Установка самоблокирующегося дифференциала для ВАЗ 2107: плюсы и минусы

На всём семействе классики ВАЗ (01–07) конструктивно не предусмотрено устройство для блокировки межколёсного дифференциала. Однако количество автовладельцев, желающих установить дифференциал своими руками, или приобрести отдельно не уменьшается, особенно среди любителей активного отдыха и дачников.

Рассмотрим вопрос: для чего нужен самоблокирующийся дифференциал и стоит ли его устанавливать на автомашину, в котором он изначально не предусмотрен.

Объяснение принципа работы

В переводе с латинского языка differentia означает «разница». В автомобиле дифференциалом называют механизм, распределяющий крутящий момент на автомобильные оси. Он обязательно существует в каждом автомобиле. Простой дифференциал называется классическим, открытым или свободным.

Представим, что в редукторе заднего моста нет дифференциала, а существует единая ось, как у трёхколёсного велосипеда.

Так как не существует абсолютно прямолинейного движения, и руки водителя практически никогда не лежат на рулевом колесе неподвижно, то ясно, что у ведущих колёс путь будет очень похожий, но немного разный.

Если бы не было дифференциала, то путь левого и правого колеса был единым. Тогда неизбежными станут постоянные пробуксовки, так как колёсам «навязана» общая траектория. Отсюда повышенный износ покрышек, быстрый выход узлов трансмиссии из строя.

Задача редуктора – дать колёсам независимость и «свободу», разобщить их жёсткую связь.

Как работает классический дифференциал?

Если есть одна ведущая ось (вся ВАЗовская классика), то требуется один редуктор между задними колёсами, т.е. межколёсный. В случае полноценного джипа имеется целых три дифференциала – два межколёсных на каждую ось, и дополнительно межосевой.

Этот механизм (второе название – редуктор) ставится в картере заднего моста. Ведущая шестерня передаёт на ведомую момент вращения. Он распределяется на две шестерёнки полуосей, а те вращают колёса.

Дополнительные шестерни – сателлиты являются симметричным равноплечим рычагом, и передают усилия на колёса поровну.

Когда автомобиль движется прямолинейно, то сателлиты не вращаются. Как только автомобиль съезжает на неровную почву, или входит в поворот, то есть когда у каждого колеса появляется свой путь, сателлиты приходят во вращение и перераспределяют момент вращения между колёсами ведущей оси, причём на ту полуось, которая меньше сопротивляется и которую легче раскрутить.

Дифференциал ВАЗ представлена на рис ниже:

8 — шестерня полуоси; 9 — сателлит; 11 — ведомая шестерня главной передачи; 18 — ведущая шестерня главной передачи;

Так ведут себя сателлиты и распределяют момент движения на разных участках:

 — прямолинейное движение

 — поворот налево

 — правое колесо буксует

Из анализа частот вращения полуосей и коробки редуктора следует, что:

1. Если одно колесо неподвижно, то свободное колесо вращается «за двоих», и частота вращения удвоена.
2. Если одно колесо скользит, то оно вращается быстрее, и начинает буксовать, а второе колесо с хорошим сцеплением получит такой же крутящий момент, так как он распределен поровну, и дифференциал не может отдать ему всю тягу.
3. Если тяга единственного колеса станет меньше, чем сопротивление движению, автомобиль встанет.
4. При этом образуется ситуация пункта 1, работающее колесо останавливается, а ранее буксующее резко увеличивает обороты.
5. При попытке «добавить газа» увеличивается частота оборотов буксующего колеса.

Итак, обычный редуктор не помогает ведущей оси на скользкой дороге, и на покрытиях с большим сопротивлением качению (снег, песок и грязь). Стоимость обычного редуктора около 5000 руб.

О принудительной блокировке

Если автомобиль часто выезжает на бездорожье и эксплуатируется зимой и в сезон распутицы, помогает установка принудительной блокировки межколёсного дифференциала. При этом происходит остановка вращение сателлитов. При этом колёса теряют всю независимость и вращаются строго одинаково при всех ситуациях. Это так называемый самоблокирующийся редуктор.

Отрицательными сторонами является повышение расхода топлива и усиление износа покрышек. Поэтому после преодоления трудного участка нужно выключать блокировку.
В некоторых конструкциях существует возможность автоматической разблокировки при повышении скорости, или, наоборот, возможно включить блокировку только на малой скорости.

Для того чтобы упростить процесс управления, и существует самоблокирующийся редуктор.

Разновидности принудительной блокировки

Оговоримся сразу, что варварские варианты вроде заваривания сателлитов на «родном» дифференциале не рассматриваем. Также не рассматривается частичный вариант установления «преднатяга».

• Дисковая блокировка повышенного трения.Устанавливаются фрикционные муфты. Когда колёса начинают испытывать разное сопротивление, то трение внутри муфты увеличивается и происходит блокировка. Блокировка с помощью дисков требует регулировки вследствие их износа и применение особого трансмиссионного масла.
• Вязкостная муфтовая блокировка (вискомуфта). Её принцип похож на дисковый, но у гидравлической муфты множество липких дисков (рис. 7).  Диски погружены в особую вязкую жидкость. Основа этой жидкости – силикон, твердеющий при нагреве. Когда вращение одной полуоси опережает другую, происходит нагрев, затвердевание жидкости и жёсткое зацепление дисков.
  Этот вид блокировки начинает работать вначале мягко, затем по мере застывания эффект резко возрастает, и держится до тех пор, пока полуоси не начнут работать равномерно, тогда вместе с остыванием, происходит разжижение геля. Большим плюсом является отсутствие обслуживания. Необходимым условием длительной работы является полная герметичность. Такие вискомуфты  устанавливаются на «паркетные» городские внедорожники. На тяжёлом бездорожье работают слабо, перегреваются.
  
• Самоблокирующийся винтовой червячный редуктор. Надёжный вариант. При прямолинейном движении червеобразные винты свободно вращаются в корпусе (рис. 8). При изменении характера движения винты попадают в крайние положения и фиксируются в пазах. При этом срабатывает блокировка. Время срабатывания зависит от профиля винта. При выравнивании крутящего момента винты снова выступают из пазов в свободное вращение. Плюсом является малый износ, срок эксплуатации равен сроку «родного» дифференциала. Кроме этого, не требуется особое масло, нужно обычное трансмиссионное. Стоимость винтовой блокировки на ВАЗ 2107 около 10–13 тыс. рублей.
  
• Планетарный механизм блокировки дифференциала (ДАК), или схема Красникова (рис.9). В этом механизме применяется классическая дифференциальная схема, но вместо сателлитов работают цепочки шариков. Этот дифференциал блокируется не от разницы между нагрузкой на колёса, а при возникновении изменения между осевой нагрузкой и тягой двигателя. Стоимость установки на ВАЗ 2107 –  около 10000 руб.
  

 Плюсы и минусы установки самоблокирущегося редуктора

Итак, при установке самоблокирующегося дифференциала приобретается:

• повышенная колёсная тяга на ведущих осях;
• повышенная проходимость вне асфальтовых дорожных покрытий;
• улучшенная динамика разгона;
• улучшение прохождения поворотов.

Расплатой за установку является ухудшение управляемости (у ВАЗ на заднем приводе):

• трудно удерживать автомобиль при разгоне на прямой;
• в повороте склонность к заносу у «классики» увеличена;
• при любой конструкции появляются дополнительные звенья повышенного трения, что повышает, даже незначительно,износ и расход топлива.

Вместо заключения. Что выбрать

1. Постоянная блокировка требуется только для настоящих джипов, которые, как тракторы, никогда выезжают в город.
2. Дисковая блокировка: требует регулировки из-за выработки дисков, нужно специальное масло. Кроме этого, существует небольшой, но постоянный момент трения. Это ухудшает управляемость, быстрее изнашиваются шины, увеличивается расход топлива. Чем больше изнашиваются фрикционы, тем меньше блокировка. Чем чаще приходится буксовать – тем быстрее выйдет из строя дифференциал.
3. Жидкостная вискомуфтаобладает большой инерцией «врабатывания», но её работа по тяжёлому бездорожью не очень хорошая. Часты запоздания, перегрев. Но в городских условиях она работает.
4. Винтовая блокировка, пожалуй, наиболее хороша в городе зимой, а также подходит как любителям автотуризма, так и дачникам. На серьёзном бездорожье она не очень эффективна, но не«схватывает намертво», включается мягко и не требует специального обучения. Для ВАЗ 2107, как и для прочей классики, лучше устанавливать или винтовую блокировку, или дифференциал ДАК, при условии, что автомобиль не штурмует тяжёлое бездорожье, а передвигается по зимним дорогам в городе, а летом  –  по просёлочным дорогам.  Цена вопроса около 10-13 000 руб.