Подключение дифавтомата: схема с заземлением и без заземления

Дифференциальный автомат его основные характеристики

Дифавтомат крепятся, как и автоматы, УЗО и реле напряжения. На корпусе задней части есть для этого специальное крепление. Для домашней сети используются двухполюсные модули с четырьмя контактами.

Дифавтомат для двухфазной и трехфазной сети

Для трехфазной сети применяются четырёхполюсные АВДТ с восьмью контактами.

Основные параметры и их маркировка

Главные характеристики дифференциального автомата располагаются на его корпусе и обозначаются цифрами, буквами или значками. В определенных случаях изготовители могут отойти от классического образца, однако в большинство придерживается единых правил маркировки.

Расшифровка маркировки АВДТ

Поговорим об основных параметрах дифавтомата:

• Название компании производителя, ее логотип.
• Название модели. Может быть, как в форме латинской аббревиатуры, так и на русском языке с указанием на то, что это именно дифференциальный автомат.
• Максимальный номинальный ток, который может выдерживать прибор.
• Номинал дифференциального тока, обозначающий объемы утечки, которые вызовут срабатывание системы защиты.
• Класс дифференциальной защиты.
• Номинальная отключающая способность.
• Класс токоограничения. Параметр указывающий на количество времени, необходимого для срабатывания защиты от КЗ
• Клеммы, которые используют для подключения проводов.
• Клавиша дифференциального автомата.
• После установления автомата нужно провести оценку его работоспособности, в этом помогает кнопка «Тест»
• Следующая функция доступна не всем дифавтоматам. Это индикатор фиксирующий причину по которой сработал дифференциальный автомат
• Принципиальная электрическая схема.

Устройство и предназначение

Дифференциальный автомат выступает в качестве защиты определенного участка электрической сети от повреждений, вызванных протеканием по ней сверхтоков. Последние возникают вследствие перегрузок или коротких замыканий.

Устройство дифавтомата

Другая важная функция дифавтомама – предотвращение пожара или поражения людей электрическим током. Прибор предотвращает утечку электричества через поврежденную изоляцию или неисправного домашнего электроприбора. Эта функция аналогична работе УЗО.

В вопросе устройства дифавтомата действуют правила нормы ГОСТ. Опираясь на них можно выделить основные структурные элементы прибора:

• дифференциальный трансформатор;
• электромагнитный расцепитель;
• тепловой расцепитель.

Дифтрансформатор оснащен несколькими обмотками в зависимости от объема полюсов устройства. Его функция заключается в сравнении нагрузки токов по отдельным проводникам. Если на выходе вторичной обмотки трансформатора образуется ток утечки, то это говорит о несимметричном распределении нагрузки между проводниками. Ток утечки поступает в пусковой орган, где осуществляется расцепление силовых контактов автомата.

Электромагнитный расцепитель состоит из электромагнита с сердечником. Последний влияет на механизм отключения. Если ток нагрузки достигает порога срабатывания (чаще всего это следствие короткого замыкания), то срабатывает и сам расцепитель. Время срабатывания составляет доли секунд, реакция – мгновенная.

Тепловой расцепитель выполняет функцию защиты электрической сети, предотвращая её перегрузку. Что касается конструкции, то она состоит из биметаллической пластины. Она подвергается деформации, при протекании через неё тока нагрузки, которая превышает номинальный показатель для конкретного прибора.

Вследствие деформации пластина воздействует на механизм, который отключает дифференциальный автомат. Что касается срабатывания теплового расцепителя, то оно не происходит мгновенно, выдерживает установленное время.

УЗО для защиты от дифференциального тока

Если посмотреть определение по ГОСТ 31255.2.1 (ГОСТ 51327.1), то дифференциальный ток – это действующее значение векторной суммы мгновенных значений токов, протекающее в главной цепи АВДТ. Не слишком понятно, не так ли? Давайте разбираться!

Векторная сумма мгновенных значений токов – это сумма токов с учётом их направления. То есть условно ток, который протекает по фазному проводнику, берётся со знаком «плюс», а ток в нулевом проводнике – со знаком «минус». Если эти токи равны, то их векторная сумма равна нулю:

10 А — 10 А = 0 А

А если токи хоть немного отличаются, то сумма уже не будет равной нулю:

10 А – 9.97 А = 0.03 А = 30 мА ≠ 0

Само слово «дифференциальный» значит «отличающийся, различный, разностный». То есть такой ток, величина которого отличается в каждом из полюсов источника питания (в фазном и нулевом проводе) из-за его утечки, например, на землю. Подобное может произойти, если изоляция обмотки двигателя повредилась и касается заземлённого статора или если корпус и его изолирующий наполнитель ТЭНа повредились, и нагревающая нихромовая нить напрямую касается корпуса или есть электрический контакт через воду.

Если корпус заземлён, утечка произойдёт через защитный проводник, защемляющую шину в заземлитель.

Если же корпус электроприбора не подключён к шине заземления, то на нём будет опасный потенциал, и утечки тока не будет. Но когда человек коснётся такого корпуса, он неизбежно получит удар током, и утечка на землю произойдёт через его тело.

Заземление в этом случае снизит напряжение прикосновения до безопасных значений. А чтобы прекратить подачу напряжения в случае утечки на корпус, используют выключатели, управляемые дифференциальным током.

Эти же аппараты называются «выключатель дифференциального тока» (ВДТ) или «устройство защитного отключения» УЗО.

Конструкция кулачкового дифференциала повышенного трения автомобиля ГАЗ-66

• корпуса дифференциала, состоящего из левой и правой чашек;• наружной звездочки с внутренним кулачковым профилем, которая передает крутящий момент на правую полуось;• внутренней звездочки с двумя рядами кулачковых профилей на наружной поверхности, которая передает крутящий момент на левую полуось;• сепаратора, выполненного как одно целое с левой чашкой коробки дифференциала, с двумя рядами отверстий под сухари;• двадцати четырех сухарей, расположенных в шахматном порядке в отверстиях сепаратора.

Крутящий момент передается через сепаратор сухарям, которые своими торцами взаимодействуют с кулачками. Крутящий момент от сепаратора к кулачкам передают только сухари, находящиеся в сужающихся участках канавки, образованной профилями кулачков, и упирающихся в кулачки, другие сухари в этот момент не работают.Если полуоси вращаются с разными скоростями, то профили кулачков смещаются относительно друг друга, а работающие сухари, оказавшись в расширяющейся части канавки, работают вхолостую, и вместо них в работу вступают сухари, которые до этого не были задействованы.

Конструкция дифференциала кулачкового повышенного трения автомобиля ГАЗ-66

а — конструкция;   б — детали; 1 — сепаратор; 2 — сухарь; 3 — наружная звездочка, соединенная с правой полуосью; 4 — внутренняя звездочка, соединенная с левой полуосью; 5 — колесо главной передачи.

Взаимное смещение профилей кулачков при разных угловых скоростях полуосей сопровождается скольжением сухарей относительно кулачков и сепаратора. Это скольжение, в свою очередь, сопровождается трением, величина которого обеспечивает коэффициент блокировки дифференциалов = 5. При радиальном расположении сухарей коэффициент блокировки зависит от того, какая полуось является отстающей, а какая — опережающей.В двухрядном кулачковом дифференциале рабочая поверхность широкого наружного кулачка взаимодействует с двумя рядами сухарей, установленных в одном сепараторе, а рабочая поверхность внутренней звездочки состоит из двух профилей, смещенных на половину шага выступов.Высокая износостойкость кулачкового дифференциала достигается применением высококачественных легированных сталей.

Виды самоблокирующихся дифференциалов

Дифференциалы, у которых блокирование происходит в автоматическом режиме, называются самоблокирующимися. В них, при определенных условиях происходит самостоятельная блокировка, без какого-либо участия водителя. Точно также он и разблокируется.

Видео: Кардан Главная передача Дифференциал

Самый простой самоблокирующийся дифференциал – дисковый, имеющий в своей конструкции дополнительный элемент – пакет фрикционных дисков, одна часть которого жестко соединена с чашкой дифференциала, а вторая – с одной из осей. При этом диски прижаты друг к другу.

Действует такая блокировка очень просто: при прямолинейном движении машины чашка и полуось вращаются с одной скоростью, а вместе с ними и фрикционный пакет.

В случае повышения угловой скорости на одной из полуосей, она начинает вращаться быстрее чашки. При этом одна часть фрикционного пакета (закрепленная на оси) ускоряется относительно второй. А поскольку они прижаты, то между ними возникает сила трения, которая и препятствует повышению угловой скорости, соответственно крутящий момент на колесе с большим сопротивлением повышается.

Вискомуфта в качестве межосевого дифференциала

Примерно так же действует и вязкостная муфта, она же вискомуфта, которая сейчас является достаточно распространенным способом заблокировать дифференциал в автоматическом режиме. Но из-за больших габаритных размеров ее в качестве межколесной блокировки не используют. Муфта устанавливается только на межосном дифференциале, как вспомогательное устройство, а в некоторых случаях она полностью его заменяет.

Конструкция этой муфты такая: имеется герметичный корпус, с помещенным в нее пакетом дисков, одна половина которого жестко связана с ведущим валом (от которого подается вращения) а вторая – с ведомым.

Вискомуфта в разобраном состоянии

Все пространство между дисками заполнено дилатантной жидкостью, особенность которой заключается в повышаемой вязкости при перемешивании.

Действует вискомуфта примерно также же, как и дисковая блокировка. Пока валы вращаются с одной скоростью, перемешивание жидкости, расположенной между дисками, не происходит. Но как только появляется разница в скоростях вращения, диски начинают мешать жидкость из-за чего она становиться более вязкой. В результате повышения вязкости жидкости, которая при большой разнице скоростей может стать практически твердой, выравнивается угловая скорость на валах.

Существует также электронная блокировка дифференциала, которая используется на межколесном дифференциале автомобиля. Причем в качестве основного рабочего элемента в ней выступает антиблокировочная система тормозов.

Такая блокировка имеет свое обозначение – противопробуксовочная система, суть работы которой сводится к тому, что в случае увеличения угловой скорости на одном ведущем колесе, тормозная система притормаживает его, тем самым повышая крутящий момент на другом колесе.

Конструкция дифференциала кулачкового повышенного трения автомобиля ГАЗ-66

а — конструкция;   б — детали; 1 — сепаратор; 2 — сухарь; 3 — наружная звездочка, соединенная с правой полуосью; 4 — внутренняя звездочка, соединенная с левой полуосью; 5 — колесо главной передачи.

Взаимное смещение профилей кулачков при разных угловых скоростях полуосей сопровождается скольжением сухарей относительно кулачков и сепаратора. Это скольжение, в свою очередь, сопровождается трением, величина которого обеспечивает коэффициент блокировки дифференциалов = 5. При радиальном расположении сухарей коэффициент блокировки зависит от того, какая полуось является отстающей, а какая — опережающей.В двухрядном кулачковом дифференциале рабочая поверхность широкого наружного кулачка взаимодействует с двумя рядами сухарей, установленных в одном сепараторе, а рабочая поверхность внутренней звездочки состоит из двух профилей, смещенных на половину шага выступов.Высокая износостойкость кулачкового дифференциала достигается применением высококачественных легированных сталей.

Конструкция дифавтоматов

Дифференциальный автоматический выключатель – это электрический прибор, служащий для защиты сети и подключенных к ней приборов от нерасчетных нагрузок и утечек тока. Фактически он представляет собой комбинированное устройство из двух основных функциональных частей:

1. Устройство защитного отключения (УЗО). Его работа осуществляется за счет подведения обратного тока. В рабочем состоянии сети величины входного и обратного тока создают равносильные магнитные потоки, что не дает разъединить реле отключения. Если в сети появляется ток на землю (утечка), разница между потоками сразу же переключает реле и подача питания прекращается.
2. Автоматический выключатель (АВ). Он оснащен парой расцепителей: тепловым и электромагнитным. Первый прекращает подачу тока при возникновении перегрузки на группе потребителей, к которым подключен, а второй – при коротком замыкании. В различных дифавтоматах могут использоваться двух- или четырехполюсные автоматические выключатели.

Помимо этих основных элементов в рабочем модуле дифавтомата присутствует электронный усилитель и дифференциальный трансформатор.

Перед монтажом дифференциального автомата следует проверить его исправность. Для этого на корпусе каждого такого прибора производители располагают кнопку «Тест». Нажатие на неё приведет к искусственному моделированию ситуации с утечкой тока, которая должна спровоцировать отключение аппарата. Если этого не происходит, то применение устройства категорически запрещено.

Для стандартной бытовой электросети с напряжением 220В предназначены двухполюсные дифференциальные автоматы. Правила  подключения дифавтомата в однофазной сети требуют подсоединять нули следующим образом: снизу – ноль от нагрузки, а сверху – от питания.

Четырехполюсные дифавтоматы устанавливаются по точно такому же принципу, но используются в трехфазных электросетях с номинальным напряжением 380В. Их установка, как правило, требует большего места на DIN-рейке, чем для 4 модулей, поскольку необходимо пространство для размещения блока дифзащиты.

Автоматический выключатель и защита от сверхтока

Начнём с того, что для каждого участка электросети или проводки есть определённый номинальный ток, и он зависит от того, какое сечение у проводников на этом участке. Любой ток больше номинального называется сверхтоком. Последний может возникнуть из-за короткого замыкания или когда подключают нагрузку мощнее, чем рассчитана проводка.

Проводник при протекании тока всегда греется. При номинальном токе проводник успевает отдавать тепло окружающей среде, и его температура остаётся в нормальных пределах. Когда по проводнику протекают сверхтоки, он не успевает отдать тепло, поэтому температура токопроводящей жилы растёт. При этом увеличение температуры тем быстрее, чем больший ток по ней протекает. В итоге доходит до значений, при которых изоляция жилы плавится.

В многожильном кабеле повреждаются оболочки жил, в результате чего они соприкасаются и случается короткое замыкание, из-за которого ток в цепи ещё больше возрастает. Если не остановить этот лавинообразный процесс, то раскалённые жилы буквально сплавляются и легко могут поджечь поверхность, по которой они проложены. Это особенно опасно в деревянных постройках.

Чтобы этого избежать, используют автоматические выключатели, или как их чаще называют, автоматы. Это такие защитные коммутационные аппараты, которые размыкают цепь, когда ток в цепи становится больше номинального. Но отключение происходит не мгновенно — чем больше ток в цепи, тем быстрее автоматический выключатель разомкнёт цепь и отключит защищаемый участок.

Для «реагирования» на повышенный ток в автомате устанавливают два элемента: электромагнитный и тепловой расцепители.

Электромагнитный расцепитель реагирует на короткие замыкания, когда ток в цепи в 3, 5 и более раз превышает номинальное значение. Ток, при котором сработает электромагнитный расцепитель, зависит от время-токовой характеристики конкретного аппарата.

Интересно: величина 13% взята не из воздуха, это ток условного нерасцепления (1.13In), согласно ГОСТ Р 31225.2.1 (ГОСТ 51327.1), по которому изготавливаются все дифференциальные автоматические выключатели. А превышение в 45% — это ток условного расцепления, при котором автоматический выключатель отключит нагрузку в течение 1 часа.

Режимы работы

Управлять раздаточной коробкой можно при помощи специального рычага или кнопок (поворотного устройства) на приборной панели. На автомобилях с полным приводом, которые не предназначены для сложных дорожных условий, раздаточная коробка работает в автоматическом режиме.

В зависимости от конструктивных особенностей раздаточная коробка имеет несколько режимов работы.

• Активна только задняя ось.
• Работают передняя и задняя ось. Такой тип привода реализован у Нивы.
• Работают передняя и задняя ось, дифференциал заблокирован. Этот режим обеспечивает максимальную проходимость.
• Раздаточная коробка с понижающей передачей. Работают обе оси, дифференциал заблокирован, активная понижающая передача.
• Работают передняя и задняя ось, блокировка дифференциала в автоматическом режиме.

Если полный привод подключаемый, то здесь могут работать следующие включаемые режимы:

• 4L – привод на обе оси на низкой передаче.
• 4H – крутящий момент поступает на обе оси.
• 2H – крутящий момент передаётся только на одну (ведущую) ось.

В этом случае разрешено переключать между режимом 2L и 4H во время движения автомобиля, только если нет пробуксовки ведущих колёс. А переключаться между режимами 4L и 4H во время движения не получится из-за конструктивной особенности.

Если полный привод – постоянный, то здесь есть следующие режимы:

• 4L LOCK – полный привод, блокировка дифференциала включена, пониженная передача.
• 4H LOCK – полный привод, включена блокировка межосевого дифференциала, прямая передача.
• 4H AWD – полный привод, блокировка дифференциала отключена, прямая передача.

В зависимости от конструкции переключать режимы 4H LOCK и 4H AWD можно как на стоящем автомобиле (без пробуксовки колёс), так и во время движения.

Основные поломки и их симптомы

Демонтаж коробки с авто выполняется в случае определенных поломок, и необходимости проведения ремонта.

К основным видам поломок относятся:

• Пробой или повреждение корпуса;
• Повреждений или износа шестеренок, синхронизаторов;
• Износа подшипников;
• Изгиба вилок механизма управления;

КПП также придется снимать и в случае замены составляющих сцепления – дисков (ведущего, ведомого), выжимного подшипника или его вилки.

Неисправности КПП проявляются достаточно отчетливо в виде:

• Повышенной шумности работы;
• Появления скрежетов, хрустов и иных сторонних звуков;
• Невозможности включения какой-либо передачи;
• Самопроизвольного выключения передачи;

К иным неисправностям узла относятся износ сальников и нарушение работы привода. Но эти проблемы не требуют снятия коробки с авто, за исключением износа уплотнителя первичного вала (добраться до него можно только со стороны картера сцепления и для этого коробка должна быть снята с машины).

Особенности подключения в частном доме

Электросеть в загородном доме принципиально не отличается от квартирной, однако появляются более разнообразные варианты. Например, легче поставить на входе одно единое устройство или несколько устройств защитного отключения на наиболее важных линиях сети.

Вводный аппарат на 300мА предохраняет всю электропроводку от возгорания. УЗО способно отзываться на суммарный показатель тока утечки со всех имеющихся линий несмотря на то, что в каждом отдельном случае соблюдается норма.

Универсальные приборы, рассчитанные на срабатывание при 30мА, монтируют после противопожарных. Следующие линии — санузел и детская комната (показатель Iу = 10мА).

Допускается переделка системы заземления в TN-C-S. Не допускается самостоятельное подключение повторного заземления к нейтрали. Если напряжение попадет на нейтральный провод от наружной сети, заземление станет единственным для окрестных домов, что при некачественно выполненной работе становится частой причиной пожаров. Повторное заземление рекомендуется выполнять на участке ввода с воздушной линии электропередачи.

В загородных домах устанавливают главный ввод и два автомата (на розетки и на переключатели света). Бойлер подключают к сети с помощью розетки или выделенного автомата.

Типичные ошибки

Несмотря на то, что процедура подключения дифавтомата достаточно проста для проведения её своими руками, довольно часто допускаются малозаметные ошибки, не позволяющие прибору работать правильно:

1. Нулевые провода отдельных автоматов соединены между собой. В таком случае в УЗО будет всегда срабатывать из-за возникновения разницы входного и обратного токов.
2. Вводные нули и фазы подсоединены к нижним клеммам. Такую ошибку, как правило, допускают по невнимательности или из-за отсутствия опыта. При таком подключении прибор просто не будет работать. Во избежание такого казуса всегда смотрите на корпус, где оставляют обозначение нижних клемм и схема подключения устройства к питанию.
3. Нулевой провод напрямую подводится к прибору-потребителю. В такой ситуации УЗО тоже будет регулярно отключать подачу тока из-за разницы токов.
4. При монтаже нескольких дифавтоматов фазный провод кабеля подключен к одному устройству, а нулевой – к другому. Это приводит к отключению обоих «пострадавших» автоматов.
5. Подключение нуля к заземлению. Этот «дедовский» метод называется у электротехников старой закалки «занулением» и основан на возбуждении короткого замыкания для срабатывания автоматического выключателя. В нашем же случае снова будет сформирована разница между токами и УЗО прекратит снабжение.

А здесь всё очень толково рассказано:

Работа дифавтомата в двухпроводной цепи

Принцип работы дифференциального устройства напоминает анализатор, сравнивающий показатели токов, идущих по фазовому и нулевому проводнику. При возникновении отклонений в величинах, произошедших вследствие утечки (к примеру, после замыкания на корпус холодильника), контакты реле дифавтомата размыкаются, а сеть обесточивается.

В качестве примера разберем ситуацию, когда произошло повреждение изоляционного слоя электропроводки в стиральной машине. Касание оголенного токоведущего проводника к металлическому корпусу приводит к распространению тока там, где его быть не должно. Стоит человеку прикоснуться к стиралке, и его ударит током. Причем под напряжением пострадавший будет находиться до тех пор, пока касается корпуса (а оторваться от него тяжело). В такой ситуации на помощь приходят УЗО или дифавтомат, отключая в цепи ток.

Основные параметры

КПП ВАЗ «Ока» 1111 и 11113 – двухвальная, с 4-ю ступенями, объединена с главной передачей и дифференциалом. Все передачи для движения вперед – синхронизированы. Передача вращения на передние ведущие колеса от коробки осуществляется посредством двух приводных валов с шарнирами равных угловых скоростей. Вес узла составляется всего 24,5 кг.

Из-за поперечного расположения силовой установки управление коробкой осуществляется дистанционно.

Обе модификации малолитражки получили идентичные по конструкции коробки, поэтому передаточные соотношения передач одинаковы, разница между КПП «Ока» 1111 и 1113 только в показателях главной передачи:

Передаточные соотношения «Ока» 1111 и 11113
передача	1111	11113
1-я	3,7
2-я	2,06
3-я	1,27
4-я	0,9
задняя	3,67
главная	4,54	4,1

Конструкция КПП достаточно хорошо проработана, что обеспечивает вполне приемлемые ходовые показатели «Ока».

Типичные ошибки при подключении дифференциальных автоматов

Имеет смысл обратить внимание читателей на те ошибки при установке дифавтоматов, которые допускаются довольно часто и приводят или к неработоспособности схемы, или даже к выходу прибора защиты из строя

Описание ошибки
Иллюстрация
Характерные симптомы
При подключении дифавтомата нарушено указанное расположение проводов ввода и выхода на нагрузку (если модель не отличается универсальностью в этом вопросе)

Оценка дифференциального тока проводится некорректно.
Бессистемное срабатывание, некорректная работа, отказ включаться.
Перепутано направление подключения проводов – фаза в одну сторону, ноль – в другую.

Вместо взаимной компенсации, магнитные потоки на сердечнике дифференциального трансформатора накладываются, и контрольная обмотка определяет дифференциальный ток даже тогда, когда его нет

Кнопка «тест» может работать нормально, но при включении нагрузки происходит мгновенное выключение АВДТ.
На каком-то участке схемы (неважно, каком) допущено объединение рабочего нуля с контуром заземления

Утечка тока заложена «по умолчанию». АДВТ вообще невозможно включить – сразу срабатывает защита.
Ноль на нагрузку пущен не из АВДТ, а с общей шины, расположенной по схеме выше дифавтомата

Оценка дифференциального тока некорректная

АДВТ включается, тест проходит нормально, но при включении нагрузки происходит моментальное срабатывание защиты.
После дифавтомата нулевой провод не идет непосредственно на нагрузку, а возвращается на общую нулевую шину. И только потом идет на линию нагрузки

Оценка дифференциального тока некорректная — по нулевому проводнику АВДТ ток практически не проходит.
Прибор включается, но тест не работает, а при попытке включить нагрузку мгновенно срабатывает защита
При использовании двух дифференциальных автоматов допущена ошибка – перепутаны нулевые провода разных линий

Оценка дифференциального тока на обеих линиях становится некорректной.
Дифавтоматы включаются, на прохождение теста реагируют нормально. Но любое подключение нагрузки хотя бы на одной линии приводит к срабатыванию защиты на обоих АВДТ.
Опять же при использовании двух (или более) дифференциальных автоматов – ниже по схеме допущено, ошибочно или намеренно, объединение нулей отдельных линий

Оценка дифференциального тока в обеих линиях выполняется некорректно.
АВДТ включаются, но при нажатии кнопки «тест» на любом из них – выключаются сразу оба. И при подключении нагрузки к любой линии сразу происходит срабатывание дифференциальной защиты на обоих приборах.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, были рассмотрены устройство и классификация автоматических выключателей дифференциального тока, основные схемы их включения домашней или квартирной электросети, часто допускаемые ошибки при их коммутации.

Напоследок можно добавить, что дифавтоматы все же не пользуются особой любовью электриков. Многие мастера предпочитают обходиться установкой защиты, собираемой из УЗО и автоматических выключателей. Схема получается более гибкой и ремонтопригодной, а учитывая высокую стоимость АВДТ – еще и более рентабельной.

Подробнее об этом можно почитать в специальной статье нашего портала, которая так и называется – «Что лучше, УЗО или дифавтомат?»

Конструкция кулачкового дифференциала повышенного трения автомобиля ГАЗ-66

• корпуса дифференциала, состоящего из левой и правой чашек;• наружной звездочки с внутренним кулачковым профилем, которая передает крутящий момент на правую полуось;• внутренней звездочки с двумя рядами кулачковых профилей на наружной поверхности, которая передает крутящий момент на левую полуось;• сепаратора, выполненного как одно целое с левой чашкой коробки дифференциала, с двумя рядами отверстий под сухари;• двадцати четырех сухарей, расположенных в шахматном порядке в отверстиях сепаратора.

Крутящий момент передается через сепаратор сухарям, которые своими торцами взаимодействуют с кулачками. Крутящий момент от сепаратора к кулачкам передают только сухари, находящиеся в сужающихся участках канавки, образованной профилями кулачков, и упирающихся в кулачки, другие сухари в этот момент не работают.Если полуоси вращаются с разными скоростями, то профили кулачков смещаются относительно друг друга, а работающие сухари, оказавшись в расширяющейся части канавки, работают вхолостую, и вместо них в работу вступают сухари, которые до этого не были задействованы.

Полный привод на основе муфты Haldex

Хотя система конструктивно является разновидностью подключаемого привода On-demand, она заслуживает отдельного упоминания, так как представляет собой нечто среднее между подключаемым и постоянным полным приводом.

В основе конструкции все та же многодисковая фрикционная муфта, управляемая посредством электрогидравлики. Фишка в том, что электроника запрограммирована даже на сухой ровной дороге часть момента передавать на заднюю ось, в результате чего автомобили с муфтой Haldex получаются с постоянным приводом. А отключается ось, например, при равномерном прямолинейном движении (например, на трассе) для экономии топлива.

Устройство муфты Haldex

Проблемы

На текущий момент муфта Haldex существует уже в пятом поколении. Проблемы с ней ровно те же, что и с обычными фрикционными муфтами, описанными выше. Особенности исключительно конструктивные: расположена муфта прямо в корпусе задней главной передачи, вместе с насосом и блоком управления. Учитывая, что первые версии Haldex скоро отметят двадцатилетие, у многих машин уже начинают отгнивать крышки электронного блока. Внимательно нужно относиться к замене масла, которая предполагает сокращенные интервалы: каждые 60 тыс. км.

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле — это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения – механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) – нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

1. Передний привод – картер коробки передач.
2. Задний привод – корпус ведущего моста.
3. Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений. Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы. Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

Блокировки дифференциалов для «УАЗов», которые серийно производятся:

1. Кулачковая нижегородского производства (самая популярная)

2. Винтовая системы Torsen3. Принудительная «Спрут» с пневмоприводом

4. Принудительная (жесткая, муфтовая с храповым зацеплением)Полная принудительная блокировкаМеханическая блокировкаГидравлическая блокировка

Жесткая блокировка дифференциала переднего и/или заднего мостов предназначена для использования только в случае буксования колес при движении по бездорожью, когда недостаточно подключения переднего моста. После включения необходимо проехать несколько метров для входа в зацепления шлицов подвижной муфты и дифференциала. Не производить включение блокировки при буксовании одного из колес, т. к. это может привести к повреждению системы блокировки. Примечание: не используйте жесткую блокировку в других дорожных условиях, при этом потребуется большее усилие для управление автомобилем особенно при выполнение поворотов, в этом случае в трансмиссии возникнет циркулирующий момент, который может привести к выходу из строя деталей моста (полуось, подвижная муфта блокировки, корпус дифференциала). Не рекомендуется двигаться с включенной блокировкой со скоростью более 10 км/ч.
После преодоления сложного участка блокировку необходимо выключить

Для облегчения разблокировки слегка поверните рулевое колесо влево и вправо во время движения автомобиля.
Категорически запрещается движение с включенной блокировкой по дорожному полотну с высоким коэффициентом сцепления (асфальтовое покрытие, плотная сухая глинистая дорога).
При использовании нестандартных колес (33-38 дюймов) эксплуатировать жесткую блокировку необходимо с повышенной осторожностью, т. к. использование колес большего диаметра приводит к большим нагрузкам и как следствие к возникновению риску выхода из строя деталей трансмиссии.

использование колес большего диаметра приводит к большим нагрузкам и как следствие к возникновению риску выхода из строя деталей трансмиссии.

5. Лок-райт от Иж-Техно (Блокка)

Краткая хар-ка блокировки: очень узкое применение. ВАЖНАЯ ОСОБЕННОСТЬ в том, что ДИФФЕРЕНЦИАЛ практически ПОСТОЯННО ЗАБЛОКИРОВАН. Т.е. при движении на прямой Лок-райт замкнут, и размыкается лишь в поворотах, когда возникает разница в моменте вращения колес. Однако, на скользком покрытии (мокрый, обледенелый асфальт, грунтовка, грейдер) может возникнуть пробуксовка колес, достаточной разницы в моменте вращения колес не возникнет и Блокка останется заблокированной! Т.е. не рекомендуется установка блокировки Блокка (Лок-райт) на УАЗ, который ездит в основном по обычным дорогам. Чем больше разница угловых скоростей колес, тем щелчки громче и чаще.

В условиях дождя, гололеда и т. п

ухудшается управляемость машины
Необходимо проявлять внимание и осторожность при вхождении в повороты
Повышенный износ шин на дорогах с твердым покрытием.
При вхождении в поворот блокировка издает щелчки при срабатывании обгонной муфты

Итак:

Блокка прекрасно ведет себя на бездорожье, проста и надежна. Но это устройство будет выполнять функции дифференциала, только когда на колесо будет воздействовать внешняя сила, позволяющая вращать колесо быстрее, чем вращается остальная часть трансмиссии. На скользких поверхностях, где одно из колес, как правило, имеет худшее сцепление с поверхностью и буксует — Блокка останется заблокированной и будет передавать момент на оба колеса оси. На поворотах обязательно нужно скидывать газ, проходить их накатом, только в этом случае Блокка разблокируется. Слушайте щелчки — это признак разблокировки и вращения колес с разной скоростью. Ресурс и использование ограничены. Только для грязи.6. ДАК (дифференциал автоматический Красикова)