Для спрощеного розуміння роботи диференціала (механізм у складі трансмісій з передачі потужності за допомогою обертання з одночасним поділом єдиного потоку потужності на два диференційно пов'язаних) представимо його у вигляді ... кувалди, яку ми будемо тримати в руках.
Жовтим зображені шестерні диференціала редуктора
Для початку візьмемо кувалду, молот якої посаджений в середину палиці (трохи незвичайна кувалда, розумію, але потерпіть). Щоб утримати її в руці, вистачить того, щоб покласти її серединою на відкриту долоню.
Однак якщо ми трохи посунемо молот від центру в будь-яку зі сторін, то конструкція негайно впаде з долоні, оскільки порушиться рівновага - як гойдалки.
Наведений приклад ілюструє ситуацію, коли при виникненні різниці в зчепленні коліс розподіл крутного моменту 50/50 між ними порушиться і велика частина момент піде на колесо, що має найменшу зчеплення, змусивши його буксувати.
Щоб впоратися з цією ситуацією і утримати несиметричну кувалду в руках, нам потрібно створити опір моменту сили, які прагнуть повернути кувалду і випасти її з руки. Найпростіше для нас - стиснути пальці і прикласти силу.
Тепер, якщо рухати молот від центру рукоятки до її краю, кувалда залишається у нас в руках якийсь час. Але недовго - в певній точці не вистачає сил, і кувалда все ж вислизає.
Дана ситуація показує роботу диференціала обмеженого прослизання (LSD, черв'ячний або гвинтовий, Торсен і інші) - вони здатні частково створювати опір провороту піввісь / осей один щодо одного, відтягуючи момент пробуксовки колеса з меншим опором.
Наприклад, максимальний коефіцієнт самоблок типу Квайф становить до 70%.
Що таке ці 70%, ми можемо знову ж приблизно зрозуміти на нашій кувалди, розділивши половину її рукоятку в співвідношення 30/70.
Отже - коефіцієнт блокування 70% спрощено показує, на скільки ми можемо зрушити молот по рукоятці, поки кувалда чи не випаде у нас з рук.
Йдемо далі - ми підкачали руки і хочемо будь-що-будь провести досвід до кінця. Піднапружились, стиснули рукоятку сильніше і зрушили молот до самого краю палиці, тримаємо.
Так працює 100% блокування - вона дозволяє перекидати весь момент на колесо, що має максимальне зчеплення з поверхнею.
Технічно 100% блокування уявити собі найпростіше - для цього потрібно повністю синхронізувати обертання півосей / осей, жорстко з'єднавши їх.
У нашому прикладі це буде еквівалентний тому, щоб кувалду тримати не посередині, а двома руками за краї.
Тим самим ми підходимо до того, щоб зрозуміти хибність твердження «в режимі блокування крутний момент розподіляється між осями в співвідношенні 50/50».
Адже якщо взяти кувалду обома руками за краї, то ви відчуєте, що тримати сторону з молотом набагато важче, ніж край рукоятки без молота - так працює 3-й закон Ньютона (Сила дії дорівнює силі протидії).
Точно також в автомобілі колесо, яке міцно стоїть на поверхні, провернути важче, ніж висить в повітрі, але якщо колеса / осі жорстко пов'язані один з одним, що подається на вісь момент здебільшого піде на обертання колеса, що стоїть на землі.
Таким чином, в режимі блокування порівну розподіляється рух, т. Е. Обертання, а момент передається в сторону найбільшого опору.
Заблокований диференціал розподіляє крутний момент протилежно вільному диференціалу - до 100% моменту йде на колесо / вісь з максимальним зацепом. Рівна ж поділ моменту в співвідношенні 50/50 може бути досягнуто як на вільному, так і заблокованому диференціалі, коли обидва колеса / осі мають рівне зчеплення.
Якщо поглянути на цю ідею з іншого боку, то можна зробити твердження, що головне завдання жорсткої блокування (неважливо, диференціала або роздавальної коробки) - це можливість передачі до 100% крутного моменту на вісь або колесо, що має максимальне зчеплення, за допомогою встановлення жорсткого зв'язку між колесами / осями ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ ПРОХІДНОСТІ АВТОМОБІЛЯ.
Якщо блокування в раздатке / редукторі не 100%, то можливі ситуації, коли обертатися буде лише одне колесо / вісь.
приклади:
- Встали на крутому підйомі, а під обома колесами однієї осі лід;
- Одна з осей повисла в повітрі;
- Необхідно рухатися по покриттю, що створює великий опір руху - глибокий сніг, пісок та інше.
У всіх подібних випадках обертатися будуть тільки колеса однієї осі, створюючи серйозні проблеми водієві, інша ж вісь буде лише «підштовхувати» колеса, але не обертати їх.
Тепер розглянемо вищесказане стосовно нашої роздатці TOD.
Диференціала в загальному розумінні там немає, постійно працює задній привід. У режимі повного приводу момент на передню вісь в ній відбирається від вала задній осі за допомогою ланцюга, а зачеплення здійснюється фрикційною муфтою.
Навіть в технічній документації ТОД чорним по білому сказано, що ні в одному з режимів момент, який передається на передню вісь, не може перевищити 50%.
З цього випливає, що коефіцієнт блокування ТОД становить 50%, і якщо автомобіль потрапляє в будь-яку з ситуацій, коли зачеплення коліс передньої осі істотно вище задньої осі, то задня вісь при цьому буде обертатися, а передня - стояти на місці.
При цьому стислі фрикційні диски будуть провертатися один відносно одного, зношуватися, нагріватися, нагрівати рідина. Простіше кажучи - швидко стиратися. Якщо в такому режимі рухатися недовго, то знос пакета буде не дуже швидким. Однак ж якщо потрібно переїхати поле, вкрите мокрим злежані снігом, швидше за все, на його середині від фрикционов не залишиться взагалі нічого, і автомобіль стане заднеприводним.