Редуктор lsd что это
Самоблокирующиеся дифференциалы LSD и масла для них
Добрый день, коллеги!
В данной статье кратко расскажу о самоблокирующихся дифференциалах LSD, а также о трансмиссионных маслах, которые я заливаю в редуктор заднего моста своего KIA Sorento, оснащенного таким дифференциалом.
Как известно, применяемый в редукторах автомобилей обычный, так называемый «открытый» или «свободный» дифференциал, имеет существенный недостаток, при проскальзывании одного из ведущих колес, он перераспределяет крутящий момент на это колесо, что обездвиживает буксующий автомобиль. Наверное, многие из вас видели такую картину, особенно зимой, когда одно из ведущих колес беспомощно буксует, а другое колесо не вращается, хотя и находится на менее скользкой поверхности.
Для устранения этого недостатка, инженеры внедряют в конструкцию трансмиссии различные блокировки. Блокировки могут быть как межосевыми (для полноприводных автомобилей), когда блокируется связь между осями колес, так и межколесными (для автомобилей с любым приводом), когда блокируется связь между колесами на одной оси. При этом, заблокированные колеса вращаются синхронно, вне зависимости от сцепления с дорожным покрытием, что часто позволяет автомобилю самостоятельно выбраться из дорожного плена.
Помимо жесткой ручной блокировки, также существуют различные виды автоматических блокировок. К ним относятся системы автоматического распределения крутящего момента между осями автомобиля, а также автоматические межколесные блокировки.
Автоматические блокировки, как межосевые, так и межколесные, часто реализуются в виде самоблокирующегося дифференциала той или иной конструкции. Часто его называют дифференциалом повышенного трения, или, в английском варианте, LSD (Limited Slip Differential — дифференциал с ограниченным проскальзыванием).
Вы, наверное, ранее уже слышали такие слова, как Haldex (Халдекс), Torsen (Торсен), Quaife (Квайф). Эти устройства используют механическую связь для перераспределения момента между источником момента и его потребителями (винтовые дифференциалы, многодисковые сцепления и др.). Также, для перераспределения момента может использоваться гидравлическая связь — вязкостная муфта (вискомуфта), а также многодисковая фрикционная муфта. Это все разновидности автоматических блокировок.
Наличие блокировок позволяет существенно повысить проходимость автомобиля. Как правило, жесткими блокировками оснащены серьезные внедорожники, а в более «гражданских» автомобилях (например, кроссоверах), чаще распространены автоматические блокировки.
В редукторах ведущих осей автомобиля, дифференциал LSD применяется в качестве автоматической межколесной блокировки. На покрытии с хорошим сцеплением, когда колеса не проскальзывают, он работает как обычный дифференциал. При проскальзывании одного из колес, дифференциал LSD автоматически блокируется, что повышает проходимость автомобиля.
Принцип действия LSD дискового типа хорошо продемонстрирован на видео:
Устройство такого дифференциала «вживую» можно посмотреть в этом видео (с 7:00):
Подробнее о самоблокирующихся дифференциалах можно посмотреть по ссылкам:
Часто мне задают вопрос, как выяснить, есть ли межколесный LSD в редукторе. Иногда наличие LSD указывается в спецификации к автомобилю, но можно попытаться определить его и самостоятельно. Обращаю внимание, что данный метод не универсальный и не 100% надежный, гораздо надежнее все-таки знать свою комплектацию.
Для определения, оснащен ли редуктор дифференциалом LSD, необходимо вывесить колеса этой оси и на нейтральной передаче покрутить одно из колес. Направление вращения вроде как любое, но обычно вращают по ходу движения.
— Если второе колесо при этом вращается в противоположную сторону с примерно той же скоростью, то LSD нет.
— Если второе колесо уверенно вращается в ту же сторону, LSD есть и он исправен.
— Если второе колесо остается неподвижным или еле вращается в любую сторону, то LSD есть, но он либо изношен, либо неисправен.
Для примера, см. видео, на данном автомобиле нет LSD (c 1:05):
Перейдем к маслам, применяемым для смазывания самоблокирующихся дифференциалов LSD. Не будем рассматривать вискомуфты, так как они, как правило, заправлены специальной силиконовой жидкостью на весь срок службы.
В автоматических блокировках с многодисковым сцеплением может применяться ATF — жидкость для автоматических трансмиссий. Примером может служить межосевая раздаточная коробка TOD производства BorgWarner, устанавливаемая на автомобили KIA Sorento, KIA Mohave, Huyndai Terracan. Спецификация применяемой ATF указывается в спецификации к автомобилю.
В самоблокирующихся дифференциалах, как правило, применяются трансмиссионные масла, разработанные специально для LSD. Их можно отличить по буквам LS или словам Limited Slip в названии масла. Если в какой-либо комплектации автомобиля применяется LSD, требуемый тип масла также будет указан в спецификации (рис.2).
При обслуживании своего KIA Sorento, в редукторе заднего моста которого применен LSD, я использую несколько таких масел:
1. Mobil Mobilube Syn LS 75W-90 GL-5. Сейчас это масло практически не встречается в продаже, скорее всего, снято с производства.
2. Mobil Delvac 1 Gear Oil LS 75W-90 GL-5. Предполагаю, что это масло пришло на смену предыдущему.
3. Castrol Syntrax Limited Slip 75W-140 GL-5.
4. Mannol MaxPower 4×4 75W-140 GL-5 LS.
Внешний вид канистр и описание см. на фото ниже.
PS. Иногда встречаю информацию, что в дополнение к маслам LS существуют отдельно некие присадки в масло, но я лично их не использую, поэтому здесь их не рассматриваю.
Всех с наступающим Новым Годом-2018, до новых встреч!
LSD дифференциал редуктора 9,5″ TLC80: замена фрикционов
Ко мне на профилактику поступил задний редуктор TLC80 с LSD:
Помимо рывков при вращении владельца беспокоило состояние блокировки, которая не работала должным образом, а её функциональность для владельца была критическим условием. Все вопросы, помимо LSD, благополучно решились заменой двух подшипников пиньона и переборкой его узла с новыми сальником, гайкой и распорной втулкой.
Пара оказалась в очень достойном состоянии, редком для своего возраста.
Но с LSD совсем другая история.
LSD восьмифрикционный, что характерно для машин до 1995 года выпуска. Позже они стали шестифрикционными.
Промер толщины промежуточных шайб между фрикционами показал, что все они в середине допуска 1,97 – 2,03. Состояние же фрикционов намного хуже. При замерах нужно учитывать, что на конвейере толщина пакета фрикционов и промежуточных шайб задаётся корневыми фрикционами разной толщины, маркируемыми буквами до 1995 года и цифрами после 1995 года. Остальные шесть фрикционов одинаковые. Они оказались толщиной от 1,93 до 1,95 при норме 1,97 – 2,05, и затёртые до зеркального блеска. Один из корневых фрикционов с маркировкой С, который по каталогам имеет толщину 2,30, оказался толщиной 2,26.
Другой, с маркировкой E, оказался толщиной 2,35. С завода он был 2,40.
Такой LSD не может быть работоспособным. Мы с владельцем начали рассматривать варианты восстановления.
Один из вариантов был поменять шесть фрикционов на новые, оставив старые корневые. По идее, недостаток их толщины по 0,04 – 0,05, раскиданный на обновлённые фрикционы, не должен был себя негативно проявить.
Второй вариант – регулировать так, как предусмотрено мануалом, с заменой и корневых фрикционов тоже. Здесь тонкость заключается в том, что на вторичный рынок корневые фрикционы разной толщины не поставляются. Они меняются на такие же, как все остальные, а толщина пакета регулируется поставляемыми на рынок калиброванными жестянками, которые подкладываются под корневой фрикцион:
90564-54001 – 0,20 мм
90564-54002 – 0,25 мм
90564-54003 – 0,30 мм
90564-54004 – 0,35 мм
Однажды подобную процедуру я проделывал с LSD редуктором 8″.
Третий вариант был вообще оставить всё как есть, потому что оперативно приобрести фрикционы оказалось непросто. До 1995 года ставились фрикционы 41361-60051. Позже 41361-60340 и 41361-60341. И они все взаимозаменяемые. Купить можно только под заказ, цена 1300 – 1600 рублей за штуку.
Но владелец нашёл на Авито объявление всем известной новосибирской конторы по 900 рублей:
www.avito.ru/novosibirsk/…ntsiala_toyota_2191953294
И буквально за пару дней получил восемь новых фрикционов 41361-60341:
Далее, как мне думалось, нужно просто восстановить толщину пакета до заводского. Толщина новых фрикционов по 2,00:
Соответственно, нужно под новые корневые фрикционы набить дополнительных регулировочных шайб столько, чтобы суммарно их толщина вместе с фрикционом соответствовала толщине заводского корневого фрикциона:
Идея хорошая, но положительного результата она не дала. Мануалом предусмотрен следующий способ проверки правильности подбора толщины пакета:
У меня при использовании выше описанного метода зазор в зацеплении сателлитов получился 0,6 мм и 1,0 мм!
Логично, что надо увеличивать толщину дополнительных шайб. И я начал последовательно добавлять шайбы, доводя в каких-то случаях их общую толщину почти до миллиметра. Но, как оказалось, добавлением дополнительных жестянок выйти на нормативный зазор конструктивно невозможно. Зазор измеряется на одном из сателлитов, когда противоположный зафиксирован. При этом сайдгир должен тоже немного проворачиваться. И тогда через него все три незафиксированных сателлита при измерениях находятся в движении. Однако в какой-то момент при добавлении толщины сайдгир зажимается крестовиной и фиксатором пружины. И двигается только один сателлит. Разумеется, ни о какой корректной настройке в таком случае говорить не приходится. Видимо, это связано с износом самих шестерёнок.
В итоге я подобрал шайбы, при толщине которых сайдгир ещё не заклинен, но на пределе. Но зазор больше нормы, и его уменьшить невозможно. При норме 0,02-0,24, я оставил зазоры около 0,30:
Всё возможное, предусмотренное мануалом, сделано. Достигнуть нормативных значений зазора нет технической возможности. Вопрос только в том, что является ли для изношенных шестерёнок этот параметр корректным для настройки LSD. Ведь зазор уже определяется не столько толщиной шайб, сколько изношенными поверхностями зубьев. А пакет LSD оказывается максимально зажат. Терзаемый сомнениями, я всё же собрал редуктор с этими регулировками:
Я понимал, что сомнения отпадут только когда редуктор будет на машине, и владелец подтвердит, что LSD работает. Или не работает…
То, что LSD будет передавать крутящий момент на ненагруженное колесо, у меня сомнений не было. Но вот будет ли нормально работать дифференциал в поворотах? Не заклинится ли он? Не будет ли перегреваться?
Редуктор на машине. Для проверки работоспособности LSD владелец слегка дрифтанул:
Работа LSD его в полной мере устраивает. И он утверждает, что в поворотах дифференциал работает штатным образом. Так что, скорее всего, у меня всё получилось. Но я как испытывал неприязнь к LSD, так и продолжаю испытывать. Никогда не знаешь, чем закончится вмешательство в него.
UPD: проверка лёгким бездором подтвердила, что LSD работает как надо.
Привет, таков вопрос у меня стоит редуктор с передаточным числом 3,92 он с повышенным трением или нет?
Комментарии 7
Проверил у меня оказался LSD с повышенным трением.
Всем спасибо
Ребята спасибо за ответы, очень благодарен
www.sierraclubspb.narod.ru/tech/transmission.htm
Иногда редуктора Типа В оснащаются дифференциалом повышенного трения (LSD=Limited Slip Differential), у которого пробуксовка колес относительно друг друга ограничивается вискомуфтой, что улучшает проходимость и динамику на скользких покрытиях. Штатно такие редуктора ставились на полноприводные Sierra и Scorpio, но встречаются и на других версиях. Редуктора c дифференциалом повышенного трения отличаются от обычных тремя буквами вместо двух в конце номера, выбитого на ярлычке редуктора.
Как вычислить редуктор с блокировкой:
На обычном редукторе фланцы полуосей относительно друг друга вращаются свободно, практически без сопротивления, на «вискомуфтовом» с ощутимым усилием. Теперь в подробностях:
Первый вариант — вывешиваешь одно колесо, коробку в нейтраль (ручка или автомат — без разницы), крутишь за колесо. Если вращается без особого усилия (т.е. просто трение в подшипниках и шестеренках, не более того), то простой, если крутить трудно, значит LSD.
Второй вариант — вывешиваешь оба колеса, коробка на передаче (или автомат на паркинге), крутишь за одно колесо. Если колесо вращается очень туго, значит LSD, если легко, значит простой. Понятно, что в этом случае колеса по-любому будут в разные стороны вращаться, кардан-же зафиксирован.
Третий вариант — по-прежнему вывешены оба колеса, но коробка в нейтрали, кардан свободен. В этом случае при редукторе с LSD колеса будут вращаться в одну сторону и кардан тоже будет крутиться. При простом редукторе колеса будут вращаться в разные стороны, а кардан стоять (или может немного вращаться за счет трения в дифференциале).
LSD дифференциал — что это, для чего нужен и как работает
LSD дифференциал — что это, как работает и какую помощь может оказать на бездорожье? Дифференциал повышенного трения LSD работает также, как и аналогичные автоматические неполные блокировки. Он срабатывает в тех случаях, когда колеса на одной оси начинают крутиться со слишком разной по отношению друг к другу скоростью. Чаще всего LSD дифференциал ставят на внедорожники и спортивные автомобили, но считать его 100% блокировкой и панацеей от застревания в грязи или диагонального вывешивания ошибочно.
LSD дифференциал — что это такое и откуда пошло
Обыкновенный LSD дифференциал
В пример еще можно привести LSD дифференциал Toyota — в определенный момент блокировка срабатывает и крутящий момент обеих валов сравнивается, становится одинаковым. Равные пропорции всё равно дают возможность завязшему колесу прокручиваться, но то колесо, которое имеет хорошее сцепление, тоже начинает крутиться и джип выезжает с засады на нормальное место (во многих, но далеко не во всех случаях).
Как работает LSD дифференциал и как делиться на типы
Нужно сразу отметить, что для нормальной работы этой блокировки требуется специальное, особенное масло для LSD дифференциала. Если лить туда обыкновенное масло, то узел долго не прослужит и проблемы могут возникнуть очень быстро. А, так как дифференциал LSD ремонтируется довольно сложно и (что даже важнее) очень дорого, то до такого лучше не доводить. Специальное масло непременно имеет на упаковке пометку, что оно подходит для соответствующих LSD блокировок.
Обыкновенный LSD дифференциал
Что касается типов LSD:
Классический — дифференциал чувствителен к разнице скоростей между валами, блокируя при определенном моменте. Это классическая блокировка, аналогичная вискомуфте. Применяется всё чаще, особенно во внедорожниках, так как лёгок в обслуживании и крайне прост по своей конструкции и принципу действия;
Традиционный — дифференциал срабатывает при разнице между передачей крутящего момента. Его уже почти никуда не устанавливают, встречается только на старых авто и то, чаще в нерабочем или полумертвом состоянии. Дифференциал LSD такого типа можно отнести к червячному типу, он блокирует автоматом при определенной разнице между КМ самого дифференциала и, непосредственно приводного вала.
Классический задний дифференциал LSD очень популярен, но на многих старых машинах доведен до ужасного состояния. В новые его тоже периодически устанавливают, но, как уже говорилось выше, его эффективность в серьезной грязи не очень высока. Многое зависит от прокладки между сиденьем и рулем, поэтому в умелых руках автомобиль лишь с такой блокировкой тоже способен на небольшие подвиги, но заменить 100% блокировку он не способен.
Также начинающие джиперы часто интересуются, как определить LSD дифференциал — делается это очень просто: задняя сторона машины домкратиться так, чтобы колеса отрывались от земли. Передняя часть авто при этом стоит на земле (не забывайте ставить под колеса противооткаты и держать авто на передаче в момент подъема). Колесо, которое оказывается в воздухе, можно попробовать покрутить. Если второе колесо крутится в ту же сторону, то у вас установлен LSD. Если второе колесо начинает крутиться в другую сторону, то в мосту или ничего нет, или дифференциал с блокировкой сломан и не функционирует. Также определить наличие или отсутствие LSD в мосту можно по наклейкам на самом узле или на арке водительской двери, но как показывает практика, чаще всего на старых авто такие наклейки не сохраняются.
Необходимый минимум про самоблоки (LSD) — часть 2.
Ну что же, вроде предыдущая часть заинтересовала общественность, продолжаем помалу.
Сегодня поговорим о так называемых «дисковых» самоблокирующихся дифференциалах, они же Clutch Type LSD.
Бывает их несколько разновидностей, но в широком ходу, по сути, только одна — с нажимными дисками:
Именно так выглядят заводские самоблоки БМВ, да и подавляющее большинство дифференциалось от всех именитых контор выполнены по такой структуре, отличаются мелочами принципиально ни на что не влияющими.
Основой конструкции являются пакеты фрикционных колец, в общем случае расположенных через одно. Четные соединены с полуосью, нечетные с корпусом дифференциала. Пакетов таких два, по одному на полуось. Между пакетов размещен, по сути своей, обычный свободный дифференциал. Причем количество сателлитов может быть разным — два или четыре, соответственно и осей сателлитов либо одна, либо две. Отличие этого «почти свободного дифференциала» от того, что в учебниках в том, что корпус не цельный, а из двух половин, между которыми в особой форме гнездах зажаты оси сателлитов. Вот эти то половинки корпуса как раз и называются нажимными дисками, причем они жестко соединены с корпусом дифференциала с помощью пазов и могут вращаться только вместе с ним.
Весь бутерброд из «недодифференциала» и двух пакетов фрикционов сжаты вместе с помощью пружин преднатяга. Пружины могут быть какие угодно — конусные между корпусом и фрикционами, листовые между шестернями полуосей, винтовыми опять же между шестеренок. Масса вариантов, но суть одна — весь пакет в состоянии покоя плотно стянут.
Как это все работает шикарнейшим образом показано вот в этом ролике:
Пересказывать все не вижу смысла, остановлюсь на ключевых моментах:
1. Силы реакции в зубья шестерен раздвигают шестерни полуосей, как следствие через нажимные диски усилие передается на пакеты фрикционов, заставляя их сжимать плотнее и меньше проскальзывать.
2. Гнезда оси сателлитов выполнены таким образом, что при воздействии на ось крутящего момента происходит взаимодействие по принципу наклонной плоскости. Как следствие — опять же осевая сила на нажимных кольцах, которая сжимает пакеты фрикционов.
3. Сила сжатия пакета фрикционов зависит от момента на каждой полуоси. Чем больше момент — тем сильнее будет сжат пакет фрикционов. Логично, что силы эти для полуосей могут быть разными в один и тот же момент времени.
4. Сила, воздействующая на нажимные кольца от оси сателлитов одинакова для обоих колец.
И вот тут самое время разобраться, что же такое за магические обозначения 1 Way, 1.5 Way и 2 Way.
Если очень упрощенно — это специфика работы конкретного экземляра дифференциала, обусловленная его конструкцией, конкретно — формой гнезд в нажимных дисках, с которыми взаимодействует ось сателлитов.
Упрощенно прицип работы показан на этой картинке:
Как видно, клиновидная форма гнезда может быть в одну сторону (получим дифференциал 1 Way, работающий только под газом), может быть симметричная в обе стороны (тогда получаем 2 Way дифференциал, работающий симметрично и под газом, и при торможении/сбросе газа), либо углы наклона стенок гнезда могут быть различными, с более тупым углом в обратном направлении. Это дифференциал 1.5 Way, эффективность блокировки которого при сбросе газа меньше, чем под газом.
Собственно, именно возможность «программирования» поведения дискового дифференциала в зависимости от направления крутящего момента и обусловило популярность конструкции с нажимными кольцами. Тут надо упомянуть два момента:
1. Немного «прижатый» дифференциал на сбросе газа улучшает управляемость и облегчает начальную фазу поворота.
2. Конструкция с нажимными кольцами позволяет легко перенастраивать дифференциал под текущие задачи — просто на кольцах сразу делаются посадочные гнезда разных профилей. При обслуживании механики переставляют ось сателлитов в нужное место, в итоге не меняя дорогостоящий узел мы можем перенастраивать технику под конкретную трассу/пилота. Это очень актуально для спорта, очень!
Как пример — фото (нагло потянуто из статьи Дмитрия Мячина) нажимных колец и оси сателлитов от самоблокирующегося дифференциала Sadev, которым комплектуются Renault Clio RS R3 Maxi. Прекрасно видны гнезда с разными углами передней/задней стенок:
Не могу я не упомянуть и несколько более простой конструкции дискового самоблокирующегося дифференциала, лишенной нажимных дисков:
Как видите, в данном случае ось сателлитов жестко закреплена в корпусе дифференциала. Работает такая конструкция за счет осевых реакций шестерен, соответственно блокировка возможна только под газом. При сбросе газа такой конструктив «расцепляется» и превращается в обычный свободный дифференциал (ну почти, с поправкой на преднатяг), т.е. в принципе такой вариант можно рассматривать как полноценный 1 Way.
На этом, я думаю, достаточно на сегодня.
Как обычно — тыкайте кнопки, пишите комменты 🙂
Пока!