Принцип работы электронной блокировки дифференциала

Когда имитация блокировки дифференциала ухудшает проходимость

Современные автомобили оснащены электронными системами управления, которые помогают водителю не только в сложных ситуациях на дорогах, но и делают процесс вождения более комфортным. Имитация блокировки дифференциала помогает водителю управлять автомобилем в условиях города или легкого бездорожья.

Блокировка дифференциала: отличие системы вискомуфты от дифференциала Torsen

Коллеги здравствуйте! Вопрос: что такое блокировка дифференциала в автомобиле? Зачем эта блокировка? Это мы сейчас и разберем.

Принцип работы

Датчики системы ABS, расположенные на ступицах колес, собирают информацию о скорости вращения колес и передают в электронный блок управления. Как только какое-то колесо начнет проскальзывать, электронный блок дает команду на электромагнитные клапаны, которые начинают воздействовать на тормозные колодки и притормаживать колесо. Вращающий момент на колесе увеличивается, оно перестает проскальзывать, в конце концов цепляется за дорожное покрытие. В этот момент мозг устройства ослабляет хватку, колесо растормаживается.

EDS (Elektronische Differenzialsperre) — первая разработка в этом направлении. В переводе означает электронная блокировка дифференциала или, как показано выше, правильнее назвать ее имитацией электронной блокировки дифференциала. Назначение системы — предотвращать проскальзывание ведущих колес при трогании с места.

Простейшая система такого вида, устанавливается на многие бюджетные автомобили марок Ниссан, Рено и другие.

Является эволюционным развитием системы EDS, дополнена новым электронным блоком и программным обеспечением, которое позволяет более тонко управлять автомобилем в поворотах. Всякий раз, когда при входе в поворот система почувствует разгрузку колеса, катящегося по внутреннему радиусу, она притормаживает его, тем самым обеспечивая более точное прохождение поворота. Эту систему разработали специалисты Фольксвагена.

Система EDL (Electronic Differential Lock) — то же, что и EDS, просто это англоязычная аббревиатура, а та немецкая.

Синоним, применяется в для автомобилей, произведенных не немецкими концернами.

Другие

Автопроизводителями ведутся постоянные опытно-конструкторские работы, и время от времени появляются анонсы усовершенствованных систем, но принципиально они ничем не отличаются от описанных выше.

Особенности использования EDL и ее устройство

Система блокировки дифференциального устройства относится к комплексу систем активной безопасности автомобиля. Ее использование осуществляется в полностью автоматическом режиме. То есть без каких-либо действий со стороны водителя EDL контролирует (увеличивает или сокращает) давление в тормозной системе на каждое колесо в ведущей паре.

Функционал системы обеспечивается за счет следующих механизмов:

• насос обратной подачи жидкости;
• магнитный клапан переключения;
• клапан обратного давления;
• электронный блок управления;
• комплекс датчиков.

Управлением EDL занимается электронный блок антиблокировочной системы ABS, для чего его дополняют некоторыми схемами.

Система блокировки дифференциального устройства может устанавливаться не только на переднеприводные или заднеприводные авто, то есть не только на оси. Современные внедорожники 4WD также активно оснащаются EDL, только в этом случае система работает сразу на четыре колеса.

Комбинация ABS+EDL позволяет достичь легкости в управлении автомобилем и избежать пробуксовочных моментов во время езды. Для сравнения механизмов управления можно записаться на тест-драйв в ГК FAVORIT MOTORS, так как в автосалоне компании представлен большой выбор авто с разными уровнями оснащенности.

Устройство и основные элементы

Стандартные компоненты описанных систем таковы:

• насос — качает тормозную жидкость к исполнительным устройствам;
• электромагнитные клапаны — открывают и закрывают потоки тормозной жидкости;
• электронный блок управления (БУ) — управляет всем процессом без вмешательства человека;
• датчики частоты вращения колес — информируют БУ о скоростях вращения каждого из колес.

Типы электронных блокировок дифференциала

Система противоскольжения установлена на автомобилях многих автопроизводителей. Однако системы, выполняющие одни и те же функции в разных автомобилях, могут иметь разные названия. Рассмотрим самые известные: EDS, ETS и XDS.

EDS — это электронная блокировка дифференциала, которую можно найти в большинстве автомобилей (например, Nissan, Renault).

ETS (Electronic Traction System) — система, аналогичная EDS, разработанная немецким производителем автомобилей Mercedes-Benz. Этот тип электронного дифференциала выпускается с 1994 года. Mercedes также разработал усовершенствованную систему 4-ETS, способную тормозить все колеса автомобиля. Он устанавливается, например, на среднеразмерные кроссоверы премиум-класса (М-класс).

XDS — это расширенный EDS, разработанный немецким производителем автомобилей Volkswagen. XDS отличается от EDS дополнительным программным модулем. В XDS используется принцип поперечной блокировки (торможение ведущих колес). Этот тип электронного дифференциала разработан для увеличения тяги и улучшения управляемости. Система немецкого производителя исключает недостаточную поворачиваемость автомобиля при прохождении поворотов на высокой скорости (этот недостаток при движении присущ переднеприводным автомобилям) и управляемость становится более точной.

Принудительная блокировка дифференциала

Блокировка осуществляется специальным механизмом, который сцепляет полуось с корпусом дифференциала.

Сцепляющий (расцепляющий) механизм, в виде кулачковой муфты может быть гидравлический, электрический, механический и пневматический.

Гидравлический устроен так же как тормозная система, то есть имеет главный цилиндр и рабочий. Электрический работает с помощью электродвигателя, который управляет рычагом включения-выключения.

Механический по средством троса и рычагов, а пневматический управляется через герметичный воздухопровод пневмокамерой. Управляющим элементом является кнопка на панели приборов или рычаг.

На некоторых чистых внедорожниках применяется принудительная жесткая блокировка всех дифференциалов, и межколёсных и межосевых. Это конечно жесткая нагрузка на все узлы трансмиссии, и в таком режиме постоянно эксплуатировать противопоказано, но зато такому автомобилю бездорожье непочём.

Когда электронная имитация не поможет

Электронная система блокировки имеет ряд достоинств:

• полная автоматизация;
• автомобиль легче начинает движение;
• повороты преодолеваются машиной более уверенно;
• система позволяет справиться с диагональным вывешиванием;
• экономия топлива из-за уменьшения пробуксовки.

EDS прекрасно справляется со своей задачей на сухом грунте. Но на мягких дорогах, глубоких колеях, на крутых подъемах или в сугробах она теряет свою эффективность. В таких условиях необходима активная пробуксовка обоих колес, чего не позволяет сделать электронное блокирование.

Имитация блокировки дифференциала на сегодняшний день широко распространена из-за своих многочисленных достоинств. Автомобилисту, передвигающемуся в городском режиме, такая система значительно облегчает жизнь. А для любителей внедорожной езды эта имитация блокировки будет бесполезна.

Разновидности системы

Все разновидности устройств отличаются только конструктивным исполнением узлов и программным обеспечением. Каждый автопроизводитель держит свои разработки в тайне, все тонкости алгоритма работы могут быть засекречены: пользователь оценивает работу по конечному результату.

Одним из комбинированных решений является ETS — система контроля тяги, которая, кроме описанной выше задачи, выполняет еще и задачу оптимизации разгона автомобиля на дорогах с любыми типами покрытий.

Рекомендации для водителей автомобилей с EDL

Специалисты ГК FAVORIT MOTORS отмечают несколько нюансов, о которых необходимо знать владельцам всех транспортных средств, оснащенных системой EDL:

• из-за специфики действия системы неминуемо возникает разница между скоростными режимами во вращении колес в ведущей паре, поэтому общая скорость движения автомобиля в момент срабатывания EDL не должна превышать 80 километров в час;
• в некоторых ситуациях (в зависимости от типа дорожного покрытия) смена циклов системы может сопровождаться значительным шумом;
• рекомендуется при срабатывании EDL использовать педали газа и тормозов с учетом покрытия дорожного полотна;
• при разгоне на льду или по снежному покрытию не рекомендуется активно использовать педаль газа. Несмотря на работу системы, ведущая пара колес может немного проворачиваться, за счет чего появляется риск потери управляемости авто;
• полностью отключать EDL не рекомендуется (система отключается в автоматическом режиме, чтобы предотвратить перегрев дисков и включается в случае необходимости);
• в некоторых случаях, когда загорается индикатор неисправности ABS, дефекты могут быть в системе EDL.

Также водителям рекомендуется не полагаться полностью на работу системы блокировки дифференциала, а всегда соблюдать основные правила по безопасной езде на дорогах с любыми покрытиями.

В случае возникновения каких-либо неполадок в работе системы электронной блокировки дифференциала желательно сразу же обращаться в специализированные автоцентры. Команда мастеров ГК FAVORIT MOTORS обладает всеми необходимыми навыками и современным оборудованием для выполнения диагностических процедур, настроек и ремонта сложных систем активной безопасности автомобилей.

Подведем итог

Блокировка дифференциала – важная функция, обеспечивающая безопасность движения и улучшающая управляемость автомобиля в критических ситуациях. Возможность автоматически заблокировать буксующее колесо или ось освобождает водителя от дополнительных действий при смене дорожного покрытия.

Основные преимущества системы

• увеличение сцепления с дорогой на поворотах;
• начать движение без пробуксовки колес;
• настройка степени блокировки;
• полностью автоматическое включение / выключение;
• машина уверенно справляется с диагональным вывешиванием колес.

Самоблокирующийся дифференциал

По своей сути самоблокирующийся дифференциал позволяет реализовать возможности свободного дифференциала и возможности полной блокировки, как бы компромисс между тем и другим.

Еще его называют дифференциал повышенного трения (LSD — Limited Slip Differential).

Есть два способа самоблокировки:

1. Блокируется от разных угловых скоростей на полуосях (дисковый дифференциал с вязкостной муфтой);
2. Блокируется от разности нагрузок, крутящих моментов сил на полуоси (червячный).

Принцип простейшего дискового дифференциала

Принцип его заключается в создании повышенного трения между набором дисков (фрикционный пакет), вращающихся на близком расстоянии друг от друга в специальной силиконовой жидкости.

Часть дисков связана с корпусом дифференциала, другая часть с полуосью, в межосевых дифференциалах с карданом или приводным валом.

При равномерном движении, без пробуксовок, валы и соответственно весь пакет дисков вращаются вместе.

При проскальзывании одна часть фрикционных пакетов, связанная с одной полуосью начинает вращаться быстрее. Возникает нагрев жидкости, которая сгущается и сцепляет диски с другим вращающимся фрикционным пакетом.

Крутящий момент увеличивается и происходит блокировка, не жесткая как при полной блокировке, но все же фиксация довольно ощутимая.

Сжатие этих фрикционных дисков муфты может быть переменным и фиксированным.

Фиксированное осуществляется при помощи пружин, а переменное при помощи гидравлики или электронным управлением, управляемым с центрального блока управления этой системы.

Применение

Системы электронной блокировки применяются на популярных марках: Ауди, Мерседес, BMW, Ниссан, Фольксваген, другие.

EDS используется в Ниссан Патфайндер и Рено Дастер,

ETS – на Мерседес ML320,

XDS – на Шкода Октавия и Фольксваген Тигуан.

Использование

Электронный дифференциал, являющийся функцией противобуксовочной системы, используется во многих современных автомобилях. Имитацию блокировки используют такие производители автомобилей как: Audi, Mercedes, BMW, Nissan, Volkswagen, Land Rover, Renault, Toyota, Opel, Honda, Volvo, Seat и другие. При этом EDS используется, например, в Nissan Pathfinder и Renault Duster, ETS — в Mercedes ML320, XDS — в Skoda Octavia и Volkswagen Tiguan.

Системы моделирования блокировки стали очень популярными благодаря своим многочисленным преимуществам. Электронный дифференциал оказался наиболее практичным решением для среднего городского автомобиля. Предотвращая пробуксовку колес при трогании автомобиля, а также на скользком дорожном покрытии и в поворотах, она значительно облегчила жизнь многим автовладельцам.

Вискомуфта (вязкостная муфта)

Как уже было описано выше, вискомуфта, это наборы фрикционных дисков, которые связаны с корпусом и с одной полуосью, вращаются на близком расстоянии друг от друга и заключены в герметичном корпусе, наполненном силиконовой жидкостью.

При вращении с разными скоростями, диски разгоняют жидкость, нагревая её, при этом повышается её вязкость и диски сжимаются приводя в действие свойства дифференциала, он блокируется.

Скорости выравниваются, жидкость восстанавливает свои свойства, диски начинают вращаться с равными скоростями.

Процесс этот происходит постоянно в зависимости от дорожных условий.

Вискомуфта устанавливается в межосевом пространстве трансмиссии и по сути, автомобиль не всегда бывает полноприводным, а только при необходимости.

Конструкционно вискомуфта применяется в работе как вместе с дифференциалом, так и самостоятельно.

Вискомуфта довольно инерционна, такова её конструкция и при бездорожье имеет место её перегрев, поэтому её все меньше применяют в автомобилестроении.

Электронная блокировка

Как таковой особой конструкции при такой блокировке нет.

Блокировка осуществляется антипробуксовочной системой, которая контролируется электроникой и реализуется простым подтормаживанием колеса.

Если колесо начинает пробуксовывать, в это время датчик подает сигнал ЭБУ о пробуксовке. Электронный мозг анализирует и подает команду тормозной системе, подтормозить буксующее колесо.

В это время срабатывает механизм дифференциала и моменты сил на колеса выравниваются.

По сути это и не блокировка , а просто выравнивание крутящих моментов. Хотя работает довольно эффективно.

Часто задаваемые вопросы

Улучшает ли система проходимость транспортного средства?

Да, в случае гололеда или грязи под колесами вероятность застрять почти нулевая.

На какой скорости работает система?

Она эффективна при скоростях от нуля до восьмидесяти километров в час. Объявлено о некоторых моделях автомобилей представительского класса, где работает и при 100 км в час.

Для пользования нужны какие-то специальные навыки вождения?

Нет, водитель даже не почувствует работу блокировок.

Что лучше: имитация или передняя преднатяговая блокировка?

Что лучше: имитация или передняя преднатяговая блокировка? Разбираемся в тонкостях и нюансах блокировок на примере УАЗ Патриот. Оба Патриота имеют совершенно одинаковую степень подготовки к бездорожью, они одного модельного ряда (года). Машины выступают в совершенно равных условиях и поэтому у зрителей есть возможность верно оценить работу внедорожных систем. В целом проведём обзор работы внедорожных систем, выявим их плюсы и минусы.

Для начала немного теоретической части…

Дифференциал — это механическое устройство, узел трансмиссии автомобилей, которое выполняет следующую функцию — принимает мощность вращения и разделяет ее на 2 дифференциально связанных потока.

Дифференциал автомобиля занимается распределением крутящего момента с ведущего вала на правое и левое полуоси. Состоит дифференциал из 4-х конических шестеренок. По габаритам не большой. Если колеса крутятся с одинаковой нагрузкой, то дифференциал распределяет силу вращения пополам (50:50).

Червячный самоблокирующийся дифференциал

Это чистая механика. Конструкция так устроена, что чувствительно реагирует на разность крутящих моментов на корпусе и полуоси.

Конструкция основана на червячном планетарном принципе, редуктор которого состоит из червячных ведомых и ведущих сателлитов.

Конструкционно они могут располагаться параллельно или перпендикулярно полуосям.

Так устроен знаменитый самоблокирующися дифференциал Torsen, применяемый в системе quattro от Audi.

Секрет блокировки заключается в особенности червячной шестерни. Она вращает другие шестерни, а сама не может от них вращаться, расклинивается, как говорят.

Это свойство и поставили умные конструкторы на службу частичной блокировки дифференциала.

Этот гениальный принцип червячной шестерни намного превосходит в надежности вискомуфту и находит широкое применение.

Блокировка дифференциала заднего моста все чаще встречается с таким дифференциалом, а в основном его устанавливают межосевым.

Ну вот как-то так, примерно!