существовали задолго до наступления эры электроники, но в классическом, механическом исполнении они имеют ряд недостатков, делающих их применение на легковых авто проблематичным.

Современные же машины получили возможность почувствовать все прелести этой функции без применения сложных и громоздких механизмов.

Электронная блокировка дифференциала

И так, электронная блокировка дифференциала (EDS, Elektronische Differenzialsperre). Понадобиться она может не только на бездорожье, полезной и даже незаменимой она будет в гололёд или при трогании с места, когда присутствует риск пробуксовки одного из ведущих колёс.

Нужно отметить, что у электронной блокировки дифференциала есть масса преимуществ по сравнению с механической, в ЭБД:

  • автоматическое перераспределение крутящего момента между ведущими колёсами в зависимости от загрузки каждого;
  • быстрая реакция на дорожную ситуацию;
  • возможность применения на любом автомобиле (с передним, задним или полным приводом), чего механические собратья не допускали;
  • отсутствие сложных механизмов.

Нужно отметить, друзья, что и принцип работы электронной блокировки дифференциала полностью отличается от её классической тёзки.

Здесь нет никаких хитроумных редукторов в мостах или чего-либо подобного, свои функции она выполняет, подтормаживая в нужный момент одно из ведущих колёс, тем самым, симулируя работу механической блокировки.

Всё начинается с того, что вездесущие датчики контролируют скорость вращения колёс автомобиля и при обнаружении проскальзывания одного из них, электроника даёт команду клапанам и насосам тормозных магистралей поднять давление в колодках буксующего колеса, чтобы притормозить его.

Давление повышается до тех пор, пока оно не прекратит проскальзывать, после чего давление начинает снижаться.

Таким образом, по факту, происходит практически то же самое, что и при механической блокировке, но дополнительно появляется возможность регулировать крутящий момент и оперативно реагировать на изменение условий на дороге.

Такой же принцип используется в системах антизаноса и антипробуксовки.

Ну что ж, дорогие наши читатели, вы познакомились и с электронной блокировкой дифференциала. Больше читайте статей на блоге и вы продвинетесь в теории автомобиля, что даст вам уверенности не только в знаниях автомобиля, но даже в вождении, такой вот парадокс!

Источник

Электронная блокировка дифференциала: как работает и что особенного?

Электронная блокировка дифференциала — это такая система в основные задачи которой входит имитация блокировки устройства при помощи штатной тормозной системы. Именно она препятствует пробуксовке ведущих колес в те моменты, когда транспортное средство только начинает движение, либо набирает разгон на скользком покрытии или начинает совершать поворот. Такая система предусмотрена на многих современных автомобилях. Использование ее дает как неоспоримые преимущества, так и влечет за собой некоторые недостатки. Об этом и пойдет речь в данном материале.

Как работает блокировка дифференциала?

Работа блокировки дифференциала происходит циклично. То есть происходит это в три стадии. На первой стадии происходит увеличение давления, на второй стадии его удержание, а на третьей сброс давления. На первой стадии блок управления получает от датчиков сигналы и на их основе принимает решение о начале своей работы. Переключающий клапан запирается, а вот клапан высокого давления открывается. Насос тормозной системы создает давление в контуре и в результате чего за счет увеличения давления тормозной жидкости происходит торможение буксующего ведущего колеса. Когда прекращается пробуксовка начинается вторая стадия. Система фиксирует достигнутое тормозное усилие благодаря удержанию давления. В этот момент прекращается действие насоса. На третьей стадии колесо заканчивает проскальзывание и начинается сброс давления. Открывается переключающий клапан, а клапан высокого давления закрывается. В случае необходимости все эти три стадии могут повторятся.

Читайте также:  Как регулировать ввертные петли для межкомнатных дверей

Какие бывают системы и в чем плюсы?

сегодня на транспортных средствах многих автопроизводителей устанавливается система предотвращения пробуксовки колес. При этом очень часто несмотря на то, что установленные системы выполняют одни и те же функции, названия их могут отличаться. Самыми известными среди них сегодня считаются системы EDS, ETS и XDS. Что касается преимуществ в целом электронной блокировки дифференциала, то она значительно повышает тягу при повороте авто, делает возможным начало движения без пробуксовки колес и обеспечивает адаптивную настройку степени блокировки. С ее помощью обеспечивается полностью автоматическое включение и выключение. Автомобиль с подобной системой отлично справляется с диагональным вывешиванием колес.

Подробнее узнать о данном вопросе поможет этот интересный видеоматериал:

Источник

Как работает электронная блокировка дифференциала

Электронная блокировка дифференциала – система, которая имитирует блокировку дифференциала с помощью штатной тормозной системы автомобиля. Она препятствует пробуксовке ведущих колес в моменты, когда автомобиль начинает движение, разгоняется на скользком дорожном покрытии или поворачивает. Отметим, что электронная блокировка имеется на многих современных машинах. Далее рассмотрим, как работает электронный дифференциал, а также его применение, устройство,плюсы и минусы.

Принцип работы

Система, имитирующая блокировку дифференциала, работает циклично. В цикле ее работы присутствует три стадии:

  • стадия увеличения давления;
  • стадия удержания давления;
  • стадия сброса давления.

Принцип электронной блокировки дифференциала

На первой стадии (когда ведущее колесо начинает проскальзывать) блок управления получает сигналы от датчиков частоты вращения колес и на их основе принимает решение о начале работы. Происходит запирание переключающего клапана, а также открытие клапана высокого давления в гидравлическом блоке системы ABS. Насос ABS создает давление в контуре рабочего тормозного цилиндра проскальзывающего колеса. В результате увеличения давления тормозной жидкости происходит торможение буксующего ведущего колеса.

Вторая стадия начинается с момента, когда прекращается пробуксовка колеса. Система имитации блокировки межколесного дифференциала фиксирует достигнутое тормозное усилие за счет удержания давления. В этот момент действие насоса прекращается.

Третья стадия: колесо заканчивает проскальзывать, происходит сброс давления. Переключающий клапан открывается, а клапан высокого давления закрывается.

При необходимости все три стадии цикла работы электронного дифференциала повторяются. Отметим, что система функционирует, если скорость автомобиля находится в диапазоне от 0 до 80 км/ч.

Устройство и основные элементы

Электронная блокировка дифференциала основывается на антиблокировочной системе тормозов (ABS – Antilock Brake System) и является неотъемлемой частью системы курсовой устойчивости ESC. Имитация блокировки отличается от классической системы ABS тем, что может самостоятельно увеличивать давление в тормозной системе автомобиля.

Схема системы электронной блокировки дифференциала

Рассмотрим основные элементы системы:

  • Насос: необходим для формирования давления в тормозной системе.
  • Электромагнитные клапаны (переключающий и высокого давления): включены в тормозной контур каждого колеса. Осуществляют управление потоками тормозной жидкости в пределах отведенного им контура.
  • Блок управления: осуществляет управление электронным дифференциалом с помощью специального ПО.
  • Датчики частоты вращения колес (установлены на каждом колесе): нужны для информирования блока управления о текущих значениях угловых скоростей вращения колес.

Отметим, что электромагнитные клапаны и насос подачи являются элементами гидравлического блока ABS.

Разновидности системы

Система предотвращения пробуксовки колес устанавливается в машинах многих автопроизводителей. При этом системы, выполняющие одни и те же функции на разных автомобилях, могут иметь разные названия. Остановимся на самых известных – EDS, ETS и XDS.

EDS – электронная блокировка дифференциала, установленная на большинстве автомобилей (например, Nissan, Renault).

ETS (Electronic Traction System) – система, аналогичная EDS, разработанная немецким автопроизводителем Mercedes-Benz. Эта разновидность электронного дифференциала выпускается с 1994 года. Компания Mercedes разработала также усовершенствованную систему 4-ETS, которая может подтормаживать все колеса машины. Она устанавливается, к примеру, на среднеразмерные премиум-кроссоверы (M-класс).

XDS – расширенная EDS, разработанная немецкой автокомпанией Volkswagen. XDS отличается от EDS дополнительным программным модулем. XDS использует принцип поперечной блокировки (подтормаживание ведущих колес). Эта разновидность электронного дифференциала призвана увеличить тягу, а также улучшить управляемость машины. Система от немецкого автоконцерна устраняет недостаточную поворачиваемость автомобиля при прохождении поворотов на повышенной скорости (такой недостаток при езде присущ переднеприводным автомобилям) – при этом управляемость становится более точной.

Преимущества электронной блокировки дифференциала

  • повышение тяги при поворотах автомобиля;
  • начало движения без пробуксовки колес;
  • адаптивная настройка степени блокировки;
  • полностью автоматическое включение/выключение;
  • автомобиль уверенно справляется с диагональном вывешиванием колес.

Применение

Электронный дифференциал, являясь функцией антипробуксовочной системы, применяется на многих современных автомобилях. Имитацию блокировки применяют такие автопроизводители, как: Audi, Mercedes, BMW, Nissan, Volkswagen, Land Rover, Renault, Toyota, Opel, Honda, Volvo, Seat и другие. При этом EDS используется, к примеру, в автомобилях Nissan Pathfinder и Renault Duster, ETS – на Mercedes ML320, XDS – на машинах Skoda Octavia и Volkswagen Tiguan.

Благодаря своим многочисленным достоинствам системы имитации блокировки получили большое распространение. Электронный дифференциал оказался самым практичным решением для среднестатистической городской автомашины, которая не передвигается по бездорожью. Данная система, препятствуя пробуксовке колес при начале движения автомобиля, а также на скользком дорожном покрытии и в поворотах, существенно облегчила жизнь многим автовладельцам.

Читайте также:  Каретка с регулировкой цепи

Источник

Что такое «электронные» блокировки дифференциалов

#1 Lew

  • Гаражники
  • 1308 сообщений
  • Что-то давненько не писал я ничего технического – так недолго и разучиться. Дабы моё перо не затупилось и не заржавело, решил я накатать этакую популярную статью на злобу дня, авось кому и пригодится.

    А поскольку я не был стеснен узкими рамками журнального пространства, статья получилась слегка раскатистой, за что заранее прошу извинения.

    Что такое «электронные» блокировки дифференциалов

    В описании многих современных машин часто указывается о наличии «электронных блокировок дифференциалов». Что сие означает и как именно реализовано, толком никто не понимает. И это неспроста, ибо данное выражение технически безграмотно, и лишь вводит в заблуждение неискушенных в технике потребителей.

    «Блокировкой дифференциала» называется специальный механизм, который при включении жестко связывает одну из полуосей с его корпусом, в результате движение шестерен и сателлитов вокруг своих осей становится невозможным, и корпус с полуосями вращаются как одно целое, словно единая ось.

    Опытная конструкция механизма блокировки (НАМИ): пальцевая муфта 1 при включении как бы «протыкает» корпус 2 и полуосевую шестерню 3, связывая их меж собой. В результате дифференциал блокируется.

    Зачем же нужны эти непонятные «жесткие» блокировки? Попробуем разобраться.

    О свойствах дифференциалов

    Еще в начале прошлого века было подмечено, что межколесный дифференциал малого трения (в просторечье именуемый «свободный») стремится распределить крутящий момент между колесами ведущей оси в равном соотношении. Это свойство, весьма полезное на шоссе, ухудшает проходимость машины, съехавшей на слабый грунт или оказавшейся на скользком покрытии.

    Допустим, при остановке некой машины с «всесезонными» шинами левое колесо ведущей оси оказалось на сухом асфальте, а правое ухитрилось попасть на мокрый лёд. Как известно из физики, максимальная сила тяги, развиваемая колесом, примерно равна произведению его коэффициента сцепления с опорной поверхностью Ксц на приходящийся на него вес: Т = Ксц х G

    Допустим, что у воображаемой нами машины на оба колеса приходится равный вес. Тогда максимальные силы тяги, которые смогут развить колеса в данных сцепных условиях при строгании машины с места, будут пропорциональны Ксц шин и составят соотношение 9 : 1. Ибо Ксц на сухом асфальте = 0,9; на мокром льду = 0,1.

    И если бы у данной условной машины межколесный дифференциал отсутствовал, как например у знаменитого автомобиля НАМИ-I, то и величины максимального крутящего момента Мк, подводимого к каждому колесу, составили бы такое же соотношение — 9 : 1.

    Но без дифференциала нынче машины не выпускаются, а он всегда стремится распределить Мк между колесами ведущего моста в примерно равном соотношении. И принимает за основу пропорции силу сцепления колеса, находящегося в наихудших условиях. В данном примере — находящегося на льду. И сделает соотношение не 9 :1, а 1 : 1 (уж будьте уверенны).

    Или, говоря техническим языком: «при наличии дифференциала малого трения максимальная суммарная тяговая сила колес ведущего моста равна удвоенной тяговой силе колеса, находящегося в наихудших сцепных условиях».

    Тсумм. = 2 х Тмин

    В итоге колесо на асфальте «получит» слишком малый Мк и не сможет реализовать в тяговую силу 89% своего запаса по сцеплению, из-за чего суммарная тяговая сила колес ведущей оси будет в 5 раз меньше, чем была бы в данных условиях при отсутствии дифференциала (или при его блокировке). Проще говоря, в описываемом примере она будет такой же низкой, как и в случае попадания на лед сразу двух ведущих колес (вывод: задавите жабу и купите зимние шины).

    Чтобы избавиться от этого недостатка дифференциалов на машинах повышенной проходимости применяют их блокировку, или говоря иными словами «отключение». Отключенный дифференциал не может регулировать момент между колесами (снижая его значение), механизм блокировки связывает полуоси в единую ось, оба колеса всегда вращаются с одинаковой угловой скоростью, а больший момент на скользких покрытиях подводится на колесо, имеющее лучшее сцепление с грунтом. Но при этом колесо, имеющее худшее сцепление, тоже получает свою «долю» от общего момента, подающегося на корпус дифференциала. Благодаря чему каждое из колес ведущей оси может преобразовать в тяговую силу максимально возможный крутящий момент, предел которому задает сила сцепления шины с опорной поверхностью.

    Но и при блокировке дифференциала значение Ксц на обоих колесах может оказаться настолько низким, что приложить к ним достаточный по величине крутящий момент, обеспечивающий необходимую для движения тяговую силу, не представится возможным. Из-за этого машина может потерять подвижность и остановиться, а колеса ведущего моста при этом начнут копать 2 ямы, вращаясь синхронно.
    Помните физику? — каждому действию равно противодействие, направленное с одинаковой силой в противоположную сторону. Низкая сила сцепления не оказывает должного противодействия, не позволяет трансмиссии приложить к колесам Мк большой величины, несмотря на то, что потенциальная возможность «выдать» момент, необходимый для движения машины, у современного мощного мотора имеется сполна.

    Читайте также:  Регулировка карбюратора китайської бензопили

    Как работают так называемые «электронные» блокировки

    Противобуксовочная система ПБС, осуществляющая «электронное блокирование», не блокирует дифференциал, она никоим образом не может повлиять на кинематику его шестерен. Она может лишь кратковременно блокировать колеса: ЭБУ дает команду тормозным колодкам на короткое время притормозить колесо, оказавшееся в худших сцепных условиях и из-за этого стремящееся нарастить угловую скорость (забуксовать). Что это дает?
    Вспомним, что когда автомобиль «сел», а дифференциал не заблокирован, одно из ведущих колес оказавшееся на слабом грунте буксует, а другое, находящееся на чуть более твердом – неподвижно. При этом оба колеса получают от межколесного дифференциал примерно равный крутящий момент Мк. Блокирование колодками буксующего колеса (создание тормозного момента Мт) обеспечивает возможность приложения к его полуоси большего крутящего момента Мк (зажатое колодками колесо тяжелее провернуть). Благодаря этому возрастает общее сопротивление вращению — увеличивается Мк на корпусе дифференциала, и как следствие, к колесу находящемуся в лучших сцепных условиях подводится больший Мк. Дифференциал ведь делит момент поровну, следовательно, чем сильнее колодки притормозят буксующее колесо, тем выше будет момент на корпусе дифференциала и в итоге большая по величине «половина» суммарного Мк «достанется» колесу, имеющему лучшее сцепление. И оно сможет его использовать на увеличение тяговой силы, благо резерв сцепления имеется.
    Класс! А что если вообще намертво зажать колодками буксующее колесо (толку ведь от него ноль, оно жижу месит) и таким образом подать весь крутящий момент на колесо, стоящее в этот момент на асфальте? И выехать на одном колесе?

    Да, было бы действительно неплохо, но это невозможно. Дело в том, что «электронные блокировки», как и вся электроника, лишены возможности просчитывать ситуацию на несколько ходов вперед. ЭБУ просто тупо отслеживает поступающие от датчиков АБС сигналы об угловых скоростях вращения колес. И когда скорости выравниваются, он также тупо «отпускает» колодки.

    То есть, допустим, одно из колес пробуксовывает, колодки его прихватили, на колесо, вращающееся медленнее (отстающее) пошёл больший крутящий момент, и вроде дело налаживается, но вот угловые скорости колес выровнялись и система тут же «отпускает» колодки.

    Да еще, вдобавок, перестает реагировать на команду шофера увеличить подачу топлива («душит» двигатель).

    И все это происходит очень быстро, за доли секунды. Вот отчего большой типа-внедорожник, снабженный электронными блокировками, и успешно засаженный драйвером в раскисших отечественных суглинках, так судорожно дергает колесиками со штатными шинами, пытаясь хоть как-то отработать уплаченные за него немалые деньги. Немного поиграв с колодками, ПБС банально отключается, дабы не перегреть тормозные механизмы. Таким образом, засевшему в болоте внедорожнику помощи от такой системы не очень то и много.
    Другое дело «предкризисная ситуация», когда межколесные дифференциалы у машины «свободные», и она пока еще движется, но сцепные условия ухудшаются и колеса попеременно стремятся сорваться в букс. Тут система стоит на страже: она сразу отловит провинившееся колесо и подтормозит его, тем самым оставив крутящий момент, подаваемый на корпус дифференциала, практически неизменным. То есть поведение машины с «электронными блокировками» в данной ситуации будет чем-то схоже с поведением машины с самоблокирующимися дифференциалами. За исключением того, что последние блокируются не после возникновения пробуксовки, а до её возникновения. Работают на упреждение, или выражаясь модным словом — превентивно.

    Да, слышал я о Дискавери с его системой управления полным приводом, позволяющей менять алгоритм срабатывания «электронных блокировок» в зависимости от типа грунта. Но реально это только дает возможность увеличить-уменьшить на доли секунды время, на которое колодки «прихватывают» буксующее колесо, да поменять усилие «прижима», только и всего.

    Хотя, говорят, что ПБС совершенствуются и на каких-то машинах работают неплохо.

    Настоящие «электронные» блокировки дифференциалов

    В заключение хочу отметить, что в некоторых машинах применялись (и применяются) системы автоматической блокировки дифференциалов (как межосевых, так и межколесных) посредством многодисковых фрикционных муфт.

    Система автоматической блокировки межколесного дифференциала ASD фирмы Daimler-Benz. На рисунке хорошо видны две многодисковые фрикционные муфты, для включения которых используются 2 гидроцилиндра. Быстродействие системы 200 мс.

    В таких системах усилие сжатия дисков в муфтах регулировалось электрогидравлическими исполнительными механизмами, изменяющими давление масла в рабочих гидроцилиндрах, чем достигалась частичная блокировка. А при движении машины на скользкой опорной поверхности муфта полностью блокировала дифференциал, между его выходными валами возникала жесткая механическая связь и скорости вращения колес (осей) выравнивались. Соответственно процессом управлял ЭБУ (куда же без него), поэтому именно такие системы можно без лукавства называть «электронные блокировки дифференциалов».

    Данное инженерное решение достаточно сложное и дорогое.

    Межосевой дифференциал автомобиля Туарег с многодисковой муфтой блокировки (указана стрелкой)

    Поэтому в наши дни господства тенденции к максимальному удешевлению оно встречается очень редко и, как правило, применяется в дорогих немецких машинах для частичной или полной блокировки межосевого дифференциала.

    Или используется в бывших советских тракторах МТЗ-80 Беларус.

    Но обзор конструкций тракторов (увы) в задачи данной статьи не входит, посему мои пальцы выводят итоговое слово:

    Источник

    Adblock
    detector