8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Торсен что это такое


что это и как работает?

Дифференциал Торсен считается одной из разновидностей самоблокирующегося червячного дифференциала повышенного трения. Предназначение его, как и любого другого дифференциала заключается в распределении крутящего момента между ведущими мостами или колесами. Само название данного механизма в переводе с английского означает механизм, который чувствителен к крутящему моменту. Поскольку Торсен относится к самоблокирующим дифференциалам, то автоматическая блокировка его происходит при разном значении крутящих моментов на приводном вале или корпусе механического устройства. Состоит такой дифференциал из ведущих и ведомых червячных шестерен. Их еще называют саттелитами или полуосевыми. Среди особенностей червячных шестерен можно выделить то, что она не вращается за счет других шестерен. Она способна сама приводит в движение другие шестерни. Это дает возможность частично блокировать дифференциал.

Из чего состоит дифференциал Торсен?

Состоит дифференциал Торсен из корпуса, который непосредственно и осуществляет передачу крутящего момента на полуосевые шестерни через саттелиты от главной передачи. На корпусе закреплена ведомая шестерня, а внутри его чаши имеют оси с саттелитами.  Также в устройстве есть левая и правая полуосевые шестерни, которые передают крутящий момент на оси и полуоси через специальное шлицевое соединение. Есть в конструкции также саттелиты правой и левой полуосевых шестерен. Они соединяют корпус дифференциала с полуосевыми шестернями. Таких саттелитов в конструкции Торсен четыре. Вдобавок ко всему в конструкции предусмотрены и входные валы. Весь этот список входных элементов делает дифференциал Торсен наиболее совершенной конструкцией.

В чем плюсы и минусы дифференциала Торсен?

Подобное устройство имеет много достоинств, однако при этом не лишено некоторых недостатков. С них и начнем. В первую очередь Торсен имеет довольно высокую стоимость, потому как у него довольно сложный процесс изготовления и процесс сборки. Дифференциал также увеличивает расход топлива по причине потерь на трение элементов. Среди минусов также стоит отметить и сравнительно низкий коэффициент полезного действия, предрасположенность механизма к заклиниванию и высокий износ нагруженных элементов. Для работы механизма требуются особые смазочные материала. Несмотря на это достоинств у дифференциала немалое количество и они зачастую превосходят все те минусы, которые были перечислены. Среди них особенно выделяется высокая точность работы, ее плавность и минимальная шумность. Благодаря Торсен обеспечивается отличное распределение мощности между колесами и ведущими мостами. Происходит это автоматически, без участия автомобилиста. За счет того, что перераспределение крутящего момента происходит мгновенно, не оказывается влияние на процесс торможения. Дифференциал при его корректном использовании совершенно не нуждается в обслуживании.

Подробнее о дифференциале Торсен будет рассказано в этом видеоматериале:

Опубликовано: 21 ноября 2019

Torsen vs. Haldex — DRIVE2

Разбираем по винтикам полноприводные трансмиссии Audi

"Торсен" против "Хальдекса"… О, сколько копий было сломано пользователями интернет-форумов в попытках убедить друг друга в том, чей полный привод лучше? У Audi или у BMW? У Subaru или Mitsubishi? "Хальдекс" или "Торсен"?

Но в итоге, к пятой или десятой странице обсуждения весь спор обычно сводился к выяснению, что "правильнее" — чистая "механика", или новомодная электроника? Мы решили сами разобраться в этом вопросе и попросили у "Ауди" два полноприводных купе: Audi TTS с электрогидравлическим "Хальдексом" и Audi A5 3.2 с "Торсеном". Обе машины с "автоматами" — у TTS преселективная коробка передач DSG, а у A5 — традиционный, с гидротрансформатором.

Однако сразу говоримся — мы не ставили перед собой задачу выяснить, какой тип полного привода "лучше". Нет! Мы лишь попытались разобраться в особенностях управления автомобилями с той или иной трансмиссией. Но прежде чем отправляться на тестовые заезды, давайте сначала проясним, чем между собой отличаются системы полного привода, используемые на автомобилях "Ауди".

Torsen

Постоянный полный привод "Торсен" — это настоящая икона Audi. В 2006 году каждый третий автомобиль этой марки, сходящий с конвейера, оснащался полноприводной трансмиссией! Однако дифференциал Torsen появился на немецких автомобилях далеко не сразу…

История полноприводных автомобилей из Ингольштадта началась в 1981 году, когда было запущено производство купе Audi Quattro с постоянным полным приводом и жестко блокируемыми центральным и задним дифференциалами. Причем "замыкать" дифференциалы нужно было вручную, а сама трансмиссия была предназначена, в первую очередь, для преодоления труднопроходимых участков. Ведь по своей конструкции она мало чем отличалась от систем полного привода, используемых на внедорожниках, и потому не имела никакого отношения к спортивному вождению — наоборот, машина с заблокированными дифференциалами плохо поворачивала. К тому же многие водители забывали отключать блокировки при езде по асфальту, что заканчивалось их (дифференциалов) поломкой.

Поэтому спустя несколько лет на автомобилях Audi впервые появился дифференциал повышенного трения Torsen, разработанный американской фирмой Gleason Сorp. Принцип работы объясняется уже в его названии – оно образовано от английский слов Torque (крутящий момент) и Sensing (чувствительность), что вместе означает как "чувствительный к моменту". То есть, Torsen реагирует не на разницу в скорости вращения передних и задних колес, как большинство других трансмиссий, а на разницу в моменте на них. Или, в некотором смысле, на разницу в сцеплении с покрытием колес на передней и задней оси.

Еще одна особенность "Торсена" заключается в том, что он не пытается уравнять скорость вращения колес в случае их пробуксовки, а лишь перенаправляет крутящий момент двигателя на те колеса, которые имеют лучший "зацеп" с дорогой. И делает это без помощи электроники – чистая механика.

До 2006 года Torsen распределял тягу в пропорции 50:50 между передними и задними колесами и мог перебрасывать на каждую из осей до 75 процентов крутящего момента двигателя. Однако из-за конструктивных особенностей автомобилей Audi с продольно расположенным двигателем (это A4 предыдущего поколения, A6 и A8, мотор в которых, фактически, "висел" перед передней осью), формула "50:50" часто критиковалась журналистами и владельцами машин за врожденную недостаточную поворачиваемость.

В итоге, с 2006 года автомобили Audi стали оснащаться новой версией "Торсена" с распределением момента в пропорции 40:60 в пользу задней оси. Первыми такой дифференциал получили обновленные RS4 и A6, а затем он появился на купе Audi A5 и соплатформенном семействе Audi A4. Другим стал и диапазон изменения тяги на колесах: максимум, на который теперь могла рассчитывать передняя ось — это 65 процентов тяги, а задняя — на 85 процентов.

Помимо полной "механичности" своей работы и относительной дешевизны, Torsen имеет еще одно неоспоримое преимущество перед конкурентами – он срабатывает практически мгновенно, не дожидаясь начала пробуксовки колес.

Кстати, дифференциал Torsen может использоваться не только в качестве межосевого, но и в качестве межколесного – в таком виде он применяется, например, на автомобилях Alfa Romeo, Toyota (Land Cruiser 200), Subaru Impreza WRX STi, Mazda3 MPS, "заряженных" Honda Civic и Accord и так далее. Центральный дифференциал Torsen установлен на полноприводных "Лексусах", Alfa Romeo Brera, и на всем семействе Audi, за исключением моделей A3 и TT.

Haldex

Трансмиссия Haldex досталась марке Audi вместе с платформой VW Golf IV, на базе которого сначала был построен хэтчбек Audi A3, а затем и купе Audi TT первого поколения. В основе "Хальдекса" — многодисковое сцепление в масляной ванне, которое блокируется в ответ на разницу в скорости вращения передних и задних колес.

В обычном состоянии автомобиль с новой муфтой Haldex остается переднеприводным — на задние колеса передается до 10 процентов тяги. Но как только передние колеса начинают пробуксовывать, в действие вступает гидронасос (на ранних версиях "Хальдекса" он был механическим), который повышает давление в исполнительном цилиндре, сжимающем пакет фрикционов, и подключает к работе заднюю ось.

И если в первых поколениях муфты Haldex электроника занималась лишь тем, что стравливала давление в гидросистеме, уменьшая степень блокировки муфты, то теперь она контролирует еще и работу электрического насоса, который пришел на смену механическому. Это означает, что новая муфта "Хальдекс" может замыкаться не только при пробуксовке передних колес, но и по команде управляющего блока.

Плюс такой конструкции в том, что электроника может превентивно "подблокировать" муфту, например, при разгоне, или при малейшем проскальзывании одного из колес (на основе показаний датчиков АБС и системы стабилизации), а также постоянно "играть" тягой на задних колесах, увеличивая или уменьшая подводимый к ним момент в зависимости от ситуации.

Муфта Haldex последнего (четвертого) поколения сейчас применяется на автомобилях Saab (9-3 XWD), Opel (Insignia), Audi A3, TT, VW Tiguan, Skoda Octavia, Superb и так далее. Системы предыдущего поколения можно встретить на машинах Volvo, Land Rover (Freelander), Ford (Kuga) и Seat.

Кто кого?

В обычных условиях – при езде по городу, например, – разница в работе "Хальдекса" и "Торсена" практически не ощущается. И Audi TTS, и A5 эффективно разгоняются по снежной каше и укатанному снегу. Но если машина с электронной муфтой ведет себя как переднеприводная, ускоряясь без ненужных повиливаний "задом", то A5, с выраженным заднеприводным характером, то и дело пытается встать боком. Причем система стабилизации допускает легкое скольжение задней оси, заставляя периодически компенсировать его короткими движениями руля.

Но стоит выехать на извилистую зимнюю дорогу, как различия в конструкции полноприводных трансмиссий этих автомобилей начинают проявляться намного ярче. При попытке ускориться на выходе из поворота Audi TTS с "Хальдексом" раз за разом пытается соскользнуть мордой наружу, не позволяя "докрутить" корму тягой. В лучшем случае, маленькое купе едет "боком", но мимо апекса, а в худшем – ведет себя как типичный переднеприводный автомобиль, демонстрируя ярко выраженную недостаточную поворачиваемость.

Поэтому попробуем пройти тот же поворот по-другому… Наша задача — заранее перевести заднюю ось "тэтэшки" в скольжение при помощи контрсмещения или задействовав "ручник". Как только машина отреагирует на ваши действия попыткой уйти в занос – подхватываем скольжение газом и стараемся "прописать" дугу в сносе всех четырех колес, контролируя угол заноса задней оси рулем и тягой. Причем действовать педалью акселератора в этой ситуации нужно очень решительно: чтобы заставить электронику заблокировать муфту, приходится подавать на колеса больше тяги, чем они могут "переварить", вызывая их пробуксовку. А если этого не сделать, то электроника начнет "помогать" вам вытягивать машину из заноса и вновь перебросит тягу на переднюю ось.

Вот и приходится водителю TTS постоянно "играть" правой педалью, провоцируя пробуксовку колес, и не давая машине вновь стать переднеприводной.

Audi A5 с "Торсеном" в аналогичной ситуации ведет себя иначе. Благодаря тому, что 60 процентов тяги двигателя изначально передается на заднюю ось, "довернуть" машину тягой на выходе из поворота гораздо проще – нужно просто чуть сильнее нажать на педаль газа. Если сцепление передних колес еще не исчерпано, то автомобиль тут же начнет "мести хвостом". А для того, чтобы пройти весь поворот в "раллийном стиле" необходимо лишь чуть уменьшить подачу топлива, приотпустив педаль газа, и немного — не полностью — скорректировать занос рулем. Чистый, механический кайф!

Но когда под колесами автомобиля окажется укатанный снег или лед, A5 с "Торсеном" может повести себя как его младший брат TTS – в ответ на нажатие педали газа передние колеса потеряют сцепление с покрытием, и машина в сносе поедет мимо поворота. К тому же, "А-Пять" заметно тяжелее "тэтэшки", поэтому все фазы скольжения у нее дл

Все таки что же такое дифференциал (Torsen/LCD) — Toyota Altezza, 2.0 л., 2003 года на DRIVE2

Существуют различные мнения что такое диф LCD и Torsen
Вот он какой

Так вот…
Дифференциал
Википедия знает все!)

Для начала рассмотрим, зачем же он вообще нужен.

В автомобилях ведущие колёса находятся на одной общей оси. Это нормально, когда автомобиль едет по прямой. Однако в повороте внутреннее колесо проходит меньший путь, чем внешнее, поэтому такая конструкция приводит к пробуксовке внутреннего колеса, что негативно сказывается на управляемости автомобиля, особенно при движении на больших скоростях (исключение составляет такой вид автоспорта как Drift, но о нем ниже). Для того, чтобы ведущие колёса вращались несинхронно, и применяется дифференциал.

Назначение дифференциала:
— Передаёт крутящий момент с двигателя на ведущие колёса.
— Служит дополнительной понижающей передачей.
— Позволяет колёсам вращаться с разной скоростью (из-за этого дифференциал и получил своё название).

Теперь стоит разобраться в устройстве дифференциала.
Классические автомобильные дифференциалы основаны на планетарной передаче. Карданный вал 1 через коническую зубчатую передачу вращает ротор 2. Ротор через шестерни 3 вращает полуоси 4. Такое зацепление имеет не одну, а две степени свободы, и каждая из полуосей вращается с такой скоростью, с какой может. Постоянна лишь суммарная скорость вращения полуосей.

У дифференциалов существует так называемая проблема буксующего колеса. У обычного дифференциала, если одно из колёс находится на льду или в воздухе, крутиться будет именно это колесо (при этом второе колесо, стоящее на твёрдой земле, неподвижно; логичнее было бы передавать крутящий момент на него). Аналогично, у гоночного автомобиля в повороте внутреннее колесо загружено слабее внешнего, поэтому на внешнее колесо передаётся недостаточный крутящий момент, в то время как внутреннее находится на грани пробуксовки.
Таким образом, проблема буксующего колеса ухудшает управляемость и проходимость автомобиля. Но для решения этой проблемы были разработаны различные типы дифференциалов.

Как нам всем уже давно известно, дифференциалы бывают нескольких типов (естественно речь пойдет о дифференциалах Повышенного трения/LSD (Limited Slip Differential):

Torsen
Дифференциал типа Torsen изобретён в 1958 г. американцем Верноном Глизманом. Имеет достоинства вязкостной муфты и не имеет её недостатков. Название Torsen произошло от англ. Torque sensitive («чувствительный к крутящему моменту»). Torsen — товарный знак JTEKT Torsen North America Inc.

Конструкция дифференциала Торсен основана на червячных шестернях, вращающихся на различных осях. Каждая боковая шестерня является червячной шестерней со шлицевым соединением с выходными чашками. Внутри находится 2 или 3 набора планетарных червячных шестерен (называемых элементными шестернями), перпендикулярных к оси боковых шестерен. Каждый набор состоит из 2-х червячных шестерен, соединенных между собой посредством ведомых шестерен, и зацепленных с боковыми шестернями. Таким образом, две боковые шестерни соединены между собой посредством элементных червячных шестерен.

При изменении сцепления на колесе, давление между элементными шестернями и боковыми шестернями изменяется, вызывая контрвращение элементной пары, смещая вращающий момент на другую сторону. В отличие от других конструкций, датчики вращающего момента работают практически в любых условиях. Даже если колеса вращаются с различными скоростями (поворот, прохождение через ухабы), они тем не менее всегда получают вращающий момент основанный на сцеплении.

За основу такого дифференциала была взята червячная передача — зубчато-винтовая передача, элементы которой скользят относительно друг друга. Передача предназначена для передачи вращательного движения между валами со скрещивающимися осями. Обычно угол перекрещивания 90°. Возможны и другие углы отличные от 90°, однако такие передачи применяются редко. Состоит передача из червяка и червячного колеса. Ведущим звеном обычно является червяк. Естественно существует ряд достоинств и недостатков в такой (червячной) конструкции.
Недостатки:
— Сравнительно низкий КПД.
— Большие потери на трение (тепловыделение).
— Повышенный износ и склонность к заеданию.
— Повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки
— Необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода
Достоинства:
— Плавность работы.
— Бесшумность.
— Большое передаточное отношение в одной паре.
— Самоторможение.
— Повышенная кинематическая точность

Однако стоит отметить, что почти все недостатки червячной конструкции были решены в конструкции типа Torsen.
Именно такой типа дифференциала используется в автомобилях Toyota Altezza в комплектации с механической коробкой передач. (См. Схему).

Вязкостная муфта (Гидравлический дифференциал)
Упрощённый вариант фрикционного дифференциала. На одной из полуосей имеется резервуар, заполненный вязкой жидкостью. В эту жидкость погружены два пакета дисков; один соединён с ротором, второй с полуосью. Чем больше разница в скоростях колёс, тем больше разница в скоростях вращения дисков, и тем больше вязкое сопротивление.
Достоинство такой конструкции в простоте и дешевизне. Недостаток в том, что вязкостная муфта довольно инерционна и отказывается работать на полном бездорожье. Хороших ходовых качеств вязкостная муфта не обеспечивает, и применяется только в «паркетниках» (внедорожниках, которые жертвуют проходимостью ради комфорта) между осями. Для установки в качестве осевого дифференциала такая конструкция слишком громоздка. Иногда вместо дифференциала ставят коническую зубчатую передачу с вязкостной муфтой на одной из полуосей. Мне как, владельцу автомобиля Toyota Altezza данный тип дифференциала не представляет особой важности.

Дисковый LSD (Фрикционный самоблокирующийся дифференциал)
Этот тип дифференциала (как, впрочем, и вязкостная муфта) основан на том, что на прямой полуоси вращаются синхронно с ротором, но в повороте появляется разница в угловых скоростях. Между ротором 2 и полуосью 4 сделан фрикцион (в зависимости от конструкции, фрикцион может быть на одной полуоси или на двух; на ходовые качества это не влияет). Когда автомобиль движется по прямой, ротор и полуось вращаются с одной и той же скоростью, и трения нет. Чем больше разность в скорости полуосей, тем выше сила трения.
Наиболее эффективный вид дифференциала, он требует периодического обслуживания.
Данный тип дифференциала имеет различную степень блокировки:
1 WAY – Дифференциал, который уравнивает скорости вращения колёс при ускорении (accelleration), а при замедлении (торможении/инерции) остается свободным. Такой вид рекомендован для переднеприводных и полноприводных (для передней оси) автомобилей.

1.5 WAY – Дифференциал, который уравнивает скорости вращения колёс при ускорении (accelleration) и уменьшает недостаточную поворачиваемость за счет частичной работы при замедлении (торможении/инерции). Рекомендовано для автомобилей с недостаточной поворачиваемостью.

2 WAY — Дифференциал который уравнивает скорости вращения колёс как при ускорении (accelleration), так и при замедлении (торможении/инерции). Устанавливается на задне и полноприводные автомобили. Рекомендован для водителей предпочитающих агрессивный стиль вождения, а так же для дрифта, где необходимо равномерное распределение крутящего момента на оба колесо, вне зависимости от ускорения или замедления.
дифференциал LCD

Так же дифференциалы имеют различную степень преднатяга.

Она обуславливается временем срабатывания блокировки колес. Чем выше число преднатяга, тем быстрее и жестче срабатывает блокировка. На практике применяется число от 10 до 90 единиц (градусов). Единицу 100 можно поставить заваренным между собой полуосям.

Самоблокирующийся дифференциал Torsen — Лада Гранта, 1.6 л., 2012 года на DRIVE2

На бывшей машине стоял такой девайс, зимой по любому сугробу или из клеи разьехатся, без проблем(Танк одним словом)
блокировка такая устанавливается на иномарки.

Что такое Torsen

Механический самоблокирующийся дифференциал Torsen был запатентован в 1958 году американским инженером Верном Глезманом. Название Torsen происходит от английского словосочетания torque sensing, что можно перевести как «чувствительный к крутящему моменту». Действительно, это устройство способно мгновенно откликаться на изменение крутящего момента на выходных валах, изменяя степень блокировки. В этом его основное преимущество над «обычными» самоблокирующимися дифференциалами, например, с вискомуфтой: там блокировка срабатывает от разности скоростей вращения полуосей — то есть уже после начала пробуксовки.

Технически Torsen представляет собой «набор» из червячных пар и шестерен с винтовым зубом. Принцип работы основан на свойстве червячной пары «запираться». При одинаковых моментах на валах все сателлиты остаются неподвижными относительно корпуса дифференциала. В этой ситуации крутящий момент распределяется поровну между обеими полуосями. Как только уменьшается способность одного из колес передавать момент, сателлиты этой полуоси начинают прокручиваться, тем самым уменьшая подаваемый к «ослабшему» валу момент. А возникающее трение и передает «избыток» момента на другую полуось.

Существуют три исполнения, различающиеся компоновкой. В исполнении T1 («оригинальный» Torsen) оси сателлитов расположены перпендикулярно выходным валам — эта схема получила название Invex. Такой дифференциал может изменять соотношение моментов между валами от 83:17 до 17:83, однако диапазон может быть сужен: он, равно как и степень чувствительности к разности моментов, задается углом наклона зубьев шестерен.

В автомобильной индустрии Torsen T1 впервые нашел массовое применение в 1983 году на армейском внедорожнике AM General HMMWV (Hummer) — там эти дифференциалы устанавливались как межколесные: спереди и сзади. Через три года начался выпуск купе Audi quattro с центральным (межосевым) самоблокирующимся дифференциалом Torsen. Среди других автомобилей, на которых применялся Torsen T1, — Mazda RX-7 (1991 г.), Toyota Celica GT4 (1989 г.), а также Volkswagen Passat 4Motion (1997 г.) с «центральным» Торсеном.

В начале 90-х появился Torsen в исполнении T2. Отличия от T1 заключаются в параллельном расположении осей сателлитов и выходных валов — такая схема называется Equvex. Это позволило уменьшить зазоры в зацеплении и, как следствие, снизить шум при работе устройства. Но при этом «предельное» соотношение моментов стало иным — 75:25. Сейчас такой дифференциал устанавливается на модификации quattro автомобилей Audi A4, A6 и A8. Оснащается им и полноприводный Volkswagen Passat (B6), родстер Honda S2000, а также внедорожники Range Rover и «гражданский» Hummer. Среди уже снятых с производства автомобилей фигурируют родстеры BMW Z3 и Mazda MX-5 прошлого поколения, близнецы Chevrolet Camaro и Pontiac Firebird, «паркетник» Toyota RAV4 второго поколения (в нем Torsen установлен сзади), а также разномастные заднеприводные Тойоты для японского рынка. Torsen T2 установлен и на новых Альфах в модификации Q2.

Наконец в начале текущего десятилетия был разработан дифференциал Torsen T3, изначально предназначенный для установки в качестве межосевого. Эта версия отличается измененной компоновкой, что позволило значительно уменьшить осевые размеры дифференциала. Но уменьшились и его возможности: соотношение моментов между выходными валами может изменяться только в диапазоне от 65:35 до 35:65. Зато появилось другое важное качество — в обычном режиме движения Torsen T3 может распределять крутящий момент на выходные валы несимметрично. Именно такой центральный дифференциал стоит на полноприводном универсале Alfa Romeo Crosswagon Q4: подводимый момент делится между передними и задними колесами в соотношении 43:57. Аналогичная трансмиссия сейчас устанавливается и на другие полноприводные Альфы с индексом Q4. На Audi Torsen T3 с соотношением 40:60 используется на моделях RS4, S8, Q7, а также на новейшем суперкаре R8. Другие примеры — внедорожники Lexus GX 470, Toyota 4Runner и «спортивный» Chevrolet TrailBlazer SS.

По сравнению с дифференциалами, блокирующимися многодисковыми муфтами, Torsen помимо скорости реакций и плавности работы выгодно отличается высоким ресурсом (главное, вовремя менять смазку — и Torsen прослужит столько же, сколько сам автомобиль) и способностью передавать большой крутящий момент. А главные недостатки — это сложность изготовления (отсюда и высокая цена), невозможность полной блокировки и потери энергии (по сравнению со свободными дифференциалами).

Права на торговую марку и конструкцию дифференциала Torsen в разное время принад­лежали разным компаниям. В 1982 году Глезман продал патент на свое изобретение американской компании Gleason Corporation. Через 12 лет права перешли компании Zexel Corporation, которая в 1989 году объединилась с фирмой Gleason. В 1999 году главным акционером Zexel становится Bosch, но уже через четыре года права на Torsen выкупила японская компания Toyoda Machine Works (это не Toyota!). В прошлом году Toyoda объединилась с компанией Koyo Seiko в корпорацию JTEKT — именно ей сейчас и принадлежат права на дифференциал Torsen. Но производителем остался наследник американской компании Zexel Torsen, носящий в настоящее время официальное название JTEKT Torsen North America.

Заметка о дифференциале Torsen — Toyota Caldina, 2.0 л., 1998 года на DRIVE2

Почитал-порыл инфу о том, что же именно такое "торсен" в моей машине и почему так полезно его иметь. Решил потратить время и поделиться с вами. Не претендую на научный грант или докторскую степень — просто делюсь.

Задний редуктор A/T ST215W

Задний редуктор M/T ST215W

Все мы знаем, что у нашей любимой ГТ-Т два варианта трансмиссии — автомат U140F с ручным переключением кнопками на руле и "наследственная" целиковская механика Е150F. Вариант с автоматом оснащается системой стабилизации VSC (Vehicle Stability Control), осевые диффенциалы свободные — видать из-за присутствия этой системы. "Коробочные" получили в редуктор задней оси самоблокирующийся дифференциал типа Торсен, опять же — как у Целики. А какой он? Как устроен? В чем эксплуатационные особенности? Вот это меня и заинтересовало.

Для начала справочная информация:

TORSEN (это сокращение от "Torque-Sensing", то есть "чувствительный к крутящему моменту") — это тип автомобильного дифференциала ограниченного трения (LSD), изобретенный и запатентованный американцем Vernon Gleasman в 1958 году.

LSD (Limited Slip Differential) — дифференциал ограниченного трения (скольжения), в пассажирском автомобилестроении представлен 4 основными типами: Fixed value (фиксированные, жесткие, постоянные), Torque sensitive (чувствительные к крутящему моменту, точнее — к разности), Speed sensitive (чувствительные к скорости, точнее — к скорости вращения), Electronically controlled (контролируемые электроникой).

Все расписывать нет смысла, все же про Торсен речь, но про ГТ-Т можно кратко добавить, что межосевой дифференциал — это вискомуфта (viscous speed sensitive diff) с предварительным натяжением.

Итак, что же конкретно стоит в заднем редукторе? Собственно, это:

Вскрытый задний редуктор M/T ST215W (фото от AlexKush)

Ага, видны червячные передачи. Соответственно, можно определить, какой именно тип Торсена применяется.

Нынешний правообладатель на торговую марку "Torsen" — корпорация JTEKT (кстати, входит в состав концерна c крупными японскими компаниями Koyo и Toyoda) имеет следующую линейку продуктов Торсен:

Дифференциал "Торсен": принцип работы

“Торсен” - это одна из разновидностей самоблокирующихся дифференциалов. Такой механизм есть как на отечественных авто, так и на иномарках. Принцип действия дифференциала “Торсен” построен на изменяющемся трении механических частей, которое приводит к распределению вращательного момента между колесной парой.

Назначение

Итак, для чего нужен данный механизм? Самый простой дифференциал способен распределять мощность или крутящий момент между двух колес одинаково, равномерно. Если одно колесо буксует и не может зацепиться за дорожное полотно, то крутящий момент на втором колесе будет равным нулю. Усовершенствованные модели, а подавляющее их большинство – это дифференциалы с механизмом самоблока, оснащены системой, блокирующей вывешенную полуось. Тогда крутящий момент распределяется так, чтобы максимальная мощность была на колесе, которое сохранило хорошее сцепление с дорогой.

Дифференциал “Торсен” – это наиболее оптимальное решение для полноприводного автомобиля, эксплуатируемого по большей части в тяжелых условиях. “Торсен” – это не фамилия разработчика, а аббревиатура. Это означает чувствительность к вращательному моменту или Torque Sensing.

О истории создания

Впервые дифференциал “Торсен” появился в 1958 году. Разработал конструкцию и принцип действия американский инженер В. Глизман. Патент на серийное производство этого самоблокирующегося механизма получила компания “Торсен”, имя которой и стало названием для устройства.

Устройство

Данный механизм устроен из привычных элементов – устройство аналогично любому планетарному узлу. Можно выделить основные детали – это корпус, червячные шестерни, сателлиты.

Что касается общей концепции, то здесь не очень много отличий, если сравнивать с обыкновенными механизмами. Корпус жестко крепится на ведущем узле трансмиссии. Внутри корпуса установлены сателлиты. Они закреплены на специальных осях. Сателлиты находятся в жестком зацеплении с шестернями полуосей. Шестеренки полуосей закреплены на валы, на которые и передается крутящий момент.

А теперь что касается непосредственно механизма “Торсен”. В данном узле шестерня полуосей имеет винтовые зубья. Это не что иное, как традиционный червячный вал.

Сателлиты представляют собой пару косозубых шестерен. Один элемент этой пары формирует с шестерней полуоси червячную пару. Пара шестеренок-сателлитов может взаимодействовать и между собой за счет прямозубого зацепления. В конструкции имеется целых три сателлита, каждый из которых представляет пару шестерен.

Принцип действия

Давайте посмотрим, как работает дифференциал “Торсен”. Рассмотрим это на примере межколесного узла. Когда пара ведущих колес двигается прямолинейно, то они оба сталкиваются с одинаковым сопротивлением. Поэтому механизм распределяет крутящий момент равномерно между обеими колесами. При движении прямо сателлиты не задействованы, и усилие передается непосредственно от чашки к полуосевым шестерням.

Когда машина входит в поворот, то внутреннее колесо испытывает большее сопротивление и скорость его снижается. Червячная пара внутреннего колеса начинает работать. Шестеренка полуоси вращает сателлитную шестерню. Последняя передает крутящий момент ко второй шестерне полуоси. Тем самым увеличивается усилие на внешнем колесе. Так как разница крутящего момента на двух сторонах невелика, то трение во второй червяной паре тоже невысокое. В данном случае самоблокировки не произойдет. Вот на этом и основан принцип дифференциала “Торсен”.

Когда же одно из ведущих колес автомобиля находится на скользком участке, то его сопротивление снижается. Крутящий момент стремится именно к этому колесу. Полуось раскручивает шестерню сателлита, а она передает крутящий момент ко второму сателлиту. В этом случае будет самоторможение. Шестерня сателлита не способна выступать ведущим элементом и не может вращать полуосевую шестеренку из-за определенных особенностей червячных передач. Поэтому червячная пара заклинивает. А при заклинивании она затормозит вращение второй пары, и вращательный момент на каждой из полуосей выровняется.

Три режима работы

Если рассматривать полностью принцип работы дифференциала “Торсен”, то нужно сказать, что система может работать в трех различных режимах. Конкретный режим зависит от уровня сопротивления на колесе. Когда оно одинаковое, то вращательный момент распределяется равномерно.

Если на одном из колес сопротивление повышается, то в работу включается червячная пара, и тем самым приводится в действия вторая пара, несмотря на небольшое сопротивление на ней. Это ведет к перераспределению момента так, как нужно. В этом случае одно колесо замедлится. Второе станет вращаться быстрее.

Если на одной из шин полностью теряется сопротивление, тогда это будет сопровождаться блокировкой или заклиниванием червячной пары из-за большого трения. Тогда сразу же тормозится вторая пара. Крутящий момент выравнивается. Работа дифференциала “Торсен” в этом режиме схожа с прямолинейным движением.

Три типа “Торсена”

В первом варианте в качестве червячных пар используются шестеренки ведущих полуосей, а также сателлиты. Для каждой полуоси имеются свои сателлиты, соединенные попарно с теми, что на противоположной оси. Соединение это осуществляется при помощи прямозубого зацепления. Оси сателлитов перпендикулярны полуосям. Данный вариант дифференциала “Торсен” признан самым мощным среди всех аналогичных конструкций. Он способен работать в очень широком диапазоне крутящего момента.

Второй вариант отличается тем, что оси сателлитов находятся параллельно к полуосям. Сателлиты в данном случае установлены иначе. Они находятся в специальных посадочных местах чашки. Парные сателлиты соединяются косозубым зацеплением, которое при расклинивании участвует в блокировке.

Третий вариант является единственным среди всей серии, где конструкция планетарная. Он применяется в качестве межосевого дифференциала в полноприводных машинах. Оси сателлитов и ведущие шестеренки здесь тоже параллельны друг другу. За счет этого узел очень компактный. Благодаря конструкции изначально можно распределять нагрузку между двух мостов в соотношении 40:60. Если срабатывает частичная блокировка, то пропорция может отклонятся на 20 %.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Применение

Применяют узел в качестве межколесного и межосевого механизма для перераспределения крутящего момента. Агрегат такого плана устанавливается на многие иномарки, но самую широкую известность он получил на Audi Quatro. Производители полноприводных авто очень часто отдают предпочтение именно данной конструкции. Дифференциал “Торсен” на ВАЗ устанавливают за сравнительную простоту и мгновенную работу.

Как работает дифференциал Torsen | SPEEDME.RU

Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между ведущими колесами либо между ведущими мостами и широко применяется в современных внедорожниках, что повышает их проходимость. Разберемся в его устройстве.

Фото: www.kolesa.ru

Дифференциал Torsen является механическим самоблокирующимся дифференциалом, в котором используется сложный набор червячных шестерен. Само название расшифровывается как TORque SENsing — «чувствующий крутящий момент».

Самоблокировка осуществляется при разности крутящих моментов на корпусе механического устройства и на приводном валу. Его основу составляют ведомые и ведущие червячные шестерни, которые более известны под наименованием «полуосевые» и «сателлитами» соответственно. Червячная передача не вращается от других шестерен, но может при этом сама передавать вращение другим шестерням, что позволяет частично блокировать дифференциал.

Из-за разницы конструкции дифференциала, крутящий момент может распределяться по осям автомобиля в соотношении от 2,5:1 (60 % : 40 %) до 6:1 (84 % : 16 %) или даже до 7:1 (86 % : 14 %).

При хорошем зацепе колес автомобиля с поверхностью и плавном движении крутящий момент распределяется поровну между осями. При скачке крутящего момента ведущие червячные шестерни пытаются начать движение в противоположную сторону. Ведомые шестерни перегружаются, блокируются выходные валы, а излишний крутящий момент от двигателя машины передается на другую ось.

Фото: techautoport.ru

Дифференциал Torsen пережил несколько поколений:

T-1 — первое поколение, в котором в качестве червячных пар выступают сателлиты и шестерни ведущих полуосей. Ведущие шестерни полуосей связаны прямозубым зацеплением. Оси сателлитов перпендикулярны полуосям.

T-2 — второе поколение устройства отличается от первого поколения тем, что оси сателлитов здесь расположены вдоль полуосей; сами сателлиты расположены в специальных карманах корпуса дифференциала; участвующие в процессе блокировки механизма при расклинивании шестерни парных сателлитов — косозубые.

T-3 — третье поколение дифференциала имеет планетарную конструкцию и задействовано в большинстве случаев в качестве межосевого дифференциала на машинах с полным приводом. Сам дифференциал вполне компактный ввиду того, что ведущая шестерня и оси сателлитов располагаются в конструкции параллельно.

Дифференциал Torsen 8 3.7 — Toyota Altezza, 4.0 л., 2001 года на DRIVE2

Спасибо огромное моему личному Дед Морозу за этот потрясающий подарок на День Рождение)
В прошлом году я катала на заварке, перепавшей мне от предыдущего хозяина, а потом поставила свободный диф с парой 3.9, чтобы экономить резину, потому что по асфальту на заварке она расходовалась 2 баллона в 2 недели. Зимой я столкнулась с проблемой "застрявания" и в случаи заноса, машина вела себя непредсказуемо.

Мечта о Торсене была еще в период владения рской, но постоянное дорожание блоки отдаляло мою мечту все дальше.

Теперь я счастливый владелец 8 дюймовой блокировки Torsen с главной парой 3.7

Спасибо Makak07 и его мастерам Сергеям за качественную установку блокировки, замену приводов и замену масло на Petronas Tutela.

Высококачественное всесезонное трансмиссионное масло для дифференциалов, высоконагруженных главных передач и ручных трансмиссий без синхронизаторов. SAE 80W-90, API GL 5, IVECO 18-1805 CLASSE RAM1, C. T. R. N°I009.G87, FIAT 9.55550-DA2, ZF TE-ML 16B, ZF TE-ML 17B, ZF TE-ML 19B, ZF TE-ML 21A, MIL-L-2105 D

Помните то самое снежное воскресенье?)) Я еле доехала до Гены, застряв везде, где только можно,

Гена из Люберец))

после установки дифа, мой путь стал легче) вылезти из сугроба стало заметно проще. В случае заноса, машина стала предсказуемой, а повороты стали намного приятней) Старт с места заметно улучшился и машина стала резвее.

Теперь о теории:
"Червячный самоблокирующийся дифференциал обеспечивает автоматическую блокировку в зависимости от разности крутящих моментов на корпусе и полуоси (приводном вале). При проскальзывании колеса, сопровождаемом падением крутящего момента, червячный дифференциал блокируется и перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. Блокировка при этом частичная, а ее степень зависит от величины падения крутящего момента.
Червячные дифференциалы — используют для блокировки свойства червячных передач. Самыми распространенными являются дифференциалы Торсен и Квайф. Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса. Червяк (сателлит) является ведущим звеном, колесо (шестерня полуоси) — ведомым. КПД передачи при прямом вращении намного больше, чем при обратном, и зависит от угла наклона витков червяка. Говоря проще, червяк легко вращает колесо, колесо же с трудом вращает червяк. При определенном угле витка червяка обратная передача становится вообще невозможной — то есть, колесо не сможет вращать червяк (происходит самоторможение). Таким образом, подбирая угол наклона витков червяка, регулируют степень блокировки дифференциала Торсен. Блокирующие свойства Торсена зависят также и от величины передаваемого крутящего момента. Существует три типа дифференциала Торсен. Типы Т1 и Т2 отличаются формой сателлитов и используются в качестве межколесных. Торсен Т3 используется в полноприводных автомобилях в качестве межосевого дифференциала. В дифференциале «Квайф» сателлиты не посажены на оси, а свободно расположены в гнездах корпуса. При возникновении разницы в скорости вращения полуосей сателлиты, блокируясь, сдвигаются в гнездах и прижимаются к корпусу. Возникающая при этом сила трения пропорциональна разнице скоростей вращения. Степень блокировки регулируют, подбирая сателлиты с различным углом наклона витков.

Червячные дифференциалы по сравнению с дисковыми отличаются большей надежностью и коэффициентом блокировки, меньше боятся пробуксовки (но длительные и частые пробуксовки все равно не рекомендуются). Однако такие дифференциалы, в отличие от дисковых и вискомуфты, совершенно беспомощны против диагонального вывешивания.

Известными конструкциями червячных дифференциалов являются дифференциал Torsen (от сокращенного Torque Sensing — чувствительный к крутящему моменту) и дифференциал Quaife. Конструкции данных дифференциалов представляют собой планетарный редуктор, состоящий из червячных шестерен: ведомых (полуосевых) и ведущих (сателлитов). Сателлиты могут располагаться параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2) или перпендикулярно полуосям (Torsen Т-1).

Присутствие блокировки позволяет проходить повороты на большой скорости. Когда вы входите в поворот на пределе возможностей резины, разгружается или даже вывешивается колесо, находящееся внутри поворота. В этой ситуации на обычной машине начинает работать дифференциал, и скорость резко падает, поскольку вывешенное колесо получает момент и крутится, а загруженное наружное колесо лишается крутящего момента. На автомобиле с блокировкой дифференциала, даже если полностью вывешено одно из колес, другое колесо не теряет крутящего момента. По мнению профессиональных спортсменов, наличие самоблокировки дифференциала позволяет лучше чувствовать автомобиль и дорогу на прямых участках."
Инфо взято с первоисточника

Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением — Википедия

Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением (также: дифференциал ограниченного проскальзывания (LSD), дифференциал повышенного трения, самоблокирующийся дифференциал) — это дифференциал, механика работы которого за счёт конструктивно заложенного повышенного внутреннего сопротивления между некоторыми вращающимися деталями позволяет такому дифференциалу без каких-либо управляющих воздействий извне выравнивать самостоятельно угловые скорости ведущего и ведомых звеньев вплоть до полной их взаимной блокировки и превращения всего дифференциала в прямую передачу.

Следует иметь в виду, что в англоязычной литературе данные дифференциалы обозначаются как "LSD (Limited-Slip Differential)", т.е. дифференциал ограниченного проскальзывания, и данный термин не определяет физического принципа работы устройства, наличия управления им и т.д. Имеет значение лишь сама функция блокировки неконтролируемой разницы в угловых скоростях приводов ("проскальзывания"). "Ограниченность проскальзывания" подразумевает некий заданный предел разницы угловых скоростей, при превышении которого начинает срабатывать блокировка.

Преимущества[править | править код]

Основное преимущество дифференциала с повышенным внутренним сопротивлением (далее — ДПВС) можно увидеть, рассмотрев случай с обычным (или «открытым») дифференциалом, у которого одно колесо вообще не имеет контакта с дорогой. В этом случае второе колесо, контактирующее с дорогой, будет оставаться неподвижным, и первое, не контактирующее с дорогой колесо, будет вращаться свободно — передаваемый крутящий момент будет равным на обоих колёсах, но не будет превышать порогового значения момента, необходимого для движения транспортного средства, и поэтому транспортное средство будет оставаться неподвижным. В обычных автомобилях, движущихся по асфальтовым дорогам, такая ситуация маловероятна, и поэтому для таких автомобилей обычный дифференциал вполне подойдёт. При вождении в более сложных условиях, например, при движении в грязи или по бездорожью, подобные ситуации случаются, и наличие дифференциала с повышенным внутренним сопротивлением позволяет не останавливать движение. За счёт ограничения разницы в угловых скоростях колёс полезный момент передаётся до тех пор, пока хотя бы одно из колёс имеет сцепление с дорогой.

Коэффициент блокировки[править | править код]

Коэффициент блокировки есть важнейшее оценочное свойство любого ДПВС. В информационных материалах о ДПВС этот коэффициент может выражаться двояко и несколько отличаться по смыслу толкования, хотя в обоих случаях подразумевать одно и то же, только с разных точек зрения.

В иностранной технической литературе КБ обычно выражается посредством процентного значения в десятках процентов в диапазоне от 20 % и выше. Цифра обозначает покрываемую конкретным ДПВС ширину диапазона относительного распределения крутящего момента между колёсами/осями от заложенного в дифференциала статического (с поправкой на его возможную несимметричность) до максимального уровня в 100/0, в пределах которого ДПВС может обеспечить взаимную блокировку. Данное определение подпадает под англоязычный термин Locking Effect («блокировочный эффект»). В русскоязычной технической литературе КБ выражается через число от 2 и выше (обычно, без десятичных дробей), обозначающее максимально возможную разницу в крутящих моментах (разницу в силе тяги) на колёсах/осях, в пределах которой данный ДПВС может обеспечить их взаимную блокировку. Данное определение КБ соответствует английскому термину Torque Bias («сдвиг момента»).

Показано соотношение между КБ в числовом и процентном значениях

Хотя оба понятия КБ предполагают под собой разные формулы подсчёта, абсолютно любой ДПВС может быть корректно оценён любым из них. При этом, каждое из двух значений КБ можно соотнести с общим оценочным показателем, а между обеими значениями всегда имеется взаимооднозначное соответствие. Так, например, значение КБ=50 % и КБ=3 означает в обоих случаях одно и то же: что ДПВС с указанными КБ допускает перераспределение крутящего момента между колёсами/осями в соотношении не более чем 75/25, что с одной стороны даёт 50 % полного диапазона возможного перераспределения эффективно используемого крутящего момента (75-25=50), а с другой стороны даёт 3-х кратную разницы в возможной силе тяги (75/25=3). Числовое (не процентное) значение КБ, возможно, здесь более интуитивно понятно, тем более, что помимо своего основного смысла, оно предполагает аналогичную разницу в допустимой силе сцепления колёс/осей с поверхностью, что в том же случае КБ=3 означает, что максимально эффективное использование мощности двигателя на этом ДПВС возможно только если сила сцепления каждого колеса с поверхностью дороги будет отличаться не более чем в три раза.

Простой (свободный) дифференциал не позволяет получить какую-либо разницу в эффективно-используемых крутящих моментах на ведомых звеньях, здесь разница между силой тяги обоих колёс/осей практически нулевая на любых режимах, КБ такого дифференциала равен 0 % или 1. Прямая передача или заблокированный дифференциал позволяют весь эффективно используемый крутящий момент реализовать на любом ведомом звене, здесь любое колесо/ось могут обеспечить всю тягу при нулевой уровне тяге на другом колесе/оси, а КБ в данном случае равен 100 % или бесконечности.

ДПВС может иметь два верхних значения КБ — по одному для каждой ветви мощности. Такое возможно в случаях несимметричного дифференциала, когда КБ получает поправку на несимметричность — то есть, верхние значения КБ для каждой из сторон отличаются друг от друга на разницу в соотношении раскладываемых крутящих моментов (например, в несимметричном заднем кулачковом межколёсном ДПВС грузового автомобиля ГАЗ-66, раскладывающим крутящий момент по колёсам в соотношении ≈(60/40), значения КБ для правого и левого колёс равны, соответственно, 3.1 и 2.1). И такое возможно в симметричных дифференциалах, когда это конструктивно допустимо механикой работы блокировки (например, в симметричном червячном ДПВС Torsen Type-1 разные значения КБ можно реализовать через разные углы нарезки зубьев в каждой паре сателлит-шестерня).

Обычно под КБ конкретного ДПВС подразумевается его максимальный КБ. При этом у любого ДПВС существует значение так называемого начального КБ, которое обычно не декларируется.

Преднатяг[править | править код]

Под этим термином подразумевается создание в ДПВС внутреннего сопротивления взаимному вращению ведомых звеньев в статике, то есть, при отсутствии подачи на дифференциал какого-либо самого минимального крутящего момента. Величина уровня преднатяга определяется усилием, необходимым для сдвига (поворота) любой ведомого звена дифференциала при неподвижном ведущем звене. В свободном дифференциале уровень преднатяга близок к нулю. Преднатяг, если он есть, «работает» всегда, независимо от того, нагружен ДПВС тяговым или тормозным крутящим моментом или не нагружен. Наличие преднатяга не есть обязательное условие работы ДПВС.

Так называемая «муфта преднатяга» предполагает под собой некое устройство внутри ДПВС, выполняющее вышеупомянутые функции и затрудняющее взаимное вращение ведомых шестерён дифференциала. Конструкция этого устройства не имеет универсального вида и на разных ДПВС может быть любой. Обычно это есть распорные пружины разной формы, дополненные дистанционными кольцами.

В пассажирских автомобилях как правило используются два типа ДПВС:

Дифференциалы обоих типов допускают наличие некоторой конструктивно запрограммированной разницы между крутящими моментами (в первом случае) или угловыми скоростями (во втором случае), но налагают механическое ограничение на возникновение большой их диспропорции.

Винтовая блокировка[править | править код]

Конструктивно дифференциалы с винтовой блокировкой могут быть выполнены на основе любого плоского однорядного или двухрядного планетарного механизма схем или с параллельными осями сателлитов, которые, в свою очередь, могут быть как одиночными, так и парными взаимозацепленными. Общем для любого вида исполнения будут две особенности: использование цилиндрических косозубых шестерён во всех парах зацепления и отсутствие фактических осей сателлитов как деталей. Винтовая передача, как таковая, здесь не используется, и широко употребимый термин происходит исключительно от визуального сходства сателлитов дифференциала с винтом, особенно на контрасте с его основными шестернями. А шестерни-сателлиты здесь вращаются не на осях, а в цилиндрических карманах, отфрезерованных в корпусе/водиле дифференциала. Идея блокировки основана на том, что в косозубом зацеплении под нагрузкой возникают осевые силы, стремящиеся раздвинуть по своим осям обе зацепленные шестерни в противоположные от плоскости контакта стороны, и здесь это свойство в первую очередь использовано в парах взаимозацепленных сателлитов, которые для этого получают некоторую осевую подвижность. Под тягой, при повороте или пробуксовке колеса, вращающиеся сателлиты расклиниваются в своих карманах, упираются торцами в корпус дифференциала, за счёт чего происходит их торможение и самовыравнивание угловых скоростей ведомых шестерён. Расклинивание сателлитов тем сильнее, чем выше передаваемый ими крутящий момент, но сам коэффициент блокировки определяется углом наклона зубьев зацепления и фрикционными свойствами пар контакта сателлит/корпус. Для усиления эффекта самоторможения в данных дифференциалах обычно применяют более чем минимально необходимые для плоского планетарного механизма три пары сателлитов — а именно, от четырёх до семи пар. И для усиления фрикционного эффекта в точках контакта торцов сателлитов с корпусом дифференциала могут применяться диски-прокладки из материала, создающего повышенное сопротивление при трении. В случае одиночных сателлитов работа дифференциала в принципе аналогична, с тем лишь отличием, что здесь в самоторможение вовлечены не только сателлиты, но и центральные шестерни дифференциала.

Ввиду того, что шестерни с косозубым зацеплением могут быть использованы на плоских планетарных механизмах любой схемы и формы, дифференциалы на их основе можно выполнить с практически любыми заданными передаточными отношениями в каждой паре звеньев ведущее-ведомое. Соответственно, такие дифференциалы могут быть как симметричные, так и несимметричные, и применяться в трансмиссии и как межколёсные и как межосевые. На этих дифференциалах активно используется преднатяг, а блокирующий момент здесь создаётся в тяговом режиме даже при отсутствии разницы в угловых скоростях на выходе. Но исключительно на косозубом зацеплении высокие значения коэффициента блокировки не доступны (обычно < 3), и для усиления эффекта такие дифференциалы могут дополняться фрикционными пакетами по типу дифференциалов с дисковой блокировкой.

Дифференциалы с винтовой блокировкой очень широко распространены по сей день. Основная их область применения — спортивные и гоночные автомобили. Также они применяются как тюнинговые для незначительного улучшения проходимости в дорожных автомобилях. Однако на истинно внедорожной технике они обычно не используются. Наиболее известны образцы от британской компании Quaife Engineering и американской Torsen NA Inc.. В первом случае дифференциал так и называется — Quaife. Во втором случае — это так называемые Torsen Type-2 и Torsen Type-3.

Червячная блокировка[править | править код]

Конструктивно все дифференциалы с червячной блокировкой выполнены на основе простых пространственных планетарных механизмов схемы с сателлитами на . Визуально пары зацепления солнце-сателлит здесь выглядят как червячная передача, в которой оси червячного колеса и самого червяка также перпендикулярны друг-другу и не пересекаются. В роли червяка и в роли червячного колеса здесь могут выступать как сателлиты, так и ведомые шестерни, и имеются разработки червячной блокировки с обеими вариантами распределения ролей между шестернями. Идея блокировки основана на том, что червячной передаче свойственно самоторможение в случаях направления мощности от червячного колеса к червяку, которое тем сильнее, чем больше угол наклона нарезки зубьев червяка к его оси вращения.

Хотя дифференциал с червячной блокировкой наиболее известен в варианте, разработанном американской Torsen NA Inc., — так называемый Torsen Type-1 — сама компания-разработчик почему-то избегает термина «червячная передача» при описании своего дифференциала. Зубчатая передача здесь декларируется как косозубая на перекрещивающихся осях, но не просто косозубая, а с некоей специфической, разработанной самой Torsen и запатентованной ими же формой зубьев Invex™, фактически являющейся частным вариантом эвольвентного зацепления. В русскоязычной инженерно-технической литературе считается, что в Torsen Type-1 роль червяков выполняют ведомые шестерни, а роль червячных колёс — сателлиты. Объяснение этому проистекает из разного угла наклона косозубой нарезки на ведомых шестернях и сателлитах. Необычная трёхрядная форма сателлита с прямозубым зацеплением по краям и косозубым в центре объясняется исключительно тем, что ввиду компоновки с перекрещивающимися осями конструктивно невозможно организовать через одну и ту же зубчатую нарезку одновременный зацеп как сателлитов с ведомыми шестернями, так и сателлитов между собой, и к повышению внутреннего сопротивления дифференциала эта особенность не имеет отношения. Обе ведомые шестерни здесь имеют сонаправленную нарезку зубьев и некоторую минимальную осевую подвижность, которая, как и в случае дифференциалов с винтовой блокировкой, необходима для сдвига обеих шестерён вдоль оси под нагрузкой, только в данном случае не для контакта с корпусом, а для их взаимного самоторможения друг о друга, что вносит существенный вклад в общее повышение внутреннего сопротивления. Дифференциал момент-чувствительный. Коэффициент блокировки в разных вариантах — 3-6. Дифференциал визуально и кинематически симметричен, и в случае межосевого использовался на модификациях AWD машин, изначально переднеприводных. Вообще, Torsen Type-1 есть один из наиболее известных моделей ДПВС. Он широко использовался в гоночных автомобилях WRC и Формулы-1 разных лет и в качестве межколёсного и в качестве межосевого. А на дорожных легковых автомобилях он стал совершенно однозначной ассоциацией с системами полного привода от Audi — Quattro — хотя в последних разработках Audi применяла и иные варианты. Среди внедорожных машин известным носителем данного ДПВС является Hummer h2.

Настоящими дифференциалами с червячной блокировкой и высокими (порядка 10 и даже выше) коэффициентами блокировки были американские и немецкие разработки для грузовых автомобилей повышенной проходимости. В данном случае конструкция планетарного механизма ДПВС предполагала тройные взаимозацепленные сателлиты, из которых два сателлита были червяками, а один — червячным колесом. Также, червячными колёсами были ведомые шестерни, а всего в дифференциале было 8 червяков и 6 червячных колёс двух типоразмеров. Основные попытки относительно массового применения этих ДПВС пришлись на предвоенные годы. В СССР этот тип ДПВС испытывался после войны, как в виде трофеев от Rheinmetall-Borsig AG, так и в виде домашних разработок «улучшенной» конструкции на основе немецкой. Данные по конкретным американским и немецким носителям отсутствуют, хотя считается, что дифференциалы с червячной блокировкой были широко распространены на различных грузовиках и тягачах для бездорожья и карьерных разработок. В СССР единственный более-менее массовый носитель — Урал-375Д. Современное использование — вероятно, нулевое.

Дисковая блокировка[править | править код]

Разобранный дифференциал с дисковой блокировкой

Конструктивно дифференциал с дисковой блокировкой всегда состоит из планетарного механизма схемы на конических шестернях, дополненного парой миниатюрных конических фрикционных муфт и парой многодисковых фрикционных пакетов, располагающихся по оси дифференциала с обеих его сторон между ведомыми шестернями и корпусом. Часть фрикционных дисков здесь зацеплена с корпусом дифференциала, а часть — с миниатюрным конусообразным сцеплением, которое сопрягается каждое со своей ведомой шестернёй (солнцем). Идея блокировки основана на том, что под нагрузкой в конических шестернях возникают осевые силы, стремящиеся раздвинуть зацепленные шестерни друг от друга, и в отличие от свободного дифференциала, где этот эффект стараются нивелировать, здесь именно за счёт него и происходит сжатие фрикционных пакетов между ведомыми шестернями и корпусом дифференицала, что в свою очередь приводит к выравниванию угловых скоростей. Помимо конических муфт и фрикционных пакетов для усиления эффекта здесь нередко используется распорная пружина, установленная между ведомыми шестернями. И для усиления эффекта эти дифференциалы обычно имеют не два, а четыре сателлита на крестообразном водиле.

Разработки подобных дифференциалов известны с довоенного периода — ими занимались американские фирмы LeTurno-Westinghouse и Borg Warner. Современный вид и дисковую блокировку дифференциалы приобрели в 60-х годах, когда появились относительно надёжные фрикционные материалы, что позволило делать всю систему компактной и пригодной для легковых автомобилей. Сегодня используются в качестве межколёсных в задних ведущих мостах как спортивных, так и внедорожных автомобилей. Надёжны, но могут требовать регулировки со временем.

Кулачковая блокировка[править | править код]

Кулачковый дифференциал Порше, применявшийся на KdF82

Конструктивно здесь возможны два варианта исполнения. В одном случае кулачковая муфта, состоящая из двух кулачковых дисков и промежуточного сепаратора с сухарями располагается между обеими ведомыми шестернями свободного дифференциала. Во втором случае, планетарная передача дифференциала вообще не имеет зубчатых колёс: эрзац-водилом дифференциала служит сепараторное кольцо, сателлитами являются сухари, а роль ведомых шестерён выполняют два кулачковых диска или кольца с волнообразным профилем сопряжённой с сепаратором поверхности. В обоих случаях идея блокировки основана на том, что при определённой разнице в угловых скоростях ведомых звеньев сухари расклиниваются между кулачковыми дисками/кольцами и практически моментально блокируют дифференциал. Блокировка здесь срабатывает только от разницы в угловых скоростях. До некоторого значения этой разницы дифференциал работает как свободный, по достижению — сразу блокируется, причём не важно, нагружен он крутящим моментом или нет. Какой-либо переходной режим частичной блокировки между свободным и заблокированным состояниями отсутствует.

Первые известные разработки кулачковых дифференциалов вероятно принадлежат Фердинанду Порше. Именно его дифференциал пошёл в серию на машинах KdF-Kübelwagen. Сегодня кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы в основном используются как межколёсные в автомобилях повышенной проходимости и в военной технике (бронетранспортёрах и пр.).

Шариковая блокировка[править | править код]

Конструктивно дифференциалы с шариковой блокировкой представляют собой некий эрзац планетарной передачи симметричной схемы . Формально они не имеют ни шестерён, ни сателлитов в своей конструкции, но фактически, функции составляющих их деталей и общий принцип их работы идентичен конструкции и принципу работы любого настоящего планетарного дифференциала, а механика блокировки определяется повышением внутренного сопротивления работе, как и в остальных типах самоблокирующихся дифференциалов. В роли сателлитов здесь используются шарики, которые плотно набиты в закольцованные канавки в корпусе (водиле) дифференциала, и которые, как и настоящие сателлиты, контактируют одновременно друг с другом и с парой ведомых эрзац-шестерён (двумя солнцами). При небольшой разнице в угловых скоростях шарики, толкая друг-друга, перемещаются в закольцованной канавке в ту или другую сторону, обеспечивая дифференциальное вращение всей конструкции. При достижении некоего уровня разницы в угловых скоростях (пробуксовке) ведомых шестерён шарики не могут её (разницу) поддерживать, за счёт трения самотормозятся в своих канавках и тем самым создают блокировочный эффект.

Эта конструкция малоизвестна в мировом автопроме и всё её распространение, вероятно, ограничивается Россией и Украиной. Наиболее известные дифференциалы с шариковой блокировкой — это Автоматический Дифференциал Красикова и Автоматический Дифференциал Нестерова.

Дифференциал с вискомуфтой[править | править код]

Вязкостная муфта с открытым корпусом.

Конструктивно дифференциал состоит из простого планетарного механизма абсолютно любой схемы и вискомуфты, соединяющей два его любые звена (два любые вала подачи/снятия мощности). Вискомуфта может располагаться как внутри дифференциала и связывать два ведомых звена, так и снаружи и связывать ведущее и ведомое звено (на принципиальную работы всей системы расположение вискомуфты влияния не оказывает). Идея блокировки основана на свойствах вискомуфты выравнивать угловые скорости двух своих звеньев за счёт свойств дилатантной жидкости. Блокировка срабатывает только от разницы в угловых скоростях. Кратковременно допускается 100 % блокировка. Переходные режимы также активно используются.

Вязкостные ДПВС менее эффективны в сравнении с вышеупомянутыми механическими ДПВС, так как в них происходит рассеивание энергии. В частности, любая постоянная нагрузка, которая нагревает жидкость внутри муфты, приводит к неустранимым перманентным потерям «дифференциального эффекта».[1]

Данный ДПВС не стоит путать с использованием вискомуфты в системах так называемого полного привода по требованию.

Дифференциал с героторным насосом[править | править код]

В дифференциалах этого типа с одной стороны вращается корпус героторного насоса, а с противоположной стороны вращается вал, соединённый с зубчатым колесом, находящимся внутри насоса. Когда возникает разница в частотах вращения корпуса и зубчатого колеса, насос сжимает рабочую жидкость во внутренней полости насоса. Это обеспечивает передачу вращающего момента к колесу машины, имеющему более сильное сцепление. Системы, основанные на насосах, имеют верхнюю и нижнюю границы прикладываемого давления, и внутреннее демпфирование во избежание гистерезиса. Новейшие системы с героторными насосами имеют компьютерное регулирование выходной мощности, что обеспечивает более высокую подвижность и исключает колебания.

  1. Donnon, Martin et al. Zoom 67 (неопр.). — Express Motoring Publications, 2003. — С. 45—48.. — «...the gel used can quite suddenly alter with massive temperature, and lose its ability to generate torque transfer.».

Дифференциалы полноприводных автомобилей — Энциклопедия журнала "За рулем"

Межосевой дифференциал может быть сконструирован так, чтобы распределять крутящий момент несимметрично. Если распределение момента по осям неравное, то большая часть момента обычно передается к задним колесам. Это объясняется тем, что при разгоне автомобиля или движении на подъем большая часть массы автомобиля перераспределяется на задние колеса и они могут реализовать больший крутящий момент, чем передние, и, кроме того, уменьшение доли крутящего момента, поступающего к передним колесам, улучшает управляемость автомобиля и меньше подвергает ее влиянию изменения крутящего момента.
Для любого автомобиля с четырьмя ведущими колесами важно обеспечить движение автомобиля в случае, если одно из колес теряет сцепление с дорогой.
Если одно из колес на оси буксует, то дифференциал передает на другое крутящий момент, недостаточный для движения. Если автомобиль имеет привод на четыре колеса и три дифференциала, то достаточно попасть одним колесом на скользкую поверхность, чтобы лишить автомобиль способности тронуться с места. Существуют различные способы борьбы с этим нежелательным свойством.
Один из таких способов—это блокировка дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесам с лучшим сцеплением, увеличивается. Необходимо учитывать, что, если вся величина крутящего момента передается в одном направлении, карданный вал и полуоси должны быть сделаны более прочными, чтобы исключить возможность их поломки. Внедорожные автомобили, работающие в сложных условиях, могут иметь устройства, блокирующие как межосевой, так и задний межколесный дифференциалы. Блокировка дифференциала передней оси обычно не предусматривается из-за негативного воздействия на управляемость автомобиля.
Другим распространенным способом улучшения характеристик трансмиссий современных полноприводных автомобилей является применение различных устройств повышенного трения, применяющихся в качестве межосевых и задних дифференциалов. Самый простой способ заключается в создании дополнительного трения при проскальзывании деталей в дифференциале. Здесь, однако, требуется ограничить величину проскальзывания таким образом, чтобы оно не оказывало чрезмерного влияния на возможность движения колес автомобиля с небольшой разницей в угловых скоростях при обычном повороте. Таким образом, дифференциалы повышенного трения должны быть такими, чтобы передавать только часть крутящего момента на колесо с хорошим сцеплением.
Следует помнить, что любой дифференциал повышенного трения, независимо от места его расположения (в раздаточной коробке или ведущих мостах) отнимает часть механической энергии переводя ее в тепло, а, значит, увеличивает расход топлива. Повышается также изнашивание шин и трансмиссии в целом. Поэтому простые устройства с фрикционными шайбами или кулачковые дифференциалы устанавливались главным образом на грузовиках повышенной проходимости, то есть там, где обеспечение преодоления бездорожья считается более важной задачей, чем обеспечение экономичности. В раздаточных коробках таких автомобилей часто дифференциал вообще отсутствовал (ГАЗ-66, УАЗ) и оба моста имели жесткую связь между собой. При движении по сухому асфальту во избежание чрезмерного изнашивания шин передний мост отключался, так что полноприводными эти автомобили могли быть только вне дорог или в зимнее время года.
Гораздо лучше, если дифференциал сможет «почувствовать» момент начала проскальзывания колеса и сумеет перераспределить крутящий момент на отстающее колесо. Другими словами, желательно использовать самоблокирующийся дифференциал. В ранее выпускавшихся моделях использовались вязкостные муфты (вискомуфты) и дифференциалы типа Torsen. Иногда применялось их сочетание: вязкостные муфты в качестве межосевых дифференциалов, а Torsen в качестве заднего дифференциала. В настоящее время все большее распространение получают фрикционные муфты с контролируемой степенью блокировки, когда фрикционные диски сжимаются с определенным усилием. Такие муфты могут применяться для управления распределением крутящего момента между передними и задними колесами под электронным контролем. Конструкторы современных полноприводных легковых автомобилей предлагают использовать такие чувствительные устройства, управляющие сцеплением колес с дорогой и поведением автомобиля вместо простой блокировки дифференциалов.

Устройство вязкостной муфты (вискомуфты):
1 — корпус;
2 — вал корпуса;
3, 6 — ведущий и ведомый валы;
4 — диски;
5 — уплотнения

Вязкостная муфта (патент Фергюссона) является наиболее простым и дешевым устройством повышенного трения, и поэтому ее часто применяют в трансмиссиях автомобилей.
Вязкостная муфта состоит из набора близко расположенных друг к другу перфорированных дисков, одна половина которых соединяется с помощью выступов с внутренней ступицей муфты, а вторая наружными выступами с корпусом.
Между дисками находится силиконовая (кремнийорганическая) жидкость высокой вязкости. Валы муфты могут свободно вращаться с небольшой разницей в угловых скоростях, но, если разница в скоростях увеличивается, жидкость внутри муфты начинает действовать как твердое тело и предотвращает чрезмерное проскальзывание дисков. Возникающий блокирующий момент обусловлен свойствами вязкой жидкости. Если в качестве дифференциала использовать такую муфту, она будет перераспределять крутящий момент так, что большая его часть будет поступать на колеса, вращающиеся с меньшей скоростью.
К недостаткам вязкостной муфты следует отнести экспоненциальный закон ее блокировки. Муфта срабатывает с запаздыванием. Неизбежный нагрев жидкости в муфте, который происходит при проскальзывании дисков, приводит к изменению ее характеристик. Существенным недостатком таких устройств является их влияние на процесс торможения, поскольку при резком торможении может произойти одновременное блокирование всех колес автомобиля. При использовании вязкостных муфт в трансмиссиях автомобилей с антиблокировочными тормозными системами приходится применять дополнительные устройства для разблокирования муфт при торможении.

Межосевой дифференциал Torsen:
1, 3 — правая и левая полуосевые шестерни;
2 — корпус дифференциала;
4 — сателлит, связанный с правой полуосевой шестерней;
5, 7 — выходные валы дифференциала;
6 — сателлит, связанный с левой полуосевой шестерней

Дифференциал Torsen (TORque SENsing — чувствующий крутящий момент) представляет собой механический самоблокирующийся дифференциал, в котором используется сложный набор червячных шестерен.
Набор шестерен внутри дифференциала состоит из ведомых (полуосевых) червячных колес и ведущих (сателлитов) червячных шестерен. Основной особенностью такой конструкции является то, что червячные шестерни могут приводить во вращение другие шестерни, но сами не могут приводиться во вращение. Такая особенность приводит к появлению некоторой степени блокирования дифференциала. В зависимости от величины передаточного числа и конструкции дифференциала, крутящий момент может распределяться по осям автомобиля в соотношении от 2,5:1 (70 % : 30 %) до 6:1 (86 % : 14 %) или даже до 7:1 (87.5 % : 12.5 %), а также распределяться в любых промежуточных значениях. При низких значениях входного крутящего момента шестерни дифференциала вращаются свободно и его действие напоминает работу обычного симметричного дифференциала. Когда входной крутящий момент увеличивается, набор червячных шестерен нагружается и в определенный момент два выходных вала блокируются.

Межосевой дифференциал Torsen Audi Quattro:
1 — корпус дифференциала;
2,4 — передняя и задняя шестерни;
3 — червячные сателлиты;
5 — фланец карданной передачи;
6 — ось сателлитов;
7 — прямозубые шестерни;
8 — ведомый вал;
9 — полый ведущий вал;
А — к передней оси;
В — к задней оси

Дифференциал Torsen имеет линейную характеристику, перераспределение крутящего момента происходит практически мгновенно и он не оказывает влияния на процесс торможения. Эти свойства механизма обусловили его широкое использование в качестве межколесных и межосевых дифференциалов автомобилей. Основным недостатком является сложность его изготовления и сборки и, как следствие, высокая стоимость.

Принцип действия активной гидравлической муфты:
1 — выходной вал;
2 — рабочий поршень;
3 — диски;
4 — поршневой насос;
5 — управляющий клапан;
6 — входной вал

Вязкостные муфты и дифференциалы Torsen являются пассивными системами. В последние годы в конструкции трансмиссий современных автомобилей все чаще начинают применять активные устройства, представляющие собой муфты, в которых для блокирования валов используются многодисковые мокрые сцепления.
Для управления многодисковым сцеплением используется давление масла, которое воздействует на поршень, сжимающий диски. Давление масла регулируется с помощью контрольного клапана. Крутящий момент с помощью таких муфт может распределяться как между передней и задней осями автомобиля, так и между колесами одной оси.

Муфта Haldex
Шведская фирма Haldex по своему патенту выпускает муфту с многодисковым мокрым сцеплением, электрическим гидронасосом и гидроаккумулятором.
Электрический насос работает только при движении автомобиля и создает небольшое давление масла, для того чтобы не происходило задержки в срабатывании муфты. Давление на поршень, сжимающий диски сцепления, поступает от гидравлического поршневого насоса, который создает давление, как только возникает различие в угловых скоростях соединенных муфтой валов. Давление, создаваемое насосом, пропорционально разнице в частоте вращения валов. Управляет работой муфты Haldex встроенный в нее электронный блок управления, который связан с другими электронными системами управления автомобилем. Муфта может работать при любых скоростях движения автомобиля как при движении вперед, так и при заднем ходе. Она не влияет на работу антиблокировочной системы (АБС) вследствие очень быстрой активации и деактивации и обеспечивает полностью контролируемое распределение крутящего момента по осям. В настоящее время муфты Haldex устанавливаются в трансмиссиях полноприводных версий автомобилей.

Torsen vs. Haldex — Audi A4, 2.0 л., 2007 года на DRIVE2

Torsen vs. Haldex

auto.lenta.ru/articles/2009/03/26/audis/ (jоригинал)

"Торсен" против "Хальдекса"… О, сколько копий было сломано пользователями интернет-форумов в попытках убедить друг друга в том, чей полный привод лучше? У Audi или у BMW? У Subaru или Mitsubishi? "Хальдекс" или "Торсен"?

Но в итоге, к пятой или десятой странице обсуждения весь спор обычно сводился к выяснению, что "правильнее" — чистая "механика", или новомодная электроника? Мы решили сами разобраться в этом вопросе и попросили у "Ауди" два полноприводных купе: Audi TTS с электрогидравлическим "Хальдексом" и Audi A5 3.2 с "Торсеном". Обе машины с "автоматами" — у TTS преселективная коробка передач DSG, а у A5 — традиционный, с гидротрансформатором.

Турбомотор Audi TTS развивает 272 лошадиные силы,
а "атмосферник" Audi A5 — 265 сил

Однако сразу говоримся — мы не ставили перед собой задачу выяснить, какой тип полного привода "лучше". Нет! Мы лишь попытались разобраться в особенностях управления автомобилями с той или иной трансмиссией. Но прежде чем отправляться на тестовые заезды, давайте сначала проясним, чем между собой отличаются системы полного привода, используемые на автомобилях "Ауди".

Torsen
Дифференциал Torsen

Постоянный полный привод "Торсен" — это настоящая икона Audi. В 2006 году каждый третий автомобиль этой марки, сходящий с конвейера, оснащался полноприводной трансмиссией! Однако дифференциал Torsen появился на немецких автомобилях далеко не сразу…

История полноприводных автомобилей из Ингольштадта началась в 1981 году, когда было запущено производство купе Audi Quattro с постоянным полным приводом и жестко блокируемыми центральным и задним дифференциалами. Причем "замыкать" дифференциалы нужно было вручную, а сама трансмиссия была предназначена, в первую очередь, для преодоления труднопроходимых участков. Ведь по своей конструкции она мало чем отличалась от систем полного привода, используемых на внедорожниках, и потому не имела никакого отношения к спортивному вождению — наоборот, машина с заблокированными дифференциалами плохо поворачивала. К тому же многие водители забывали отключать блокировки при езде по асфальту, что заканчивалось их (дифференциалов) поломкой.

Поэтому спустя несколько лет на автомобилях Audi впервые появился дифференциал повышенного трения Torsen, разработанный американской фирмой Gleason Сorp. Принцип работы объясняется уже в его названии – оно образовано от английский слов Torque (крутящий момент) и Sensing (чувствительность), что вместе означает как "чувствительный к моменту". То есть, Torsen реагирует не на разницу в скорости вращения передних и задних колес, как большинство других трансмиссий, а на разницу в моменте на них. Или, в некотором смысле, на разницу в сцеплении с покрытием колес на передней и задней оси.

Еще одна особенность "Торсена" заключается в том, что он не пытается уравнять скорость вращения колес в случае их пробуксовки, а лишь перенаправляет крутящий момент двигателя на те колеса, которые имеют лучший "зацеп" с дорогой. И делает это без помощи электроники – чистая механика.

До 2006 года Torsen распределял тягу в пропорции 50:50 между передними и задними колесами и мог перебрасывать на каждую из осей до 75 процентов крутящего момента двигателя. Однако из-за конструктивных особенностей автомобилей Audi с продольно расположенным двигателем (это A4 предыдущего поколения, A6 и A8, мотор в которых, фактически, "висел" перед передней осью), формула "50:50" часто критиковалась журналистами и владельцами машин за врожденную недостаточную поворачиваемость.

В итоге, с 2006 года автомобили Audi стали оснащаться новой версией "Торсена" с распределением момента в пропорции 40:60 в пользу задней оси. Первыми такой дифференциал получили обновленные RS4 и A6, а затем он появился на купе Audi A5 и соплатформенном семействе Audi A4. Другим стал и диапазон изменения тяги на колесах: максимум, на который теперь могла рассчитывать передняя ось — это 65 процентов тяги, а задняя — на 85 процентов.

Помимо полной "механичности" своей работы и относительной дешевизны, Torsen имеет еще одно неоспоримое преимущество перед конкурентами – он срабатывает практически мгновенно, не дожидаясь начала пробуксовки колес.

Кстати, дифференциал Torsen может использоваться не только в качестве межосевого, но и в качестве межколесного – в таком виде он применяется, например, на автомобилях Alfa Romeo, Toyota (Land Cruiser 200), Subaru Impreza WRX STi, Mazda3 MPS, "заряженных" Honda Civic и Accord и так далее. Центральный дифференциал Torsen установлен на полноприводных "Лексусах", Alfa Romeo Brera, и на всем семействе Audi, за исключением моделей A3 и TT.

Haldex
Муфта Haldex

Трансмиссия Haldex досталась марке Audi вместе с платформой VW Golf IV, на базе которого сначала был построен хэтчбек Audi A3, а затем и купе Audi TT первого поколения. В основе "Хальдекса" — многодисковое сцепление в масляной ванне, которое блокируется в ответ на разницу в скорости вращения передних и задних колес.

В обычном состоянии автомобиль с новой муфтой Haldex остается переднеприводным — на задние колеса передается до 10 процентов тяги. Но как только передние колеса начинают пробуксовывать, в действие вступает гидронасос (на ранних версиях "Хальдекса" он был механическим), который повышает давление в исполнительном цилиндре, сжимающем пакет фрикционов, и подключает к работе заднюю ось.

И если в первых поколениях муфты Haldex электроника занималась лишь тем, что стравливала давление в гидросистеме, уменьшая степень блокировки муфты, то теперь она контролирует еще и работу электрического насоса, который пришел на смену механическому. Это означает, что новая муфта "Хальдекс" может замыкаться не только при пробуксовке передних колес, но и по команде управляющего блока.


Плюс такой конструкции в том, что электроника может превентивно "подблокировать" муфту, например, при разгоне, или при малейшем проскальзывании одного из колес (на основе показаний датчиков АБС и системы стабилизации), а также постоянно "играть" тягой на задних колесах, увеличивая или уменьшая подводимый к ним момент в зависимости от ситуации.

Муфта Haldex последнего (четвертого) поколения сейчас применяется на автомобилях Saab (9-3 XWD), Opel (Insignia), Audi A3, TT, VW Tiguan, Skoda Octavia, Superb и так далее. Системы предыдущего поколения можно встретить на машинах Volvo, Land Rover (Freelander), Ford (Kuga) и Seat.

Кто кого?

В обычных условиях – при езде по городу, например, – разница в работе "Хальдекса" и "Торсена" практически не ощущается. И Audi TTS, и A5 эффективно разгоняются по снежной каше и укатанному снегу. Но если машина с электронной муфтой ведет себя как переднеприводная, ускоряясь без ненужных повиливаний "задом", то A5, с выраженным заднеприводным характером, то и дело пытается встать боком. Причем система стабилизации допускает легкое скольжение задней оси, заставляя периодически компенсировать его короткими движениями руля.

Под тягой Audi A5
с удовольствием "метет хвостом"

Но стоит выехать на извилистую зимнюю дорогу, как различия в конструкции полноприводных трансмиссий этих автомобилей начинают проявляться намного ярче. При попытке ускориться на выходе из поворота Audi TTS с "Хальдексом" раз за разом пытается соскальзнуть мордой наружу, не позволяя "докрутить" корму тягой. В лучшем случае, маленькое купе едет "боком", но мимо апекса, а в худшем – ведет себя как типичный переднеприводный автомобиль, демонстрируя ярко выраженную недостаточную поворачиваемость.

Поэтому попробуем пройти тот же поворот по-другому… Наша задача — заранее перевести заднюю ось "тэтэшки" в скольжение при помощи контрсмещения или задействовав "ручник". Как только машина отреагирует на ваши действия попыткой уйти в занос – подхватываем скольжение газом и стараемся "прописать" дугу в сносе всех четырех колес, контролируя угол заноса задней оси рулем и тягой. Причем действовать педалью акселератора в этой ситуации нужно очень решительно: чтобы заставить электронику заблокировать муфту, приходится подавать на колеса больше тяги, чем они могут "переварить", вызывая их пробуксовку. А если этого не сделать, то электроника начнет "помогать" вам вытягивать машину из заноса и вновь перебросит тягу на переднюю ось.

Для прохождения поворота в скольжении
машину с "Хальдексом" надо "ставить" боком заранее

Вот и приходится водителю TTS постоянно "играть" правой педалью, провоцируя пробуксовку колес, и не давая машине вновь стать переднеприводной.

Audi A5 с "Торсеном" в аналогичной ситуации ведет себя иначе. Благодаря тому, что 60 процентов тяги двигателя изначально передается на заднюю ось, "довернуть" машину тягой на выходе из поворота гораздо проще – нужно просто чуть сильнее нажать на педаль газа. Если сцепление передних колес еще не исчерпано, то автомобиль тут же начнет "мести хвостом". А для того, чтобы пройти весь поворот в "раллийном стиле" необходимо лишь чуть уменьшить подачу топлива, приотпус


Смотрите также