Как выбрать дифференциальный автомат: Как выбрать дифавтомат для квартиры и установить его в щиток

Как выбрать дифференциальный автомат: Как выбрать дифавтомат для квартиры и установить его в щиток

Содержание

Как выбрать дифавтомат по мощности и току утечки

Электроприборы и электропроводка являются предметами повышенной опасности, поэтому при проектировании и монтаже этих устройств необходимо устанавливать защитные устройства, отключающие питание в аварийной ситуации. В Правилах Устройства Электроустановок предписывается наличие двух видов защиты — УЗО и автоматические выключатели (автоматы).

В некоторых случаях целесообразно объединить функции этих приборов в одном устройстве — дифференциальном автомате. Параметры этого прибора нельзя выбирать произвольно, для предотвращения ложных срабатываний и надёжной защиты необходимо знать, как выбрать дифавтомат.

От чего защищает дифференциальный автомат

Как видно из названия, это защитное устройство совмещает функции двух аппаратов — дифференциального реле и автоматического выключателя, поэтому он отключает питание сети в следующих ситуациях:

  • Появление тока утечки. Это происходит при прикосновении человека к элементам, находящимся под напряжением, или нарушении изоляции между этими деталями и заземлённым корпусом электроприборов. В этом случае срабатывает дифференциальная защита, защищающая людей от поражения электрическим током.
  • Перегрузка линии. Происходит при одновременном включении большого количества электроприборов и может привести к перегреву питающих кабелей, разрушению изоляции и короткому замыканию. Отключение питания производится при помощи теплового реле.
  • Короткое замыкание. Приводит к сильному перегреву проводов и возгоранию в месте замыкания. Защита осуществляется максимальным расцепителем.

Как выбрать дифавтомат и определить место его установки

Расчёт параметров дифференциального автомата является задачей не менее важной, чем выбор номиналов УЗО и автоматического выключателя по-отдельности. Поэтому перед тем, как выбрать дифавтомат, необходимо определить, какие электроприборы будут подключены к этому защитному устройству, количество фаз и другие факторы.

Выбор места монтажа дифференциального автомата производится аналогично УЗО:

  • В небольшой квартире достаточно всего одного защитного устройства этого типа, установленного вместо вводного автомата. Все остальные линии защищаются только обычными автоматическими выключателями.
  • В частном доме может быть целесообразным установка нескольких дифавтоматов для разных линий. В первую очередь это гараж, сарай и другие надворные постройки, а так же уличное освещение.

Основным преимуществом этих приборов является меньшие габариты по сравнению с автоматом и УЗО, установленными раздельно, однако такое устройство стоит дороже, чем два отдельных аппарата, поэтому его монтаж производится для экономии места в щитке или для замены обычного модульного устройства защиты при невозможности дополнительной установки УЗО.

В этом случае автоматический выключатель демонтируется, а на его место устанавливается дифавтомат.

По каким параметрам выбирается дифавтомат

Выбор дифавтомата производится по нескольким параметрам. От этого зависит надёжность защиты и безопасность жителей дома.

1. Количество фаз

Число фаз определяется параметрами электроприборов, подключённых к данному защитному устройству. Отличить однофазные приборы от трёхфазных можно по количеству входных или выходных клемм на корпусе:

  • Однофазные устройства. К этим приборам подходит и отходит по два провода — L (фаза) и N (нейтраль).
  • Трёхфазные дифавтоматы. Имеют по четыре подходящих и отходящих клеммы — L1, L2, L3 и N.


Информация! При подключении к трёхфазному аппарату электродвигателя клемму N в электромеханических УЗО можно не подключать.

2. Номинальное напряжение

Этот параметр зависит от количества фаз — 220В в однофазной сети и 380В в трёхфазной. Фактически, все приборы предназначены для напряжения до 1кВ — в низковольтных сетях УЗО не устанавливается, а в высоковольтных цепях используются устройства защиты других типов.

3. Номинальный ток и характеристика расцепителя

Основным параметром при подборе модели дифавтомата является номинальный ток, причём если при выборе УЗО он может быть больше тока автомата, что только увеличивает срок службы устройства, то для дифавтомата слишком большой ток уставки может привести к перегрузке питающей линии и его необходимо выбирать по тем же правилам, что и параметры автоматического выключателя — по сечению отходящих кабелей, но меньше, чем уставка вышестоящего автомата.

Поэтому перед тем, как выбрать дифавтомат по мощности необходимо определить, какие электроприборы будут подключены к этому устройству. В бытовых сетях вместо выполнения расчёта допускается использовать стандартные значения:

  • цепи освещения — 10А;
  • выделенные линии для стиральной или посудомоечной машины — 16А;
  • линия кухонных или комнатных розеток — 25А.

Кроме мощности аппарата имеет значение токовременная характеристика расцепителя. Она обозначается прописной буквой английского алфавита, стоящей перед величиной номинального тока. Для бытовых электроприборов рекомендуется использовать защитные устройства серии «С», для защиты электродвигателей необходимо устанавливать приборы серии «D».

4. Ток утечки

Этот параметр определяет, при какой силе тока, протекающего через защитное заземление или тело человека, дифференциальный автомат отключит питание электроприборов. Смертельной величиной является 100мА, поэтому ток утечки не может быть больше этого значения.

Эта характеристика дифференциального автомата определяется ПУЭ п.7.1.79 и СП31-110-2003 п.А.4.15. Согласно этим документам уставка УЗО не может быть больше 30 мА, а для ванных комнат не более 10 мА.

Таблица выбора дифавтоматов в зависимости от сечения кабеля, тока утечки и места установки:


Информация! Уставка вводных противопожарных УЗО и дифавтоматов, в зависимости от места установки, может достигать 500 мА. Такая величина допускается, так как они защищают не электроприборы, а нижестоящие защитные устройства.

5. Тип устройства (A или AC)

В бытовых электросетях используются два типа УЗО и дифавтоматов — A и AC, отличающихся типом тока утечки, при котором происходит отключение питания:

  • AC. Срабатывает при появлении переменного тока утечки, подходит для большинства электроприборов.
  • A. Кроме переменного, аппараты этого типа срабатывают при появлении постоянного пульсирующего тока. Такой ток появляется при замыкании на заземлённый корпус или прикосновении человека к электронным схемам, питающимся выпрямленным напряжением. Это блоки питания большинства электронных приборов.

Максимальную защиту обеспечивают дифференциальные автоматы типа «А», но они намного дороже устройств «АС», защитных свойств которых достаточно для большинства аварийных ситуаций и согласно ПУЭ п.7.1.78 допускается установка аппаратов обоих типов.

6. Электронное или электромеханическое дифреле (УЗО)

Перед тем, как выбрать дифавтомат для установки, необходимо определить необходимую конструкцию УЗО — электронное или электромеханическое. Оба вида имеют свои достоинства и недостатки:

  • Электромеханический дифавтомат. Эти приборы не нуждаются в питании для работы, поэтому сохраняют работоспособность при обрыве нейтрали. Дешевле электронных УЗО, но в этих устройствах отсутствует возможность регулировки тока утечки.
  • Электронные УЗО. Внутри этих аппаратов находится электронная схема, для питания которой необходимо напряжение и при обрыве нейтрального проводника прикосновение к фазному проводу не приведёт к срабатыванию защиты. Поэтому такие устройства необходимо устанавливать вместе с реле напряжения. Электронные дифавтоматы дороже электромеханических, но наличие регулировки позволяет использовать их в многоуровневой системе защиты.


Информация! Согласно ПУЭ п. 7.1.77 УЗО и дифференциальные автоматы должны сохранять защитные свойства в течение 5с при понижении напряжения на 50%.

Проверка работоспособности (кнопка ТЕСТ)

Дифференциальный автомат и УЗО являются устройствами, непосредственно защищающими жизнь человека, поэтому работоспособность этих приборов необходимо регулярно проверять. Эту операцию рекомендуется производить не реже 1 раза в месяц одним из следующих способов:

  • нажатием кнопки «ТЕСТ», расположенной на передней стороне корпуса;
  • присоединением батарейки к одноимённым входным и выходным клеммам;
  • подключением резистора сопротивлением 6,8 кОм между клеммой L (out) и заземлением;
  • специальным прибором, предназначенным для проверки и настройки УЗО.

Самым простым способом из вышеперечисленных является нажатие кнопки. В зависимости от модели она может обозначаться «ТЕСТ», «TEST» или «Т».

Её нажатие имитирует появление тока утечки и должно привести к срабатыванию защиты. Такую проверку может производить любой человек, даже без знаний основ электротехники и опыта практической работы.


Важно! Для проверки исправности дифавтомата при помощи кнопки аппарат должен быть подключён к сети.

Вывод

Установка дифавтоматов вместо дифреле рекомендована в ПУЭ п.7.1.76. Этим пунктом ЗАПРЕЩАЕТСЯ так же использование УЗО без автоматического выключателя.

От выбора дифавтомата зависит не только исправность электрооборудования, но и здоровье и жизнь людей, поэтому для правильного составления проекта электропроводки и монтажа защитных необходимо знать, как выбрать дифференциальный автомат.

Для этого нужно учесть различные факторы, но не менее важно установить и подключить защитное устройство с учётом всех правил монтажа и норм ПУЭ и СНиП. Поэтому при необходимости перед началом работ следует получить консультацию профессионалов.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Какой диффавтомат для квартиры выбрать?


Автор Alexey На чтение 6 мин. Просмотров 170 Опубликовано
Обновлено

Для специалистов, или пользователей, уже имеющих опыт по выбору автоматов защиты и УЗО (устройств защитного отключения) выбор дифференциального автомата (дифавтомата), совмещающего эти два защитные приборы, не составляет большого труда – они разделяют на два этапа весь процесс.

дифавтомат на 220 Вольт

Сначала определяются с требованиями защиты электросети по параметрам, свойственным УЗО, а именно: рассчитывают ток утечки IΔn и выясняют тип тока потерь (A, AC, B, S, G). Потом вычисляют показатели предельной нагрузки сети и выясняют характер пусковых токов подключаемых устройств, для определения номинального тока In защитного автомата и его времятоковой характеристики (B, C, D).

По имеющимся параметрам выбирают соответствующий дифавтомат, согласно остальным критериям, имеющим отношение к обоим электротехническим изделиям: количество фаз, номинальное напряжение, температурный режим, предельный ток короткого замыкания (КЗ), степень защиты.

Начинающим электрикам нужно для начала коротко напомнить принцип работы УЗО и защитного автомата, – составляющих дифавтомат (выключатель дифференциального тока автоматический, АВДТ).

Выбрать по параметрам, свойственным УЗО

Принцип действия подробно описан в соответствующих разделах, коротко стоит упомянуть, что во вторичной обмотке дифференциального трансформатора (датчика утечки) создаётся электродвижущая сила, которая инициирует срабатывание электромагнитного реле задвижки отключающего механизма устройства напрямую, или с помощью дополнительного усилителя, питающегося от напряжения сети.

В этом случае нужно осознавать, что при обрыве ноля электронная система усиления не сработает. Также она уязвима при значительных колебаниях напряжения. При выборе дифавтомата нужно учитывать этот нюанс, усилитель на корпусе обозначается треугольником.

Уставка

Дифференциальные трансформаторы в данных изделиях очень чувствительны и реагируют на ток, который существенно ниже опасного для человека значения в 100 мА, а весь размыкающий механизм срабатывает настолько быстро, что человек ощущает небольшой испуг и лёгкий шок, абсолютно не травматический для организма.

Дифференциальные автоматы, как и УЗО, являющиеся их частью, выпускаются с номинальными дифференциальными токами IΔn различных значений: 10 и 30 мА для защиты от поражения; 100, 300, 500мА для обеспечения пожарной безопасности силовых линий проводки. Данное обозначение IΔn и его эквивалент в миллиамперах электрики называют уставкой.

Согласно ПУЭ 7.1.83 уставку рассчитывают исходя из протяжённости линий и потребляемой нагрузки электроприборов, если IΔn не указан в их паспорте. По длине фазного провода ток утечки IΔL = 0,01мА на каждый метр его длины L. По нагрузке ток потерь IΔP = 0,4А на каждый ампер потребляемого суммарного тока IΣ электроприемников.

Суммарная утечка: IΔΣ =0,4* IΣ +0,01*L. Вышеупомянутый пункт ПУЭ требует также, чтобы IΔn дифавтомата в три раза превышал IΔΣ, то есть IΔn = 3* IΔΣ = 3*(0,4* IΣ +0,01*L). Для облегчения выбора существует таблица:

Таблица выбора тока уставки для дифавтомата и УЗО

Исключением из этих правил является электропроводка на кухне, в ванной, сауне, бане – там уставка всегда должна быть 10мА.

Тип срабатывания

На корпусе дифавтомата имеется ещё один символ, унаследованный от УЗО – его тип, определяющий срабатывание при различном характере тока утечек:

  • АС – переменный IΔn¬, обозначается – синусоидой, применяем для систем освещения, электронагревательных приборов, электродвигателей;
  • А – переменный и постоянный пульсирующий IΔn¬. Символ: Многие производители бытовой техники указывают именно этот тип защитного устройства в паспорте своих изделий.
  • В –¬ переменный и постоянный сглаженный IΔn ¬ используемый в промышленных установках;
  • S – выборочность (селективность) срабатывания устройства защиты, благодаря задержке во времени 0,1-0,5 с. Применяется для обеспечения многоуровневой селективной защиты;
  • G – то же, что и S, но селективность определяется меньшим временем задержки: 0,05-0,09 с.

Выбрать по параметрам автомата

Принцип действия

В случае короткого замыкания в проводке, размыкание цепи в автомате происходит благодаря воздействию тока на электромагнитный расщепитель, в котором обмотка реле притягивает якорь, механически связанный с отключающим механизмом.

При продолжительных перегрузках отключение происходит из-за нагревания превышающим номинальное значение током биметаллической пластины, которая меняя форму под воздействием тепла, давит на защёлку расщепляющего механизма.

Такое конструктивное решение даёт возможность подключения электроприборов (электродвигателей, трансформаторов, блоков питания), имеющих большие стартовые токи запуска, уменьшающиеся до нормального значение при выходе прибора на номинальный режим работы.

Номинальный ток  и время-токовая характеристика

Данный параметр, указываемый на корпусах автоматов и дифавтоматов в амперах, означает тот предел нагрузки, при которой устройство не отключится. Существует понятие: «условный ток не отключения», на практике означающий, что выключатель сработает только при превышении данного тока в 1,13 раза от номинального, указанного в паспорте.

Это видно из время-токовой зависимости автоматов (зелёная линия на графике внизу), которая определяет временные рамки для периода срабатывания защиты в зависимости от степени превышения номинального тока.

Данные время-токовые характеристики обозначаются латинскими буквами обозначающими, что мгновенное расщепление произойдёт при такой кратности номинального тока:

  • B: 3*In — 5*In;
  • C: 5*In — 10*In;
  • D: 10*In — 20*In (встречаются до 50*In).

Данные обозначения наносятся перед значением номинального тока на корпусе дифавтоматов.

Для примера ниже приведен график время токовой характеристики для самого распространённого типа С:

Две линии графика означают работу в горячем состоянии (слева) и в холодном (справа). Пунктирная линия обозначает автомат до 32А. Рассмотрим, как он сработает при двукратном превышении номинала. В горячем состоянии на отключение потребуется от десяти секунд, в холодном около 200с.

В реальности это время зависит от температуры уже работающего автомата.

При превышении номинала в три раза отключение произойдёт в течение 2 – 40с, в пять раз: 0,05 – 12с, в десять: 0,01 – 3с. При дальнейшем увеличении видно, что дифавтомат отключится менее 0,05с в любом состоянии. Исходя из данной характеристики, выбирают соответствующий параметрам дифавтомат для защиты электроустановок определённым типом запуска.

Все вышеперечисленные параметры дифавтоматов можно узнать у продавцов–консультантов, или самостоятельно прочитать их на корпусе.

Приобретая изделия авторитетных изготовителей, нужно внимательно проверять наличие паспорта, опасаясь подделок.

Узо или дифференциальный автомат что выбрать, установка дома, на даче, в квартире, маркировка и характеристики

Дифференциальный автомат представляет собой устройство, объединяющее в одном корпусе устройство защитного отключения и автоматический выключатель.

Особенностью данного вида приборов является то, что использовать их в сетях где нулевой и защитный проводники совмещены нецелесообразно. При включении дифавтомата в такую сеть будет происходить постоянное срабатывание защиты.

Также не рекомендуется применение такого автоматического выключателя в сетях с отсутствующим защитным проводником. При этом защита от токов утечки не сработает пока не произойдет явного касания к токоведущим частям оборудования или проводнику.

Однако, защитить от опасного поражения электрическим током такой вариант поможет. Более подробно можно почитать про это в материале про УЗО.

Исходя из вышесказанного применение устройств защиты от токов утечки оправдано только в сетях с надежным заземлением частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате поломок или возникновения внештатных ситуаций, связанных с повреждением изоляции токоведущих частей и разделением защитного и заземляющего проводника.

Так как дифференциальный автомат является комбинированным устройством, то и его характеристики следует рассматривать в комплексе, а именно:

  • отключающая способность модуля токовой защиты;
  • ток отсечки устройства защитного отключения.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И МАРКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ АВТОМАТОВ

В международной практике принята маркировка отключающей способности буквами латинского алфавита.

А – применяются в сетях с большой длинной проводников и имеют отключающую способность – 2-4 Iн.

В – применятся, как правило, в сетях исключающих индуктивную нагрузку; основном это сети, использующиеся для освещения; отключающая способность – 3-6 Iн.

С – дифференциальные автоматы с данной маркировкой могут применяться в сетях с комбинированной нагрузкой, то есть выдерживают краткосрочную токовую перегрузку, возникающую во время пуска электродвигателей; отключающая способность – 5-10 Iн.

D – выключатели данной группы также применяются в сетях с комбинированной нагрузкой, но в отличии от предыдущей группы имеют более высокую токовую уставку – 10-20 Iн.

К – узкоспециализированные устройства, применяющиеся в сетях, в которых индуктивная нагрузка составляет более 80% от общей нагрузки сети; отключающая способность данной группы составляет – 8-15 Iн.

Z – данная группа автоматов применяется в слаботочных сетях или цепях питания электронной аппаратуры не допускающей даже краткосрочных токовых перегрузок; отключающая способность – 1-3 Iн.

Что касается защиты от токов утечки, то здесь необходимо определиться с категорией помещения в сети которого устанавливается диф. автомат.

В настоящее время выпускаются устройства с различными уставками (IΔn) для защиты от токов утечки, а именно:

  • 10,30 мА– применяются для защиты человека от поражения электрическим током;
  • 100, 300, 500 мА – используются для исключения возгораний в результате повреждения изоляции, или замыкания токоведущих частей на «землю».

Также на корпусе дифференциального автомата находится буквенная маркировка определяющая возможность отключения при разном характере токов утечки:

АС – переменный характер токов утечки. Автоматы с данной маркировкой применяются в сетях с о значительной индуктивной нагрузкой, сетях освещения, цепях питания электродвигателей.

А – самый распространенный тип, рекомендованный к применению в цепях питания бытовых приборов. Рабочая характеристика токов утечки — переменно-пульсирующий.

В – данная категория дифференциальных автоматов используется исключительно в промышленных установках. Характер тока утечки – постоянный сглаженный и переменный.

S – используется для обеспечения многоуровневой, селективной защиты. Требуемая селективность достигается за счет задержки срабатывания устройства; задержка отключения равна – 0,1-0,5 с.

G — также используется для обеспечения селективности, но с меньшей задержкой срабатывания – 0,05-0,09 с.

По напряжению дифференциальные автоматы подразделяются на одно и трехфазные, соответственно для трехфазной сети следует устанавливать трехфазные устройства. При отсутствии однофазного дифавтомата, в качестве временной меры, возможна установка трехфазного в однофазную сеть, хотя и со снижением эффективности токовой защиты.

КАК ВЫБРАТЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АВТОМАТ

Ввиду большого набора характеристик доступных устройств логично встает вопрос какое же из доступных устройств выбрать для каждого конкретного случая? Разберем каждый момент в отдельности:

Установка дифференциального автомата в квартире.

В данном случае исключаются устройства с высокой индуктивной нагрузкой и большими пусковыми токами, а, значит номинал защитного токового устройства, как правило не превышает 16-25 А. При этом уставка защиты от токов утечки не должна превышать – 50 мА.

Монтаж дифференциального автомата с большим номиналом срабатывания от токов утечки не целесообразен, так как в квартирах уже давно проводка прокладывается скрытым способом, под штукатуркой.

Исходя из выше сказанного наиболее оптимальным выбором, для квартиры будет дифференциальный автомат категории В или С номиналом 16-25 А и с категорией защиты от токов утечки –А, с уставкой — 50 мА.

Дифференциальный автомат для дачи.

Для этого варианта токовую нагрузку рассчитывают для каждого случая в отдельности, так как на даче могут использоваться поливочные насосы или другое оборудование с повышенной электрической мощностью. К тому же следует учитывать одновременную работу нескольких приборов — насос, кондиционер, освещение.

Касательно уставки IΔn — следует учитывать состояние сети, и дифференцировать защиту. Это достигается разделением сети на силовые питающие цепи в которых имеются электродвигатели и сети освещения. Для каждой цепи устанавливаются дифавтоматы различных категорий как потоку отсечки, так и по характеристике тока утечки.

Отдельно стоит выделить полностью деревянные постройки, к которым применяются отдельные требования по прокладке электропроводки и разделению защиты на:

  • защита человека от воздействия токов утечки;
  • противопожарная.

Выбор дифференциального автомата для частного дома.

Здесь следует учитывать характер нагрузки активная, индуктивная или смешанная, а именно наличие и количество электродвигателей и вероятность их одновременного включения и работы. В случае если существует вероятность возникновения больших пусковых токов, то оптимальным выбором будет установка автоматического выключателя категории D.

Номинал токовой отсечки дифференциального автомата должен определяться исходя из существующей нагрузки и состояния питающей сети. Относительно защиты от токов утечки, оптимальным выбором будет устройство с характеристикой – А и сработкой при – 50 мА.

Также при наличии полностью деревянных конструкций с установленными в них электроприборами следует разделять защиту сетей от токов утечки — на противопожарную, и защитную.

УЗО ИЛИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АВТОМАТ, ЧТО ВЫБРАТЬ?

Однозначного мнения по данному вопросу не существует некоторые специалисты советуют связку УЗО – автоматический выключатель, другие ратуют за установку диф. автоматов. Давайте рассмотрим достоинства и недостатки каждого из этих вариантов.

Место для монтажа – совместное подключение УЗО и автоматического выключателя занимает в щитке три посадочных места, дифференциальный автомат – два. Экономия налицо. Хотя, на рынке уже появились диф. автоматы занимающие в щитке одно посадочное место.

Сложность определения причины отключения дифференциального автомата. Вопрос не актуален, так как выпускаются устройства с сигнальными флажками, по которым можно определить какая часть устройства привела к отключению.

Трудоемкость подключения УЗО и автомата токовой защиты. Спорно, потому что для специалиста подключение такой схемы не вызывает никаких проблем, а дилетант может допустить ошибку и при подключении дифавтомата.

Важным фактором, на который стоит обратить внимание в данном вопросе является дифференциальные автоматы с электронным блоком дифференциальной защиты, их особенностью является потеря работоспособности при обрыве нулевого провода, при этом фазный проводник остается не отключенным, что может привести к поражению электрическим током.

Дифференциальные автоматы с электромеханическим блоком лишены данного недостатка и остаются работоспособными даже при обрыве нулевого проводника, что исключает возможность поражения людей. Единственный недостаток дифференциальных устройств с электромеханическим блоком – их высокая стоимость, по сравнению с аналогичными электронными конструкциями.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Как выбрать автомат защиты – советы по самостоятельному ремонту от Леруа Мерлен в Волжском

Автомат защиты – это автоматический выключатель, обеспечивающий защиту человека от поражения электрическим током. В обычных условиях электрический ток проходит через автомат защиты к потребителю. При нарушении нормального режима (включении большого количества бытовых электроприборов или неисправности некоторых из них) срабатывают расцепители автоматического выключателя, обесточивая цепь питания. Чрезмерный электрический ток может привести к выходу из строя всех бытовых электроприборов, к перегреву электропроводки, возгоранию и пожару. Поэтому основная задача – разорвать цепь до того, как чрезмерный ток сможет нанести какие-либо повреждения, и тем самым защитить электропроводку и приборы от электрических ударов.

Типы автоматов защиты

  • Устройства защитного отключения (УЗО)
  • Дифференциальный автомат

Основное отличие УЗО от дифференциального автомата заключается в том, что в УЗО отсутствует защита от короткого замыкания. Как правило, для нормальной и безопасной работы УЗО требуется защитить его от сверхтока, подключив автомат защиты перед самим устройством.

Устройство защитного отключения отключает цепь при появлении тока утечки, вызванного, например, прикосновением человека к токоведущему проводу или повреждением изоляции. Ток утечки, при котором срабатывают УЗО, определяется конструкцией и для современных приборов составляет 10 мА, 30 мА и 300 мА. В жилых и общественных помещениях, как правило, применяются УЗО с током отсечки 30 мА.

Основная задача УЗО – защита человека от поражения электрическим током 10 мА, 30 мА и от возникновения пожара 10 мА, 30 мА, 300 мА.

Дифференциальный автомат – это устройство, которое объединяет функции УЗО и автоматического выключателя.

Его работа основана на высоком быстродействии. Дифференциальные автоматы обеспечивают эффективную защиту человека от поражения электрическим током в случае прикосновения к токоведущим частям или деталям, оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции нетоковедущих частей. Дифференциальный автомат срабатывает в обоих случаях – и при утечке тока на землю, и при коротких замыканиях в момент перегрузки сети. Дифференциальные автоматы имеют те же токи отсечки, что и УЗО, и те же номиналы, что и автоматы. Но их стоимость, как правило, выше, чем суммарная стоимость автомата и УЗО.

Обычно используют однофазные (однополюсные) автоматы для размыкания фазного проводника. Реже применяют двухфазные, или двухполюсные, автоматы и автоматы типа «фаза + нейтраль», одновременно размыкающие фазный (L) и нулевой (N) провода.

Трехфазные (трехполюсные) и четырехфазные (четырехполюсные) автоматы используются в сетях с напряжением 380 вольт. 

Важные характеристики автоматов

Номинальный ток характеризует значение рабочей силы тока (измеряется в амперах). При превышении этой величины автомат срабатывает и размыкает цепь. Автоматы выпускаются со стандартными значениями номинального тока: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 А.

Класс срабатывания характеризует кратковременное допустимое значение тока, при котором автомат НЕ сработает.

  • Класс «B» применяется для сетей без больших скачков напряжения, в диапазоне от 3 до 5 значений номинального тока.
  • Класс «C» применяется в квартирах, офисах и коттеджах, где допустимы токи, превышающие значение номинального в 5–10 раз.
  • Класс «D» используют в сетях, где возможны токи, в 10–50 раз превышающие значение номинального.

Отключающая способность (кА) – это максимальный ток, который способен пропустить автомат при коротком замыкании в линии, сохранив дальнейшую работоспособность.

Ток отсечки для УЗО и АД. Эти характеристики всегда указываются на корпусе прибора, стоимость которого возрастает с ростом параметров. При построении домашней сети рекомендуется ставить общий входной автомат (УЗО, АД) и отдельный автомат (класс С) на каждую линию потребителей.

При выборе номинального тока линейного автомата следует учитывать:

  • качество проводки – определяется диаметром и материалом используемого кабеля:
  • суммарную мощность подключаемых электроприборов. 

Важно! Для медного провода диаметром 2,5 мм допустим ток менее 25 А, а если мощность подключаемых приборов при напряжении 220 вольт составляет менее 5,5 кВт, необходим автомат С25.

В качестве входного автомата необходимо использовать УЗО (АД) с током отсечки: 

  • 30 мА – для сухих помещений;
  • 10 мА – для влажных помещений. 

Номинальный ток такого прибора должен быть на ступень выше линейного (принцип ступенчатой защиты сети).

Практические рекомендации

Автоматы рассчитаны на определенное количество срабатываний. В связи с этим не рекомендуется использовать их для включения-отключения нагрузки: во-первых, изнашивается механизм, а во-вторых, подгорают контакты, что ведет к выходу из строя контактной группы. Корпуса автоматических выключателей различных производителей часто отличаются друг от друга по посадочному месту на DIN-рейку, по месту крепления проводов. Поэтому при замене вышедшего из строя автомата следует обратить внимание на его конструктивные особенности.

Как выбрать дифференциальный автомат » сайт для электриков

Характеристики дифавтоматов

Итак, предположим, что Вы решили купить дифавтомат. Как понять, какой вариант нужен именно Вам? Давайте разберем основные обозначения дифавтоматов.

Модули, полюсы, фазы.

Эти понятия часто путают. Давайте так.

  • Фазность – это для какой системы предназначен дифавтомат. Тут всего два варианта – 1 фаза (бытовые) и 3 фазы.
  • Полюсность – это количество зажимов у дифавтомата. То есть это то, сколько линий Вам нужно подключать. Бывают двухполюсные дифавтоматы (для однофазных сетей) и четырехколесные дифавтоматы (для трехфазовых сетей).
  • Количество модулей – это размер. Например двухполюсные дифавтоматы (для однофазных сетей) обычно делают двухмодульными (то есть занимают 2 модуля в щитке). Но они также бывают и одномодульные (супер компактные) и трехмодульные (как правило, очень бюджетные варианты).

Если Вы выбираете дифавтомат для квартиры – на 90% Вам нужен двухмодульный, двухполюсный и однофазный дифавтомат.

Номинальное значение и класс дифавтомата

Эти показатели отвечают на вопросы:

  • Как быстро сработает дифавтомат при перегрузке?
  • При каком значении тока сработает дифавтомат?

На рынке можно встретить классы А,В,С,D. А – самый быстрый, D – самый долгий. Для бытового использования применяют в основном класс В и класс С. Почему так? Если Вы поставите автомат класса А в квартире (хотя стоит он в разы дороже В и С), то каждый раз когда Вы будете включать пылесос, дифавтомат будет срабатывать. Это связано с тем, что при запуске пылесоса, ток в сети резко возрастает на короткий период времени. Но класс А очень чувствительный и поэтому тут же сработает.

Если поставите класс D – устройство будет реагировать не достаточно оперативно.

Что касается номинального значения, то тут все зависит от Ваших задач.

Кнопка “Тест”

Должна присутствовать на всех дифавтоматах. Осуществляет имитацию утечки тока. Производители рекомендуют нажимать ее хотя бы раз в три месяца.

Тип срабатывания дифавтомата

Данная характеристика означает, на какие токи реагирует дифавтомат.

Тип А – такое устройство реагирует на переменный и импульсный ток. Стоит в разы дороже типа АС. Иногда производители стиральных машин рекомендуют устанавливать такие устройства на линию стиралки. Причина этому – стиральная машина как раз создает импульсный ток (то есть ток, то нет).

Тип АС – самый популярный вариант. Реагирует на переменный ток.

Тут все просто – если нет специальных инструкций или устройств – устанавливайте дифавтоматы типа АС.

Ток утечки

Данный показатель означает насколько чувствителен дифавтомат. Как правило, используют дифавтоматы с утечкой 30мА (миллиампер). Такая учтена оптимальна для защиты человека – не слишком чувствителен для ложных срабатываний, но достаточно чувствителен, чтобы защитить человека от удара током. НАмного реже можно встретить дифавтоматы на 10, 100 и 300 мА. Полагаем, что это связано со спросом на устройства.

Тип устройства дифавтомата

Данная характеристика означает, каким образом реагирует дифавтомат на утечку тока. Тут можно выделить две основных категории

Электромеханические дифавтоматы. Самый популярный вариант. Как правило, стоят дороже электронных. Такие дифавтоматы срабатывают на утечку вне зависимости от наличия напряжения в сети. Считаются более надежными решениями.

Электронные дифавтоматы. Такой тип устройства реагирует только при наличии напряжения в сети. Это означает, что при обрыве нуля дифавтомат не будет защищать от утечки тока. Такие дифавтоматы представлены в сериях Legrand RX и Schneider Easy9.

Для того, чтобы понять, какой тип дифавтомата перед Вами, необходимо изучить схему.

У электронных дифавтоматов на схеме работы всегда изображена плата с усилителем в виде треугольника (это условное обозначение усилителей по ГОСТу).

Мы рекомендуем использовать электромеханические дифавтоматы. Они более надежны и стоят ненамного дороже электронных.

Комментарии:

Я бы лучше установил УЗО с автоматом, чем ДИФ автомат. При срабатывании сразу понятно, что отключило электричество — короткое или утечка. В ДИФе этого не различить.

Кто знает, бывают ДИФы однополюсными? Или хотя бы, чтобы одно место занимали на рейке. А то у меня в щитке места уже не осталось, а ДИФ вставить надо

SLAVA, насколько я знаю — нет таких. Просто в одноместный автомат необходимые детали не влезут.

Дифф не может быть однополюсным по определению.Он должен сравнивать токи фазы и нуля. При наличии разницы — дифферента (different — разный, англ.), должен отключаться. Так, что два полюса минимум.

Есть в одномодульном исполнении диф. автомат, например фирмы ETI KZS-1M

Оставить комментарий

Отменить ответ

Бестопливный генератор — способ заработать на безграмотности

Плюсы и минусы вертикальных ветрогенераторов, их виды и особенности

Ветряк для частного дома — игрушка или реальная альтернатива

Power Bank с солнечной батареей — расчет на безграмотность

Как выбрать солнечную панель — обзор важных параметров

Выбор дифференциального автомата для квартиры

Правильный выбор диф. автомата для квартиры, дома

Защита от короткого замыкания и перегрузки по току в электропроводке осуществляется автоматическими выключателями (АВ), а защиту от поражения электрическим током человека и утечку тока в электропроводке выполняют устройства защитного отключения (УЗО).

Отличие Дифавтомата от автомата и УЗО

Дифференциальный автомат несёт в себе две функции защиты AB и УЗО в одном устройстве. Отдельные устройства защиты АВ и УЗО, и дифференциальный автомат имеют свои преимущества и недостатки для разных вариантов применения.

В каких случаях выбирают дифференциальный автомат

В каждой квартире находится достаточное количество электроприборов. И все они должны иметь свою индивидуальную защиту. Если на электропечь, духовку, стиральную машину, посудомоечную машину, холодильник, бойлер, зал, спальни, детскую и т. д. поставить раздельные автомат АВ и УЗО, то какой по размеру будет электрический щиток. Вот в чём основное преимущество дифференциального автомата.

Также если УЗО требуется выбирать по току на 1-2 порядка выше чем номинальный ток автомата АВ, то дифференциальный автомат выбирается только на оптимальный ток защиты от короткого замыкания и перегрузки. И так мы остановились на выборе дифференциального автомата для квартиры или дома. Теперь необходимо определиться с характеристиками устройства в каждом конкретном случае.

Выбор оптимального тока. Величина тока дифференциального автомата выбирается в зависимости от нагрузки электроприбора, мощности освещения или сечения электропроводки. Существуют дифференциальные автоматы с токовыми параметрами C6, С10 (для освещения), С16, С25, С40, С50, С63, С80, С100.

Как узнать характеристики дифавтомата

Ток утечки — этот основной параметр защиты который выражается в миллиамперах (мА) и обозначается символом. Если диф. автомат ставится сразу за счетчиком, тогда ток утечки выбирают 300 мА для дома, или 100мА для квартиры. Для отдельных групп ток утечки выбирают 30 мА, а отдельных сетей 10 мА.

Выбор дифавтомата по току

По напряжению. Существуют дифференциальные устройства на 380 В и 220 В. Для трехфазной сети 380 В устройство имеет по четыре контакта вверху и внизу, один из которых рабочий ноль.

Выбор дифференциального автомата по току утечки

По типу. Делятся устройства по типу с током утечки АС и А. Автоматы типа АС используются для переменного тока утечки, а устройства типа А срабатывают от постоянного тока утечки. Таким образом, диф. автоматы типа А применяют для защиты электронных приборов, таких как телевизоры, компьютеры и даже посудомоечные или стиральные машины, где УЗО типа АС неэффективно реагирует на постоянный ток утечки.

Защита от обрыва нуля. Для правильной работы дифавтомата необходима сеть 220 В (фаза и ноль). Если по какой-то причине пропадёт фаза, то устройство не сработает, так как отсутствует ток утечки. А если оборвется ноль и появится ток утечки (сырые стены со старой электропроводкой, пробой изоляции проводов в электроприборе и т. д.), то защита УЗО также не сработает т. к. нет полного питания электрической схемы защиты.

Схема установки дифавтомата с защитным заземлением PE

Возникает опасность поражения электрическим током человека. Для исключения подобной ситуации дифавтомат должен иметь защиту от обрыва нуля. Если такой функции в защите УЗО нет, тогда нужно отдельно приобрести и установить реле напряжения с защитой от обрыва нуля.

Какого производителя дифавтоматов выбрать

Экономить на защите электросетей и защите от поражения током человека не стоит. Качественное устройство защиты прослужит долгие годы. Это гораздо выгоднее, чем устанавливать дешёвые не надежные варианты защиты и менять их каждый год. Популярные бренды — это ABB (Шведы со Швейцарией), Legrand (Франция), Schneider Electric (Франция), Siemens (Германия). Эти производители доказали надежность и качество своих изделий уже много лет.

Важно устанавливать защитное устройство в электрических сетях с защитным проводником PE. При появлении тока утечки через проводник PE, защита тут же сработает

А если использовать рабочий ноль N вместо PE, то ток утечки пройдет через человека на землю, что не очень приятно. Эффективность защиты в этом случае будет значительно ниже, чем в первом варианте.

Надо ли ставить заземление?

У современных стиралок корпус имеет потенциал, вдвое меньший потенциала сети — 110 В. Благодаря заземляющему проводу этот потенциал стекает к земле. Зачем так сделано? Дело в особенностях сетевых фильтров, подавляющих электропомехи, производимые стиралкой во время работы. Корпус аппарата соединяют с электросетью не напрямую, а через фильтры.

Заземление позволяет защитить человека от удара током, если произойдет повреждение изоляции. Если заземления нет, человек, прикасаясь к корпусу, ощущает покалывание, а иногда и более серьезные удары. Во влажном помещении стиралка без заземления может нанести серьезную электротравму — вплоть до летального исхода.

Устанавливая дифавтомат на стиральную машину, вы решаете сразу две проблемы — исключаете поломку техники из-за проблем в электросети и защищаете ее пользователей от поражения электрическим током.

Плохо
2

Интересно
11

Супер
4

Какое УЗО ставить на стиральную машинку?

Обычный пользователь желает знать, какой защитный прибор ставить на стиралку. Большинство моделей потребляет 2 кВт, а это превышает номинал в 10 А. Следовательно, автомат или дифавтомат должен срабатывать при электротоке большем, чем 10 А. Выбирайте вариант на 16 А.

Среди важных параметров автоматической защиты — ток утечки. Прибор реагирует именно на него. Если проводка новая, берите вариант на 10 мА. Чтобы произошел разрыв цепи, разница токов в фазе и нейтрали должна быть 10 мА или более. Если проводка старя, берут УЗО на 30 мА, чтобы не возникало ошибочных отключений.

Еще один нюанс, на который важно обращать внимание, выбирая автомат для подключения к стиралке — производитель. Есть два варианта:

  • Дорогие и качественные — Legrand или АВВ.
  • Бюджетные — ИЭК.

Это самые известные на рынке фирмы, выпускающие защитную автоматику. Китайские версии дешевле, но надежности, которую обеспечивают европейские приборы, они не дадут. Если неправильно подобрать мощность и электроток срабатывания, пробки будут выбиваться всякий раз при пуске машинки.

Схемы

При разработке схемы электропроводки в квартире или доме может быть много вариантов. Отличаться они могут удобством и надежностью эксплуатации, степенью защиты. Есть простые варианты, требующие минимума затрат. Они обычно реализуются в небольших сетях. Например, на дачах, в небольших квартирах с малым количеством бытовой техники. В большинстве случаев приходится ставить большое количество устройств, которые обеспечивают безопасность проводки и защищают от поражения током людей.

Схемы бывают разного уровня сложности

Простая схема

Не всегда имеет смысл устанавливать большое количество защитных устройств. Например, на даче сезонного посещения, где есть всего несколько розеток и освещение, достаточно поставить всего один дифавтомат на входе, от которого на группы потребителей — розетки и освещение — через автоматы пойдут отдельные линии.

Простая схема подключения дифавтомата на небольшую сеть

Эта схема не потребует больших затрат, но при появлении тока утечки на любой из линий дифавтомат сработает, обесточив все. До выяснения и устранения причин света не будет.

Более надежная защита

Как уже говорили, отдельные дифавтоматы ставят на «мокрые» группы. К ним относятся кухня, ванная, наружное освещение, а также техника, использующая воду (кроме стиральной машинки). Такой способ построения системы дает более высокую степень безопасности и лучше защищает проводку, оборудование и человека.

Более сложная и надежная схема: подключение дифавтомата на каждое потенциально опасное устройство

Реализация этого способа устройства проводки потребует больших материальных затрат, но работать система будет более надежно и стабильно. Так как при сработке одного из защитных устройств, остальная часть останется работоспособной. Такое подключение дифавтомата применяется в большинстве квартир и в небольших домах.

Селективные схемы

В разветвленных сетях электроснабжения возникает необходимость сделать систему еще более сложной и дорогостоящей. В таком варианте после счетчика устанавливается входной дифференциальный автомат класса S или G. Далее, на каждую группу идет свой автомат, а при необходимости ставятся еще и на отдельных потребителей. Подключение дифавтомата для этого случая смотрите на фото ниже.

Селективная схема установки дифавтомата

При таком построении системы при сработке одного из линейных устройств все остальные останутся в работе, так как входной автомат дифференциального отключения имеет задержку в срабатывании.

Основные ошибки подключения дифавтоматов

Иногда после подключения дифавтомата он не включается или вырубается при подключении любой нагрузки. Это значит, что что-то сделано не так. Есть несколько типичных ошибок, которые встречаются при самостоятельной сборке щитка:

  • Провода защитного нуля (земля) и рабочего нуля (нейтраль) где-то объединены. При такой ошибке дифавтомат вообще не включается — рычаги не фиксируются в верхнем положении. Придется искать где объединены или перепутаны «земля» и «ноль».
  • Иногда при подключении дифавтомата ноль на нагрузку или на ниже расположенные автоматы взят не с выхода устройства, а напрямую с нулевой шины. В таком случае рубильники становятся в рабочее положение, но при попытке подключить нагрузку, они моментально отключаются.
  • С выхода дифавтомата ноль подается не на нагрузку, а идет обратно на шину. Ноль на нагрузку тоже берется с шины. В этом случае рубильники становятся в рабочее положение, но кнопка «Тест» не работает и при попытке включить нагрузку происходит отключение.
  • Перепутано подключение ноля. С нулевой шины провод должен идти на соответствующий вход, обозначенный буквой N, который находится вверху, а не вниз. С нижней нулевой клеммы провод должен уходить на нагрузку. Симптомы аналогичны: рубильники включаются, «Тест» не работает, при подключении нагрузки происходит срабатывание.
  • При наличии в схеме двух дифавтоматов перепутаны нулевые провода. При такой ошибке оба устройства включаются, «Тест» работает на обоих устройствах, но при включении любой нагрузки выбивает сразу оба автомата.
  • При наличии двух дифавтоматов, идущие от них нули где-то дальше соединили. В этом случае оба автомата взводятся, но при нажатии на кнопку «тест» одного из них, вырубаются сразу два устройства. Аналогичная ситуация возникает при включении любой нагрузки.

Теперь вы не только можете выбрать и подключить дифференциальный автомат защиты, но и понять почему он выбивает, что именно пошло не так и самостоятельно исправить ситуацию.

Эксплуатация при отключении

Любое защитное устройство устанавливается с целью защиты, чтобы оно сработало и отключило питание в аварийной ситуации. Представим что такая ситуация возникла. В щитке отключился дифференциальный автомат. Какие действия необходимо предпринять?

Первым делом необходимо срочно найти причину отключения. Возможно, причиной отключения стала утечка тока, или причина заключается в коротком замыкании где то в кабеле, а может линия просто перегружена? Как видите при срабатывании АВДТ причины сразу три и необходимо потратить немало времени на поиск неисправности.

При использовании связки «автомат + УЗО» – все понятно. Если отключилось УЗО – значит неисправность заключается в утечки тока. Если же сработал автоматический выключатель – значит где-то короткое замыкание либо перегрузка линии.

Критерии выбора

Отдав предпочтение дифавтомату, необходимо внимательно отнестись к процессу его выбора. Первоначально необходимо ознакомиться с рабочими характеристиками изделия.

Номинальное напряжение и фазность. Правильно выбрать дифференциальный автомат в соответствии с необходимыми параметрами не сложно. Аппараты, предназначенные для работы в однофазной сети (220 В), снабжены тремя клеммами подключения, дифавтоматы для трехфазных сетей (380 В) снабжены четырьмя полюсами. Номинальное рабочее напряжение указывается в паспорте и маркируется на корпусе изделия.

Токовый номинал и характеристика

Для того чтобы обеспечить качественную работу дифференциального автомата, важно правильно выбрать токовый номинал и характеристику. Информация об этих параметрах обозначается буквой латинского алфавита и цифрой, например, С25, что означает, аппарат характеристики С, при номинальном рабочем токе 25 А

Самыми ходовыми дифавтоматами для квартир и частных домов являются изделия характеристики С. При выборе дифференциального автомата по мощности рекомендуется придерживаться значений указанных в таблице:

Ток утечки. Обозначается значком «дельта» с числом, соответствующим величине номинального тока утечки в миллиамперах. Правильно выбрать дифавтомат по току утечки помогут данные второй таблицы:

Важно! На водонагреватель, стиральную машинку, ванную комнату либо баню нужно выбирать аппарат, который срабатывает при 10 мА. На групповую линию достаточно выбрать характеристику в 30 мА, если вы решили разделить электропроводку на группы

На ввод в частный дом, для защиты от возникновения пожара рекомендуется ставить дифавтомат на 300 мА, а в квартирах достаточно использовать аппарат, рассчитанный на 100 мА.

Класс УЗО. Встроенные в дифференциальный автомат УЗО, подразделяются на два класса:

  • А – срабатывающие в результате воздействия утечек постоянного тока. Для подключения в сеть потребителей бытовой электроники следует выбрать УЗО данного класса
  • АС – отключают дифавтомат при появлении в сети и на электрооборудовании утечек переменного тока.

Защита от обрыва нулевого проводника. Часть дифавтоматов укомплектована блоками отключающими потребителей при обрыве нулевого провода. Обустраивая защиту оборудования от утечек тока, целесообразно выбрать именно такое изделие. Еще одна важная характеристика — время отключения (обозначается, как Tn). Оно не должно быть более 0,3 с.

Для человека неуверенного в том, что он сам сможет выбрать дифавтомат, рекомендуется делать приобретение в торговых предприятиях с высокой репутацией, в которых следует обратиться за помощью квалифицированному консультанту. С ним можно обсудить вопросы приемлемой цены и в пользу какой фирме-производителю дифференциальных автоматов следует отдать свой выбор.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели, как выбрать дифавтомат по мощности и току утечки. Надеемся, предоставленная информация помогла вам разобраться в выборе подходящего дифференциального автомата для дома, дачи либо квартиры!

Рекомендуем также прочитать:

Дифференциальный автомат – подключается для обеспечения защиты от поражения электрическим током, одновременно с защитой электросети от перегрузок и короткого замыкания.

Где устанавливается

Диф-автомат устанавливается только на DIN-рейку в распределительном щитке квартиры или дома. К автомату подключаются блоки розеток или отдельные мощные электроприборы – стиральная машина, электропечь, электродуховка или водонагреватель.

Стиральная машина, морозильная камера, насос – эти приборы имеют в своей конструкции электродвигатель, поэтому их пусковая потребляемая мощность может превышать заявленную фирмой – производителем в несколько раз. Приводим таблицу с указанием коэффициентов возрастания токов в начале работы прибора:

Время действия пусковых токов в бытовых приборах

Таким образом, стиральная машина при включении может потреблять 12,5 кВт в течении первых 4х секунд, а если дифавтомат для нее не рассчитан на такую мощность – каждый раз при включении он будет выбивать. Но это не означает, что нужно выбирать дифференциальный автомат, мощностью 12,5 кВт!

Принцип работы и конструкция

Дифференциальный автомат обеспечивает защиту электрической проводки на объекте и от короткого замыкания, и от перегрузки, а также и от дифференциальных токов. Установив вместо начального автомата дифавтомат, можно практически обезопасить и себя, и электропроводку в доме.

При изготовлении корпуса дифавтоматов используется диэлектрический материал. Конструктивно они выглядят похоже на УЗО или автоматический выключатель, только имеют большие размеры. Снизу присутствует защёлка для установки на DIN-рейку.

Дифференциальный автомат — это устройство, способное работать в режиме УЗО или как обычный автоматический выключатель. Для подключения устройства к электрической сети необходимо взвести управляющий переключатель в положение «включено». Устройство имеет клеммы под зажим, предназначенные для подключения входной и выходной линий.

Дифавтомат состоит из двух частей. Первая часть, защитная, не что иное как модуль дифференциальной защиты. Главная его задача — проведение анализа тока утечки (дифференциальный ток). Вторая часть, выключатель, используется для механического разрыва линии электропередачи, при появлении нештатных ситуаций. Рассмотрим принцип работы на примере дифференциального автомата АВВ.

Защитная часть работает по принципу УЗО. Главным элементом является трансформатор, он состоит из тороидального сердечника с двумя обмотками. Протекая по цепи в прямом и обратном направлении, ток создаёт в каждой обмотке своё переменное магнитное поле, магнитные потоки которых равны по величине, но различны по направлению. В результате чего результирующий магнитный поток в сердечнике равен нулю.

Если где-то на электрической линии происходит нарушение изоляционного слоя или корпус оборудования находится под разностью потенциалов, в этих местах при касании происходит утечка тока. В результате нарушается уравновешенность магнитных потоков и под воздействием поля во вторичной обмотке наводится электродвижущая сила (ЭДС). При появлении ЭДС возникает ток, воздействующий на реле, подключённое к силовым контактам.

Для проверки этой части устройства на лицевую поверхность выводится кнопка, которая имитирует появление тока утечки. Обычно она маркируется как «Тест». Если её нажать, электрическая цепь разорвётся. Производители рекомендуют проводить проверку устройства не реже одного раза в месяц.

Вторая часть работает следующим образом. Ток подводится к катушке соленоида, а с неё на биметаллическую пластину. Пластина имеет вид полоски из двух спрессованных металлов с отличающимися коэффициентами теплового линейного расширения. Пластина и соленоид называются расцепителями. Существует два условия, при которых автоматический выключатель рассоединит электрическую цепь: перегрузка и короткое замыкание.

В режиме перегрузки выключение происходит с помощью биметаллической пластинки, способной изгибаться под действием тепла. При возрастании потребляемой мощности растёт ток. В результате пластинка нагревается, меняет форму и разрывает контакт. Соответственно, разрывается и электрическая цепь. Величина тока, при котором пластина разрывает контакт, настраивается на заводе изготовителе.

В режиме короткого замыкания используется принцип соленоида. При увеличении магнитного поля приводится в движение соленоид, который и разрывает электрическую цепь. Для рассевания искры, которая возникает при разрыве цепи, в конструкции используется дугогасящая камера. Рассеивающая её на параллельно стоящих в ней пластинах.

Таким образом можно отметить основные части конструкции:

  • токовые клеммы;
  • расцепитель:
  • рычаг управления;
  • регулировочный винт расцепителя;
  • дугогасящая камера;
  • магнитоэлектрические реле;
  • дифференциальный трансформатор.

Устройство защитного отключения выпускается либо электромеханическое, либо электронное. Отличие их в том, что первый тип не требует дополнительного питания, так как ток для срабатывания реле берётся из промышленной сети. Трансформатор для получения требуемой величины силы тока делается большим, соответственно и сам автомат имеет крупнее габариты, чем электронный. Электронные устройства дополняются усилителем для сигнала, регистрируемый ток утечки, проходя через него, увеличивает своё значение.

Такой конструктив характерен не только для дифавтомата abb, но и для других производителей.

Как устроен УЗО автомат?

Благополучие бытовой техники в наших жилищах зависит зачастую от изношенных электрических подстанций, которые не рассчитаны на большие нагрузки. Достаточно одного скачка напряжения, чтобы одним махом лишиться всех приборов, запитанных от электросетей. Чтобы спасти стиральную технику от капризов электросетей, ей  предоставляют отдельный УЗО. Состоит он из:

  • корпуса;
  • трансформатора;
  • механизма разрыва цепи;
  • механизма самодиагностики;
  • электромагнитной отсечки — она есть в моделях последнего поколения.

Срабатывание происходит при критических нагрузках, автомат, размыкая цепь, прекращает прохождение электротока — человек и техника в безопасности.

Опасная ситуация произойдет, к примеру, если человек дотронется до оголенных проводов или при попадании на него воды. Автоматика, сработав, предотвращает поражение электротоком и поломку дорогой техники. Датчик может срабатывать многократно, и менять его, в отличие от предохранителей, не нужно.

Принцип работы и методы срабатывания

Принцип работы дифавтомата также объединяет принципы работы автоматического выключателя и УЗО. Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки в сети дифавтомат оснащён электромагнитным и тепловым расцепителями, а для защиты от тока утечки — дифференциальным трансформатором и отключающей катушкой.

В случае попадания человека под действие тока на участке цепи, защищаемом дифавтоматом, сработает отключение от появления тока утечки. В дифференциальном трансформаторе нарушиться баланс магнитных потоков и отключающая катушка на это отреагирует мгновенно.

Возникновение тока утечки

В случае же перегруза электрической цепи работу по отключению выполнит тепловой расцепитель, конструктивно и номинально не отличающийся от тепловых расцепителей обычных автоматических выключателей. А при возникновении в цепи тока короткого замыкания, свою работу выполнит магнитный расцепитель, который также не отличается от магнитных расцепителей автоматических выключателей.

Расположение магнитного и теплового расцепителей

В зависимости от схемы монтажа дифавтоматов, различают селективный и неселективный методы срабатывания.

Селективная схема предусматривает использование дифавтомата с обозначением S на передней панели, что собственно и обозначает «селективный».

Селективная схема монтажа реализовывается за счёт установки одного дифавтомата (селективного) на вводе (центральный распределительный щит, электрощит на лестничной клетке и т. п.) и нескольких неселективных дифавтоматов в отходящей цепи. По одному на каждый участок.

Вводной дифавтомат и три отходящих участка цепи

Такая схема монтажа предпочтительнее из-за того, что при возникновении аварии на любом из трёх защищаемых участков, отключение выполнит неселективный дифавтомат, а основной останется включённым. Такой способ срабатывания обеспечивает существенное снижение риска отключения всех потребителей одновременно.

Неселективная схема монтажа реализована аналогично предыдущей, но с существенным отличием. Вводной дифавтомат не селективного исполнения, а такого же, как и отходящие дифавтоматы. В случае возникновения аварии на любом из участков цепи отключится дифавтомат, защищающий этот участок, а также вводной дифавтомат, что, в свою очередь, приведёт к отключению всех групп потребителей.

Функционально неселективная схема выполняет защиту правильно, но в плане эксплуатации она непрактична.

Монтаж селективной схемы защиты более предпочтителен.

Дополнительные рекомендации

Обратите внимание на кнопку «Тест», с помощью которой можно протестировать такое защитное устройство на предмет корректной работы.
Не всегда есть необходимость устанавливать дифференциальный автомат в электрическую сеть дома или квартиры. И если уж установка производится

То монтаж лучше проводить на розеточные группы. Освещение, а также контур, питающий электрическую варочную плиту, этим устройством не оснащаются.
Правилами ПУЭ установлено, что дифавтоматы необходимо обязательно устанавливать в сетях, где присутствует заземляющий контур «PE».

Обратите особое внимание не только на выбор дифференциального автомата, но и на грамотно проведенный его монтаж. Именно от этого чаще всего зависит, как будет работать вся электрическая сеть, насколько она будет безопасной

Поэтому сборкой распределительного щита должен заниматься профессиональный электрик. Хотя самостоятельно провести этот процесс несложно.

Схемы подключения дифавтомата

Как подключить УЗО в однофазной сети без заземления

Как подключить дифавтомат

Начнем со способов монтажа и порядка подключения проводников. Все очень просто, никаких особых сложностей нет. В большинстве случаев монтируется он на динрейку. Для этого есть специальные выступы, которые удерживают устройство на месте.

Крепление на динрейку

Электрическое подключение

Подключение дифавтомата к электросети происходит проводами в изоляции. Сечение выбирается исходя из номинала. Обычно линия (подвод питания) подключается в верхние гнезда — они подписываются нечетными цифрами, нагрузка — в нижние — подписываются четными цифрами. Так как к дифференциальному автомату подключается и фаза и ноль, чтобы не перепутать, гнезда для «ноля» подписаны латинской буквой N.

Схема подключения дифавтомата обычно есть на корпусе

В некоторых линейках подключать линию можно и в верхние, и в нижние гнезда. Пример такого устройства на фото выше (слева). В этом случае на схеме пишется нумерация через дробь — 1/2 вверху и 2/1 внизу, 3/4 вверху и 4/3 внизу. Это и обозначает, что не имеет значения сверху или снизу подключать линию.

Подключение дифавтомата на распределительном щитке

Перед подключением линии с проводов снимают изоляцию примерно на расстоянии 8-10 мм от края. На нужной клемме слегка ослабляют крепежный винт, вставляют проводник, винт затягивают с достаточно большим усилием. ЗАтем провод несколько раз дергают, чтобы убедиться что контакт нормальный.

Проверка работоспособности

После того, как вы подключили дифавтомат, подали питание, необходимо проверить работоспособность системы и правильность установки. Для начала тестируем сам агрегат. Для этого есть специальная кнопка, подписанная «Test» или просто буквой T. После того, как перевели переключатели в рабочее состояние, нажимаем на эту кнопку. При этом устройство должно «выбить». Эта кнопка искусственно создает ток утечки, так что мы проверили работоспособность дифавтомата. Если сработки не было — надо проверить правильность подключения, если все верно, устройство неисправно

Если при нажатии кнопки «Т» дифавтомат сработал, он работоспособен

Дальнейшая проверка — подключение простой нагрузки к каждой розетке. Этим вы проверите правильность расключения розеточных групп. И последнее — поочередное включение бытовой техники, на которую заведены отдельные линии электропитания.

Основные параметры

Чтобы понимать, как выбрать дифференциальный автомат, надо разбираться в его характеристиках. Для установки в квартире жилого дома, дифференциальный автомат должен отключаться при значении дифференциального тока не более 30 миллиампер. Это общее требование, предъявляемое правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Такое значение обосновано. Для организма человека считается опасным постоянный ток величиной 50 мА, и переменный в 10 мА.

Второй параметр, по которому производится выбор дифавтомата, это номинальный ток. Он должен соответствовать максимальному значению тока на защищаемом участке цепи. Зависит этот параметр от количества нагрузки и применяемого проводника. Этот же параметр учитывается и при защите от КЗ (короткого замыкания).

По токоограничению

Как бы быстро ни срабатывали расцепители, но это происходит за какое-то конечное время. Механическое размыкание контактов приводит к возникновению электрической дуги, пока расстояние между контактами не станет настолько большим, что дуга уже не сможет формироваться.

Класс токоограничения показывает, за какой интервал времени происходит размыкание контактов с момента начала размыкания и до гашения дуги.

Этот параметр очень важен для длительного и безопасного функционирования электропроводки. Чем меньше время размыкания, тем меньше страдают провода электросети от токов короткого замыкания.

Смысл токоограничения дифавтомата заключается в отключении защищаемой линии раньше, чем короткое замыкание наберет полную силу. Здесь он работает, как автоматический выключатель. Это позволяет защитить изоляцию от чрезмерного нагрева проводов и возгорания.

Выделяют 3 класса:

  • устройства 1 класса имеют время гашения дуги в дугогасительгой камере более 10 мс;
  • приборы 2 класса осуществляют гашение электрической дуги за 6-10 мс;
  • устройства 3 класса токоограничения производят это за 2,5-6 мс.

https://youtube.com/watch?v=8KcVp5INk40

Чтобы определить класс, надо взглянуть на переднюю панель корпуса дифавтомата. Он виден в прямоугольной рамке под значением номинальной отключающей способности. Первый класс никак не обозначают.

Подключение дифавтомата: выбор, схемы подкючения

Решить проблему защиты проводки от перегрузок и токов утечки можнопри помощи пары устройств — защитного автомата и УЗО. Но та же задача решается  дифференциальным защитным автоматом, который объединяет в одном корпусе оба эти устройства. О правильном подключение дифавтомата и его выборе и пойдет дальше речь. 

Содержание статьи

Назначение, технические характеристики и выбор

Дифавтомат или дифференциальный автомат защиты объединяет в себе функции автомата защиты и УЗО. То есть, одно это устройство защищает проводку от перегрузок, короткого замыкания и тока утечки. Ток утечки образуется при неисправности изоляции или при прикосновении к токоведущим элементам, то есть он еще защищает человека от поражения электричеством.

Дифавтоматы устанавливаются в электрические распределительные щитки, чаще всего на дин-рейки. Они ставятся вместо связки автомат+УЗО, физически занимают немного меньше места. Насколько конкретно — зависит от производителя и типа исполнения. И это — основной их плюс, который может быть востребован при модернизации сети, когда место в щитке ограничено, а необходимо подключить некоторое количество новых линий.

Дифавтоматы служат для защиты проводки от повышенных нагрузок и человека от поражения электротоком

Второй положительный момент — экономия средств. Как правило, дифавтомат стоит меньше, чем пара автомат+УЗО с аналогичными характеристиками. Еще один положительный момент — необходимо определиться только с номиналом автомата защиты, а УЗО встроен по умолчанию с требующимися характеристиками.

Недостатки тоже имеются: при выходе и строя одной из частей дифавтомата менять придется все устройство, а это дороже. Также не все модели снабжены флажками, по которым можно определить, по какой причине сработало устройство — из-за перегрузки или тока утечки — что принципиально важно при выяснении причин.

Характеристики и выбор

Так как дифавтомат объединяет в себе два устройства, имеет он характеристики их обоих и при выборе надо учитывать все. Разберемся что обозначают эти характеристики и как выбирать дифференциальный автомат.

Обозначение дифавтоматов на схемах

Номинальный ток

Это максимальный ток, который может длительное время выдерживать автомат без потери работоспособности. Обычно он указывается на лицевой панели. Номинальные токи стандартизованы и могут быть 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63А.

Четырехполюсный дифавтомат для подключения в сети 380 В

Малые номиналы — 10 А и 16 А — ставят на линии освещения, средние — на мощных потребителей и розеточные группы, а мощные — 40 А и выше — в основном используют как вводный (общий) дифавтомат. Подбирается в зависимости от сечения кабеля, точно также, как при выборе номинала автомата защиты.

Время-токовая характеристика или тип электромагнитного расцепителя

Отображается рядом с номиналом, обозначается латинскими буквами B, C, D. Указывает на то, при каких перегрузках относительно номинала происходит отключение автомата (для игнорирования кратковременных стартовых токов).

Номинал дифавтомата и его время-токовая характеристика

Категория B — если ток превышен в 3-5 раз, C — при превышении номинала в 5-10 раз, тип D отключается при нагрузках, которые превышают номинал в 10-20 раз. В квартирах обычно ставят дифавтоматы типа C, в сельской местности можно ставить B, на предприятиях с мощным оборудованием и большими стартовыми токами — D.

Номинальное напряжение и частота сети

Для каких сетей предназначен аппарат — 220 В и 380 В, с частотой 50 Гц. Других в нашей торговой сети не бывает, но все равно, стоит проверить.

Напряжение и частота, на которые рассчитан дифференциальный автомат защиты

Дифференциальные автоматы могут иметь двойную маркировку — 230/400 V. Это говорит о том, что данное устройство может работать и в сети на 220 В и на 380 В. В трехфазных сетях подобные устройства ставят на розеточные группы или на отдельных потребителей, там где используется лишь одна из фаз.

В качестве водных дифавтоматов на трехфазные сети необходимы устройства с четырьмя вводами, а они значительно отличаются габаритами. Спутать их невозможно.

 

 

Номинальный отключающий дифференциальный ток или ток утечки (уставки)

Отображает чувствительность устройства к образующимся токам утечки и показывает, при каких условиях сработает защита. В быту используются только два номинала: 10 мА для установки на линии, в которых установлено только одно мощное устройство или потребитель, в котором сочетаются два опасных фактора — электричество и вода (проточный или накопительный электрический водонагреватель, варочная поверхность, духовой шкаф,  посудомоечная машина и т.п.).

Для линий с группой розеток и наружного освещения ставят дифавтоматы с током утечки 30 мА, на линии освещения внутри дома их не обычно ставят — для экономии.

Ток утечки или уставки на диф автомате

На устройстве может быть написан просто значение в миллиамперах (как на фото слева) или может быть нанесено буквенное  обозначение тока уставки (на фото справа), после которого стоят цифры в амперах (при 10 мА стоит 0,01 А, при 30 мА цифра 0,03 А).

Класс дифференциальной защиты

Показывает от токов утечки какого типа защищает это устройство. Есть буквенное и графическое изображение. Обычно ставят значок, но может быть и буква (смотрите в таблице).

Буквенное обозначение Графическое обозначение Расшифровка Область применения
АС Реагирует на переменный синусоидальный ток Ставят на линии, к которым подключена простая техника без электронного управления
А Реагирует на синусоидальный переменный ток и пульсирующий постоянный Применяется на линиях, от которых запитывается техника с электронным управлением
В Улавливает переменный, импульсный, постоянный и сглаженный постоянный. В основном применяется на производстве с большим количеством разнообразной техники
S С выдержкой времени отключения 200-300 мс В сложных схемах
G С выдержкой времени отключения60-80 мс В сложных схемах

Выбор класса дифференциальной защиты дифавтомата происходит исходя из типа нагрузки. Если это техника с микропроцессорами, необходим класс А, на линии освещения или включения питания простых устройств подойдет класс AC. Класс В в частных домах и квартирах ставят редко — нет необходимости «отлавливать» все типы токов утечки. Подключение дифавтомата класса S и G имеет смысл в многоуровневых схемах защиты. Их ставят в качестве входных, если в схеме дальше есть другие дифференциальные устройства отключения. В этом случае при срабатывании одного из нижестоящих по току утечки, входной не отключится и исправные линии будут в работе.

Номинальная отключающая способность

Показывает, какой ток в состоянии дифавтомат отключить при возникновении КЗ и остаться при этом работоспособным. Есть несколько стандартных номиналов: 3000 А, 4500 А, 6000 А, 10 000 А.

Отключающая способность дифавтомата

Выбор дифавтомата по этому параметру зависит от типа сети и от дальности расположения подстанции. В квартирах и домах на достаточном удалении от подстанции используют дифавтоматы с отключающей способностью 6 000 А, близко к подстанциям ставят на 10 000 А. В сельской местности, при подводе электропитания по воздушке и в давно не модернизированных сетях достаточно 4 500 А.

На корпусе эта цифра указана в квадратной рамке. Местоположение надписи может быть разным — зависит от производителя.

Класс токоограничения

Чтобы ток короткого замыкания принял максимальное значение, должно пройти какое-то время. Чем быстрее будет отключено электропитание от поврежденной линии, тем меньше меньше вероятность получения повреждений. Класс токоограничения отображается цифрами от 1 до 3. Третий класс — отключает линию быстрее всего. Так что выбор дифавтомата по этому признаку прост — желательно использовать устройства третьего класса, но они дороги, зато дольше остаются работоспособными. Так что при наличии финансовой возможности, ставьте дифавтоматы этого класса.

Токоограничение дифавтомата

На корпусе эта характеристика изображена в маленькой квадратной рамке рядом с номинальной отключающей способностью. Она может стоять справа (у Legranda) или снизу (у большинства других производителей). Если вы такой отметки не нашли ни на корпусе, ни в паспорте, значит этот автомат не имеет тоокограничения.

Температурный режим использования

Большинство дифференциальных защитных автоматов рассчитаны на работу в помещениях. Они могут эксплуатироваться при температурах от -5°C до + 35°C. В этом случае на корпусе ничего не ставят.

Обозначение повышенной морозостойкости дифавтомата

Иногда щитки стоят на улице и обычные защитные устройства не подойдут. Для таких случаев выпускаются дифавтоматы с более широким диапазоном температур — от -25°C до +40°C. В этом случае на корпусе ставят специальный знак, который немного похож на звездочку.

Наличие маркеров о причине сработки

Дифавтоматы не все электрики любят ставить, так как считают, что связка защитный автомат+УЗО более надежна. Вторая причина — если устройство сработает, невозможно определить, что стало тому причиной — перегрузка, и надо просто выключить какой-то прибор, или ток утечки, и надо искать где и что произошло.

Чтобы решить хотя бы вторую проблему, производители стали делать флажки, которые показывают причину сработки дифавтомата. В некоторых моделях это небольшая площадка, по положению которой определяется причина отключения.

Флажок, который показывает причину отключения

Если отключение вызвала перегрузка, индикатор остается вровень с корпусом, как а фото справа. Если дифавтомат сработал при наличии тока утечки, флажок выступает на некоторое расстояние от корпуса.

Тип конструктивного исполнения

Есть диф автоматы двух типов: электромеханические или электронные. Электромеханические более надежны, так как они сохраняют работоспособность даже при пропадании питания. То есть, если пропадет фаза, они смогут сработать и отключить еще и ноль. Электронные же для работы требуют питания, которое берут с фазного провода и при пропадании фазы теряют работоспособность.

 

Производитель и цена

В электричестве не стоит экономить, тем более на устройствах, которые обеспечивают защиту проводки и жизни. Потому рекомендуют всегда покупать комплектующие известных производителей. Лидирует на рынке Legrand (Легранд) и Schneider (Шнайдер), Hager (Хагер) но их продукция дорога, да и много подделок. Не настолько высокие цены у IEK (ИЕК), ABB (АББ), но и проблем с нм бывает больше. С неизвестными производителями в данном случае лучше не связываться, так как они зачастую просто неработоспособны.

Выбор на самом деле не такой и маленький, даже если ограничиться только этими пятью фирмами. У каждого производителя есть несколько линеек, которые отличаются по цене, причем значительно. Чтобы понять в чем разница, надо внимательно смотреть на технические характеристики. На цену оказывает влияние каждая и них, так что внимательно изучайте все данные перед покупкой.

 

Как подключить дифавтомат

Начнем со способов монтажа и порядка подключения проводников. Все очень просто, никаких особых сложностей нет. В большинстве случаев монтируется он на динрейку. Для этого есть специальные выступы, которые удерживают устройство на месте.

Крепление на динрейку

Электрическое подключение

Подключение дифавтомата к электросети происходит проводами в изоляции. Сечение выбирается исходя из номинала.  Обычно линия (подвод питания) подключается в верхние гнезда — они подписываются нечетными цифрами, нагрузка — в нижние — подписываются четными цифрами. Так как к дифференциальному автомату подключается и фаза и ноль, чтобы не перепутать, гнезда для «ноля» подписаны латинской буквой N.

Схема подключения дифавтомата обычно есть на корпусе

В некоторых линейках подключать линию можно и в верхние, и в нижние гнезда. Пример такого устройства на фото выше (слева). В этом случае на схеме пишется нумерация через дробь — 1/2 вверху и 2/1 внизу, 3/4 вверху и 4/3 внизу. Это и обозначает, что не имеет значения сверху или снизу подключать линию.

Подключение дифавтомата на распределительном щитке

Перед подключением линии с проводов снимают изоляцию примерно на расстоянии 8-10 мм от края. На нужной клемме слегка ослабляют крепежный винт, вставляют проводник, винт затягивают с достаточно большим усилием. ЗАтем провод несколько раз дергают, чтобы убедиться что контакт нормальный.

Проверка работоспособности

После того, как вы подключили дифавтомат, подали питание, необходимо проверить работоспособность системы и правильность установки. Для начала тестируем сам агрегат. Для этого есть специальная кнопка, подписанная «Test» или просто буквой T. После того, как перевели переключатели в рабочее состояние, нажимаем на эту кнопку. При этом устройство должно «выбить». Эта кнопка искусственно создает ток утечки, так что мы проверили работоспособность дифавтомата. Если сработки не было — надо проверить правильность подключения, если все верно, устройство неисправно

Если при нажатии кнопки «Т» дифавтомат сработал, он работоспособен

Дальнейшая проверка — подключение простой нагрузки к каждой розетке. Этим вы проверите правильность расключения розеточных групп. И последнее — поочередное включение бытовой техники, на которую заведены отдельные линии электропитания.

Схемы

При разработке схемы электропроводки в квартире или доме может быть много вариантов. Отличаться они могут удобством и надежностью эксплуатации,  степенью защиты. Есть простые варианты, требующие минимума затрат. Они обычно реализуются в небольших сетях. Например, на дачах, в небольших квартирах с малым количеством бытовой техники. В большинстве случаев приходится ставить большое количество устройств, которые обеспечивают безопасность проводки и защищают от поражения током людей.

Схемы бывают разного уровня сложности

Простая схема

Не всегда имеет смысл устанавливать большое количество защитных устройств. Например, на даче сезонного посещения, где есть всего несколько розеток и освещение, достаточно поставить всего один дифавтомат на входе, от которого на группы потребителей — розетки и освещение — через автоматы пойдут отдельные линии.

Простая схема подключения дифавтомата на небольшую сеть

Эта схема не потребует больших затрат, но при появлении тока утечки на любой из линий дифавтомат сработает, обесточив все. До выяснения и устранения причин света не будет.

Более надежная защита

Как уже говорили, отдельные дифавтоматы ставят на «мокрые» группы. К ним относятся кухня, ванная, наружное освещение, а также техника, использующая воду (кроме стиральной машинки). Такой способ построения системы дает более высокую степень безопасности и лучше защищает проводку, оборудование и человека.

Более сложная и надежная схема: подключение дифавтомата на каждое потенциально опасное устройство

Реализация этого способа устройства проводки потребует больших материальных затрат, но работать система будет более надежно и стабильно. Так как при сработке одного из защитных устройств, остальная часть останется работоспособной. Такое подключение дифавтомата применяется в большинстве квартир и в небольших домах.

Селективные схемы

В разветвленных сетях электроснабжения возникает необходимость сделать систему еще более сложной и дорогостоящей. В таком варианте после счетчика устанавливается входной дифференциальный автомат класса S или G. Далее, на каждую группу идет свой автомат, а при необходимости ставятся еще и на отдельных потребителей. Подключение дифавтомата для этого случая смотрите на фото ниже.

Селективная схема установки дифавтомата

При таком построении системы при сработке одного из линейных устройств все остальные останутся в работе, так как входной автомат дифференциального отключения имеет задержку в срабатывании.

 

Основные ошибки подключения дифавтоматов

Иногда после подключения дифавтомата он не включается или вырубается при подключении любой нагрузки. Это значит, что что-то сделано не так. Есть несколько типичных ошибок, которые встречаются при самостоятельной сборке щитка:

  • Провода защитного нуля (земля) и рабочего нуля (нейтраль) где-то объединены. При такой ошибке дифавтомат вообще не включается — рычаги не фиксируются в верхнем положении. Придется искать где объединены или перепутаны «земля» и «ноль».
  • Иногда при подключении дифавтомата ноль на нагрузку или на ниже расположенные автоматы взят не с выхода устройства, а напрямую с нулевой шины. В таком случае рубильники становятся в рабочее положение, но при попытке подключить нагрузку, они моментально отключаются.
  • С выхода дифавтомата ноль подается не на нагрузку, а идет обратно на шину. Ноль на нагрузку тоже берется с шины. В этом случае рубильники становятся в рабочее положение, но кнопка «Тест» не работает и при попытке включить нагрузку происходит отключение.
  • Перепутано подключение ноля. С нулевой шины провод должен идти на соответствующий вход, обозначенный буквой N, который находится вверху, а не вниз. С нижней нулевой клеммы провод должен уходить на нагрузку. Симптомы аналогичны: рубильники включаются, «Тест» не работает, при подключении нагрузки происходит срабатывание.
  • При наличии в схеме двух дифавтоматов перепутаны нулевые провода. При такой ошибке оба устройства включаются, «Тест» работает на обоих устройствах, но при включении любой нагрузки выбивает сразу оба автомата.
  • При наличии двух дифавтоматов, идущие от них нули где-то дальше соединили. В этом случае оба автомата взводятся, но при нажатии на кнопку «тест» одного из них, вырубаются сразу два устройства. Аналогичная ситуация возникает при включении любой нагрузки.

 

Теперь вы не только можете выбрать и подключить дифференциальный автомат защиты, но и понять почему он выбивает, что именно пошло не так и самостоятельно исправить ситуацию.

Как выбрать дифференциальный автомат | ООО «МАСТЕР»

 Прежде, чем говорить о выборе дифференциального автомата, следует пояснить, чем этот вопрос заслужил такую популярность.

Чем хороши именно дифференциальные автоматы? Конечно, тем, что дифавтомат – это устройство, обеспечивающее линии не только защиту от токов перегрузки и сверхтоков короткого замыкания, но и защиту от токов утечки, то есть, защиту от поражения человека электрическим током.

Другими словами, одно устройство обеспечивает весь спектр необходимых защит. Это очень удобно, поскольку позволяет сэкономить пространство в распределительном щите и упростить монтаж. В некоторых случаях достигается еще и экономия денежных средств, но это относительно, поскольку качественный дифференциальный автомат может оказаться дороже, чем отдельно взятые автомат обычный и устройство защитного отключения (УЗО).

Итак, чем хорош дифавтомат, ясно. Осталось определиться с выбором.

1. Фазность

Как и любой другой аппарат защиты, дифавтомат следует выбирать, исходя из фазности сети. Трехфазные дифы имеют три полюса для подключения фаз и один полюс для нулевого рабочего проводника. Трехфазный диф по понятным причинам отличается большими габаритами и занимает шесть-семь модулей. Однофазные дифы могут занимать два-четыре модуля, в зависимости от исполнения. Однако в любом случае дифавтомат займет намного меньше места, чем обычный автомат и УЗО вместе взятые.

2. Номинальное напряжение

Хотя в общем случае промахнуться бывает трудно: три фазы – 380 вольт, а одна фаза – 220 вольт. Но все же редкие неприятные исключения бывают, и на номинальное напряжение аппарата следует обращать внимание.

3. Характеристика расцепителей и номинал автомата

Коль скоро диф – это тоже автоматический выключатель, то он, конечно, тоже имеет характеристику, отображаемую буквой латинского алфавита перед числом, обозначающим номинал по токовой нагрузке. Что касается бытовых сетей, то здесь традиционно самыми популярными являются автоматы характеристики С.

Например, для розеточной сети подойдет дифавтомат характеристики С16 (реже С25). Для сетей освещения используются автоматы С6 или С10. Реже применяются автоматы характеристики В. В качестве вводных общедомовых или квартирных выключателей часто используются автоматы С50, С63, С80 и С100.
 
4. Номинал по току утечки

Это характеристика устройства защитного отключения, имеющегося в составе дифавтомата. Номинальный ток утечки обозначается символом «дельта» и числом, указывающим собственно ток утечки с буквами mA (миллиампер). Для защиты розеточных и осветительных сетей обычно применяются дифы с номиналом 10-30 мА. Чаще всего групповые сети защищаются аппаратами на 30 мА, а одиночные розетки – на 10 мА. Вводной дифавтомат может иметь встроенное УЗО на 100-300 мА.

5. Тип или класс встроенного УЗО

Давно известно, что существуют УЗО типа АС, реагирующие только на синусоидальный (переменный) ток утечки, и есть УЗО типа А, реагирующие на утечки постоянного тока в устройствах, имеющих электронные преобразователи. Все это касается и УЗО, встроенных в дифавтоматы. Таким образом, для линий, питающих компьютеры, телевизоры и даже стиральные машинки, желательно использовать дифавтоматы именно со встроенным УЗО типа А, поскольку тип АС может просто оказаться неэффективным.

6. Наличие/отсутствие защиты от обрыва нулевого проводника

Это очень любопытный момент. Дело в том, что для работы встроенного УЗО необходимо электрическое питание блоку дифференциальной защиты. Это питание берется именно со ввода аппарата. То есть, чтобы сработала дифференциальная защита дифавтомата, необходимо, чтобы в сети было напряжение.

Это значит, что в порядке должны быть и нулевой, и фазный рабочие проводники. При этом, если отсутствует «фаза» — тогда и бог с ним, ведь и току утечки взяться неоткуда.

Иное дело, если оборван ноль. Тогда оставшаяся «фаза» может стать причиной утечки, а встроенное УЗО уже не сработает по причине отсутствия электропитания.

Чтобы подобное явление было исключено, некоторые дифавтоматы имеют в своем составе блок защиты от обрыва нулевого проводника, который по своей сути является реле напряжения, чьи контакты работают на размыкание.

Если такого блока в составе дифа нет, то имеются все резоны самостоятельно установить на вводе реле напряжения для контроля над ситуацией.
 
7. Производитель дифавтомата

Сколь ни было бы сильным желание сэкономить, все же от приобретения дифов сомнительного происхождения лучше воздержаться. Хорошо известны случаи появления на рынке дешевых автоматов, которые при ближайшем рассмотрении даже и автоматами-то не являлись: не имели никаких расцепителей, кроме механического ручного.

Совершенно логично, что есть возможность приобретения и дифавтомата аналогичной конструкции. А ведь диф – это аппарат, функции которого зачастую никак не дублируются. То есть, безопасность электросети в целом остается на совести именно дифа. И он просто обязан быть качественным. Конкретных указаний по маркам и брендам давать не будем, но лучше все же приобретать аппараты в проверенных магазинах и не кидаться на чрезмерно низкие цены.

8. Общие указания

Каждый дифавтомат имеет в своем составе кнопку «тест», позволяющую проверить ее работоспособность, создав намеренную утечку тока. После установки аппарата всегда будет нелишним выполнить небольшую проверку, воспользовавшись этой кнопкой.

Кроме этого, следует помнить, что далеко не каждая линия в обязательном порядке подлежит оснащению дифференциальной защитой. Чаще всего дифавтоматы ставятся на кабельные линии штепсельных розеток, а также на общий ввод в противопожарных целях. Линии освещения и питания электрической плиты зачастую не оснащаются дифференциальной защитой.

Не то, чтобы это можно было воспринимать как руководство не ставить дифавтоматы на эти линии. Но можно принять во внимание и, например, при отсутствии достаточного места в щите, воспользоваться простыми автоматическими выключателями для сети освещения и кабельной линии электрической плиты.

Дифавтоматы, также как и УЗО, рекомендуются к установке в сетях, имеющих в своем составе защитный нулевой проводник РЕ. Это требование ПУЭ. В случае отсутствия защитного заземления сама защита от токов утечки может оказаться недостаточно эффективной и не спасти человека от поражения электрическим током.

Дифавтоматы и УЗО важно не только правильно выбрать, но и без ошибок подключить. О том как это правильно сделать читайте в статье: Схемы подключения УЗО и дифференциальных автоматов.

 

Лучшие виды дифференциалов и наиболее подходящие для вас

В чем разница между разомкнутыми, заблокированными, сварными, Torsen, LSD с муфтой сцепления, электронными и дифференциалами с векторизацией крутящего момента? Есть много вариантов на выбор, так какой из них лучше всего подходит для вашего приложения?

Как конструкторы автомобилей, так и тюнеры могут выбирать между различными вариантами дифференциала для автомобиля.Давайте посмотрим на преимущества и недостатки некоторых из наиболее распространенных вариантов:

  1. Открытый дифференциал
  2. Заблокированный дифференциал
  3. Вязкостной дифференциал повышенного трения
  4. LSD с механической муфтой (включая eLSD)
  5. Torsen и цилиндрический дифференциал
  6. Дифференциал с вектором крутящего момента

1.Открытый дифференциал

Открытые дифференциалы — это основная форма дифференциала. Цель состоит в том, чтобы учесть разные скорости между двумя колесами, в то время как разделение крутящего момента поддерживается постоянным на уровне 50/50. Распространенное заблуждение, связанное с открытыми дифференциалами, состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100 процентов крутящего момента. Это неверно, однако величина крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мала, потому что величина крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также мала.Помните, что оба колеса всегда получают равный крутящий момент, но если одно из них не имеет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), величина крутящего момента, передаваемого на ведущую ось, в результате будет очень низкой.

Открытый и заблокированный дифференциал — передача крутящего момента — объяснение

Преимущества:

  • Позволяет использовать совершенно разные скорости вращения колес на одной оси, что означает отсутствие проскальзывания колес при повороте, поскольку внешняя шина будет двигаться дальше.
  • С точки зрения эффективности, меньше энергии будет потеряно из-за дифференциала по сравнению с альтернативными вариантами.
  • Стоимость.

Недостатки:

  • Когда одно колесо имеет плохое сцепление с дорогой, это резко ограничивает мощность, которую автомобиль может выдать. Поскольку распределение крутящего момента всегда составляет 50/50, если одно колесо не может выдать большую мощность, другое получит столь же низкий крутящий момент.

2.Заблокированный дифференциал (включая запорные и сварные дифференциалы)

Заблокированные дифференциалы находятся на противоположной стороне спектра по сравнению с открытыми дифференциалами. Цель состоит в том, чтобы скорость вращения колес между двумя колесами оставалась постоянной, и основным преимуществом здесь является то, что крутящий момент будет передаваться на колесо вместе с тягой, до 100 процентов на одном колесе. В условиях бездорожья дифференциал обычно имеет функцию блокировки, благодаря чему он открывается при движении по асфальту.

Преимущества:

  • Позволяет передавать крутящий момент на колесо с максимальным сцеплением. Для всех типов дифференциалов это позволит достичь наибольшего крутящего момента на земле при любом состоянии поверхности.
  • Для бездорожья, где износ шин не является проблемой, это почти все, что нужно. Надежный, простой и очень эффективный.
  • В ситуациях, когда желательно поддерживать постоянную скорость вращения колес на оси (например, занос), это простое решение (сварной дифференциал работает точно так же).

Недостатки:

  • Заблокированный дифференциал не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес. Это означает дополнительный износ шин и, как следствие, заедание трансмиссии.

3. Вязкостной дифференциал повышенного трения (VLSD)

VLSD довольно просты в эксплуатации, однако у них есть некоторые недостатки по сравнению с другими формами LSD.

Преимущества:

  • Позволяет использовать разные скорости вращения колес на оси, тем самым снижая износ шин по сравнению с заблокированным дифференциалом (то же самое относится ко всем формам LSD, но этот стиль особенно хорош для этого).
  • Позволяет передавать крутящий момент на колесо с большим сцеплением.
  • Очень плавная работа, обычно не имеет неуклюжести на низкой скорости, связанной с другими типами LSD, перемещающимися в узком радиусе (например,автостоянки).

Недостатки:

  • Не удается полностью заблокировать, система требует разницы скоростей между двумя сторонами для передачи крутящего момента.
  • По мере нагрева жидкости внутреннего зубчатого колеса (в случаях, когда она используется слишком часто), действие LSD будет уменьшаться.

4.LSD с механической муфтой (включая eLSD)

LSD с муфтой сцепления бывают самых разнообразных. односторонний, 1,5-ходовой, двусторонний и даже электронный. В принципе, все они работают очень похоже, с блоком сцепления, который пытается заблокировать дифференциал, позволяя передавать крутящий момент на колесо с максимальным сцеплением.

Преимущества:

  • Включает блокировку при открытии дроссельной заслонки. В отличие от VSLD, это означает, что разделение крутящего момента может произойти до того, как одно колесо достигнет другой скорости (аналогично заблокированному дифференциалу).
  • Для односторонних LSD дифференциал действует как открытый дифференциал, когда он не на газе, что позволяет легко изменять скорость колес при прохождении поворотов.
  • Для двухсторонних LSD дифференциал применяет усилие блокировки при замедлении, что в некоторых случаях может помочь в стабильности торможения.
  • Хорошо работает, даже если одно колесо отрывается от земли или имеет ограниченное сцепление с дорогой.
  • Электронные LSD

  • позволяют управлять включением сцепления с помощью бортовых компьютеров, оптимизируя блокировку в зависимости от условий движения.

Недостатки:

  • Часто требует регулярной замены масла, и сцепления могут изнашиваться, что в конечном итоге требует замены.
  • Электронные LSD увеличат стоимость и сложность.

5. Torsen и спиральные дифференциалы

Дифференциалы

Torsen и косозубые дифференциалы работают примерно одинаково, используя умную передачу для приложения силы блокировки для передачи крутящего момента на колесо с большим сцеплением.Они отлично подходят для уличного использования и даже для использования на легких дорожках, хотя у них есть недостаток.

Преимущества:

  • Эти дифференциалы начинают передавать больший крутящий момент на медленно вращающееся колесо в тот момент, когда между ними возникает разница скоростей. По сути, он реагирует намного быстрее, чем VLSD.
  • Это чисто механические системы, не требующие текущего обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения в шестернях.

Недостатки:

  • Когда одно колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen действует так же, как открытый дифференциал, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент. Для уличного использования это вполне приемлемо, но это может быть проблемой для более специализированных транспортных средств на трассе.

6.Дифференциал с вектором крутящего момента (TVD)

Без сомнения, самая сложная из дифференциалов, эта опция обеспечивает максимальный контроль со стороны разработчиков, что означает уникальное программирование, позволяющее реагировать на любую ситуацию, а также способность вызывать рыскание.

Преимущества:

  • Позволяет передавать больший крутящий момент на внешнее колесо при прохождении поворота.Обычно LSD передает крутящий момент на колесо, которое вращается с меньшей скоростью. Это связано с тем, что большая скорость вращения колеса воспринимается как пробуксовка, поэтому LSD блокируется, чтобы передать больший крутящий момент на более медленное колесо и предотвратить пробуксовку колеса. При ускорении на выходе из поворота TVD передает больший крутящий момент на внешнее колесо, помогая вызвать рыскание и повернуть транспортное средство.
  • Позволяет проектировщику полностью контролировать, система может выбирать, в каких ситуациях автомобиль будет передавать больший крутящий момент на любое колесо, а не реагировать.
  • Может передавать до 100% доступного крутящего момента на одно колесо.

Недостатки:

Какой дифференциал выбрать?

Street
Если вам нужен дифференциал, который поможет снизить мощность и предотвратить возгорание одной из шин, дифференциал Torsen или винтовой дифференциал — отличный вариант для уличного использования.Их можно найти в Subaru STI, Toyota GT86, Ford Mustang GT (с пакетом производительности) и Mitsubishi Evolution, и это лишь некоторые из них.

Гусеница
Для использования на гусеницах лучше подойдет что-нибудь более агрессивное, например, одностороннее или 1,5-ходовое сцепление LSD.

Drift / Rally
Для дрифта или раллийного вождения иногда двусторонний LSD может быть лучшим вариантом, поскольку в этих сценариях более желательно, чтобы скорости колес оставались относительно равными.

Выбор подходящего дифференциала для горелки — RacingJunk News

Мы рассмотрели размеры двигателей и модификации для вашей стрип-горелки. Мы обсудили плюсы и минусы различных типов систем подачи топлива. Мы даже обсуждали трансмиссию для вашей стрип-горелки. Последнее, о чем нам нужно поговорить, это дифференциал, также известный как задний конец.

Что такое дифференциал?

Почти каждый автомобиль, производимый в наши дни, требует дифференциала. Каждому автомобилю с двигателем и трансмиссией он нужен. Дифференциал в автомобиле с считывающим приводом преобразует продольное вращение (подробнее об этом позже) приводного вала в осевое (позже и для этого) вращение, необходимое колесам для движения автомобиля вперед или назад. Дифференциал также отвечает за передачу крутящего момента двигателя на ведущие колеса.

Двигатели транспортного средства устанавливаются в транспортном средстве одним из двух способов: аксиально для переднеприводных автомобилей и продольно для автомобилей с задним приводом, при этом передняя часть двигателя направлена ​​на переднюю часть автомобиля. Таким образом, продольное вращение — это вращение вдоль продольной оси транспортного средства вперед-назад. В автомобилях с передним приводом дифференциал является неотъемлемой частью трансмиссии, а полная сборка называется трансмиссией.

Какие существуют типы дифференциалов?

Существует два основных типа дифференциалов: для легковых автомобилей и легких грузовиков и для больших тяжелых грузовиков.Дифференциалы для легковых и легких грузовиков можно разделить на три категории: дифференциалы повышенного трения, дифференциалы с положительной тягой и блокираторы или запирающиеся шкафчики. Есть люди, которые относят дифференциалы повышенного трения и положительной тяги (posi-trac) к одной и той же категории и добавляют еще один, открытый дифференциал. Гонщики этого не делают.

Дифференциал повышенного трения

Один тип дифференциала повышенного трения

Дифференциал повышенного трения назван так потому, что он разработан для ограничения проскальзывания ведомого колеса.Другими словами, когда дифференциал «чувствует» потерю тяги одним колесом, он передает крутящий момент на колесо с большим сцеплением. Когда оба колеса имеют сцепление, оба колеса получают крутящий момент и приводятся в движение.

Хороший пример этого можно увидеть, когда автомобиль с ограниченным скольжением сгорает. Вы можете видеть следы протектора на обоих колесах или можете видеть следы только на одном. Однако вы также можете увидеть, как следы выгорания меняются местами. Это связано с тем, что дифференциал «чувствует» сжигание резины колесом, теряющее сцепление с дорогой, и передает крутящий момент другому колесу, но затем это колесо нарушает сцепление с дорогой.Процесс может повторяться до тех пор, пока скорость транспортного средства не сравняется с приложенным крутящим моментом, или дифференциал не перейдет в положительный режим и не передаст крутящий момент на оба колеса.

Другая причина, по которой у нас есть дифференциалы повышенного трения, связана с физикой. Когда два колеса на одной оси проходят через угол, колесо за пределами поворота (пример: левое колесо при повороте направо) должно пройти дальше. Если дифференциал передает одинаковый крутящий момент на оба колеса, внутренняя ось имеет хорошую возможность срезать зубья шестерни или сломаться.

Блокировочный или золотниковый дифференциал

Это блокируемый дифференциал от ARB. Обратите внимание на твердый носитель.

Перечисленные выше дифференциальные типы имеют один недостаток, если рассматривать их для использования в наших ленточных горелках. Оба они вызывают или допускают некоторую потерю крутящего момента двигателя из-за внутреннего проскальзывания. Это не подходит для наших стрип-горелок. Нам нужна постоянная передача на землю полной мощности. Поскольку мы не совершаем поворотов на скорости, мы не хотим этого проскальзывания.

Так что же делать дрэг-рейсингу? Установите блокирующий дифференциал. Они известны как рундуки, блокирующие дифференциалы, намоточные устройства или дифференциалы намотки.

Положительный дифференциал тяги

Это пример держателя дифференциала Eaton Posi-Trac более нового типа. Обратите внимание на усиленные пружины, которые позволяют очень ограниченное проскальзывание для контроля скачков колес и деформации оси при прохождении поворотов.

Этот тип дифференциала обычно называют положительным или положительным дифференциалом.Это тип дифференциала, который есть у большинства гоночных автомобилей, будь то прямые лайнеры или гоночные машины с круговой / овальной трассой. Гонщики на овальных и кольцевых трассах обычно используют шины разных размеров, чтобы компенсировать разницу в расстоянии, пройденном правильными колесами.

Позиционная задняя часть передает крутящий момент на оба колеса, независимо от того, есть ли у них полное сцепление с дорогой или нет. Вы можете увидеть это, когда драгстер сгорает при прогреве. Обе шины выделяют огромное количество дыма и оставляют следы от покрышек (хотя вы не увидите их, если трасса «заправлена».”)

Детали дифференциала

Стандартный дифференциал в разрезе.

За более чем 40 лет работы с автомобилями я слышал, как некоторые из основных компонентов дифференциала давали несколько разные названия, поэтому, если деталь имеет несколько названий, я буду использовать известные мне. Двумя основными компонентами дифференциала, которые вы можете увидеть, не открывая его, являются картер моста и крышка.

У большинства задних колес GM и Ford есть крышка на задней части дифференциала.Эта крышка обычно крепится к корпусу с помощью от 10 до 15 болтов, плюс-минус. С этими дифференциалами можно работать, не снимая карданный вал и не роняя их с автомобиля. Однако большинство старых мостов Mopar требуют снятия приводного вала, поскольку центральная часть картера моста состоит из двух частей.

Приводной вал соединяется с входной вилкой, которая соединена с валом, который проходит через уплотнение в картер моста. На другой стороне этого вала шестерня.Ведущая шестерня приводит в движение большую круглую шестерню, которую иногда называют кольцевой шестерней, в то время как другие называют ее тыквенной шестерней.

К задней стороне коронной шестерни привинчены либо водило, либо корпус дифференциала. Этот компонент известен как корпус дифференциала, потому что именно здесь происходит действие дифференциала, позволяя одному колесу вращаться быстрее или медленнее, чем другому. Меня учили, что это носитель, в то время как другие также называют его дифференциалом.

Внутри водила еще два набора шестерен.Две шестерни физически связаны с водилом и вращаются вместе с ним. Они называются крестовинами или планетарными передачами. Я выучил оба термина в раннем возрасте. Планетарные передачи обычно используются, потому что они вращаются вокруг двух концевых шестерен, которые через внутренние шлицы соединены с полуосями.

Внутри дифференциала находится ряд других деталей, таких как крышки подшипников, стопорные штифты и / или крышки, прокладки и шайбы. Некоторые дифференциалы также оснащены регулировочными шайбами, которые помогают уменьшить эффект дифференциала.

Передаточные числа мяса и картофеля

Передаточное число дифференциала — это соотношение между числом зубьев на кольцевой и ведущей шестернях. Это соотношение получается путем подсчета количества зубьев ведомой шестерни, кольца или тыквы и деления этого числа на количество зубьев ведущей шестерни, шестерни. Чем выше число, тем лучше. Например, у нас есть коронная шестерня с 37 зубьями и ведущая шестерня с девятью зубьями.Наше передаточное число составляет 4,11: 1. Это означает, что за каждый полный оборот коронной шестерни шестерня будет делать 4,11 полных оборота.

Вайтаминить там Майк!?!?! Нам нужно больше оборотов оси на каждый оборот шестерни! Да, да. Тем не менее, передаточное число также является своего рода механическим преимуществом, если хотите, множителем крутящего момента. Чем выше число / передаточное число, тем больше увеличивается крутящий момент. Если ваш двигатель развивает мощность 500 фунт-футов и у вас задняя передача 4,10, конечный крутящий момент, приложенный к колесам, будет в районе 2050 фунт-футов.Однако, если у вас установлено 3,83 шестерни, вы прикладываете к земле всего 1915 фунт-футов. Эти 3,83 шестерни? Строго уличное использование, друг мой.

Одна вещь, которую я должен здесь упомянуть, это то, что дифференциальная передача противоречит интуиции. Чем больше число, тем ниже передаточное число. Это означает, что скорость 4,11, которую вы хотите для своего драгстера, ниже, чем скорость 3,83, которую вы хотите для вашего уличного автомобиля. Я знаю, в этом нет смысла, но это то, что есть.

Хорошо, а теперь выбросьте все это в окно.Эти передачи 4,10 предназначены для двигателя, который использует большую часть своей мощности в верхних диапазонах оборотов. Некоторые двигатели, такие как Buick, Olds и Pontiac, используют большую часть своей мощности в нижних диапазонах. Автомобили с такими двигателями и драгстеры, оснащенные закись азота, потребуют более высоких передач, возможно, до 3,50 или 3,73 секунды. Эти более высокие передачи помогают немного расширить диапазон крутящего момента и позволяют использовать каждый бит крутящего момента на всем протяжении ловушек.

Используйте калькулятор передаточного числа, чтобы выбрать правильную передачу

Нет жесткого и быстрого правила определения того, какие передачи вам нужны, кроме использования калькулятора передаточного числа.То, какое именно соотношение вам нужно для максимальной производительности полосы, будет зависеть от мощности вашего двигателя, максимальной скорости, на которой вы стреляете, и размера (внешнего диаметра) ваших шин на скорости . Последняя часть важна. Независимо от того, пользуетесь ли вы установкой Goodyear

для уличного использования

Eagles или набор сликов Mickey-Thompson или Hoosier, ваши шины будут расширяться по мере увеличения их скорости вращения. Это влияет на передаточное отношение главной передачи задней части.

Смотрите гонку NHRA с драгстерами на этих больших сликах.По мере того, как водитель делает выгорание и запускается, обратите внимание на задние колеса автомобиля. Вы заметите, что внешний диаметр шины может увеличиться на 30 сантиметров. Чем выше шина, тем большее расстояние она преодолевает за один оборот. По этой причине при постройке ленточной горелки не используйте шины, которые полностью заполняют колесную нишу, если вы строите гоночную машину с закрытыми колесами. Помните о расширении шин.

Кто делает лучшие гоночные дифференциалы и оси?

Какой сейчас день недели? Кто дает рекомендацию? Мои любимые — Strange Engineering и Dana / Spicer.Однако некоторые из моих друзей-гонщиков также используют задние части и оси от Wallace Racing и Moser Engineering.

типов дифференциалов и принцип их работы

Как и большинство вещей в современных автомобилях, простая зубчатая передача, известная как дифференциал, подвергалась постоянным усовершенствованиям и экспериментам, что привело к появлению целого ряда типов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Концепция дифференциала, то есть позволяющая колесам, установленным на одной оси, вращаться независимо друг от друга, является древней конструкцией, и первый известный пример ее использования был зарегистрирован в Китае в 1 тысячелетии до нашей эры.

Хотя это было задолго до изобретения автомобиля, повозки, повозки и колесницы по-прежнему страдали от той же проблемы, связанной с буксованием или волочением одного колеса на поворотах, повышением износа и повреждением дорог.

Появление двигателей, приводящих в движение передние или задние колеса для приведения в движение транспортного средства, вместо того, чтобы просто тянуть их на лошади, добавило новую проблему, которую необходимо преодолеть — как обеспечить независимое вращение, сохраняя при этом возможность приводить в действие оба колеса.

Первые автомобили не пытались, они просто приводили в движение только одно колесо на независимой оси.Но это было далеко от идеала, так как это означало, что они были недостаточно мощными и часто сталкивались с проблемами сцепления на любом другом участке, кроме твердой, ровной поверхности.

В конечном итоге это привело к разработке открытого дифференциала до того, как были разработаны другие более сложные типы для преодоления более сложных условий вождения.

Посмотрите это видео, в котором с помощью трехмерных изображений объясняется, как работают следующие типы дифференциала:

Открытый дифференциал:

Дифференциал в своей основной форме состоит из двух половин оси с шестерней на каждом конце, соединенных вместе третьей шестерней, составляющих три стороны квадрата.Обычно это дополняется четвертой передачей для дополнительной силы, завершая квадрат.

Этот базовый блок затем дополняется кольцевой шестерней, добавляемой к корпусу дифференциала, который удерживает основные основные шестерни — и эта кольцевая шестерня позволяет приводить колеса в движение, соединяясь с приводным валом через шестерню.

В этом примере вы можете увидеть три стороны внутреннего зубчатого колеса, которые составляют основной механизм, причем большая синяя шестерня представляет коронную шестерню, которая будет соединяться с приводным валом.На левом изображении показан дифференциал, когда оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, а на правом изображении показано, как зацепляются внутренние шестерни, когда одно колесо вращается медленнее, чем другое.

Эта зубчатая передача составляет дифференциал открытого типа, и является наиболее распространенным типом автомобильного дифференциала , от которого происходят более сложные системы.

Преимущество этого типа в основном ограничивается основной функцией любого дифференциала, как описано выше, с упором в первую очередь на обеспечение возможности поворота оси более эффективно, позволяя колесу за пределами поворота двигаться с большей скоростью, чем внутреннее колесо. поскольку он покрывает больше земли.Он также выигрывает от того, что его базовая конструкция относительно дешева в производстве.

Недостатком этого типа является то, что, поскольку крутящий момент распределяется равномерно между обоими колесами, количество мощности, которое может передаваться через колеса, ограничивается колесом с наименьшим сцеплением.

После достижения предела тяги обоих колес вместе, колесо с наименьшим тяговым усилием начнет вращаться, что еще больше снижает этот предел, поскольку сопротивление со стороны уже вращающегося колеса еще меньше.

Прочтите наш блог о турбонагнетателях, нагнетателях и безнаддувных двигателях

Заблокированный дифференциал:

Блокировка или блокировка дифференциала — вариант, встречающийся на некоторых транспортных средствах, в первую очередь на тех, которые едут по бездорожью. По сути, это открытый дифференциал с возможностью блокировки на месте для создания фиксированной оси вместо независимой. Это может происходить вручную или с помощью электроники в зависимости от технологии в автомобиле.

Преимущество заблокированного дифференциала в том, что он может получить значительно большее тяговое усилие, чем открытый дифференциал .Поскольку крутящий момент не разделен поровну 50/50, он может передавать больший крутящий момент на колесо, которое имеет лучшее сцепление с дорогой, и не ограничивается более низким сцеплением другого колеса в любой данный момент.

Поскольку маловероятно, что вы будете двигаться со скоростью и обычно путешествуете по неровной поверхности, проблема торможения и износа шин на поворотах на неподвижной оси является меньшей проблемой.

Одним из недостатков заблокированных дифференциалов называется заедание, которое возникает, когда в трансмиссии накапливается избыточная энергия вращения (крутящий момент), и ее необходимо высвободить — обычно это достигается за счет отрыва колес от земли для сброса положения.Или просто сняв замки, когда они больше не нужны.

Представьте себе длинную картонную трубку, удерживаемую на каждом конце, а затем скручивающую трубку в противоположных направлениях до такой степени, что трубка не могла больше выдерживать силу, складывалась и рвалась — это связывание. Это происходит потому, что колеса движутся с разной скоростью, что приводит к скручиванию осей и увеличению давления на шестерни, но нагрузки на колеса и их повышенного тягового усилия достаточно, чтобы предотвратить проскальзывание шин и сбросить давление.

Сварной / золотниковый дифференциал:

Сварные дифференциалы, по сути, такие же, как заблокированный дифференциал, только он был постоянно приварен из открытого дифференциала к фиксированной оси (также известный как дифференциал золотника). Обычно это делается только в определенных обстоятельствах, когда характеристики заблокированного дифференциала / Фиксированная ось, которая облегчает одновременное вращение обоих колес, желательны — например, в автомобилях, предназначенных для дрифта.

Обычно это не рекомендуется, так как тепло от сварки может снизить прочность компонентов и увеличить риск катастрофического отказа детали — что может даже привести к тому, что сломанные шестерни дифференциала взорвутся через корпус дифференциала и представляют опасность для других участников дорожного движения и пешеходов.

Дифференциал повышенного трения:

LSD объединяет преимущества открытого и заблокированного дифференциалов в более сложной системе. Есть две категории, которые используют разные формы сопротивления для достижения одного и того же эффекта:

Механическое сцепление LSD:

Этот тип LSD окружает ту же самую центральную шестерню, видимую на открытом дифференциале, парой нажимных колец, которые оказывают усилие на два набора дисков сцепления, расположенных рядом с шестернями.Это обеспечивает сопротивление независимому вращению колес, изменяя эффект дифференциала с открытого на заблокированный — и обеспечивая ему повышенное тяговое усилие, которое этот тип выигрывает от более открытого дифференциала.

На этом разрезе вы можете видеть нажимные кольца (также срезанные), окружающие центральные шестерни, которые при вращении раздвигаются центральными штифтами шестерни, прижимающимися к наклонным поверхностям. Это движение толкает нажимные кольца на блоки сцепления (желтый и синий) с обеих сторон, создавая сопротивление и изменяя поведение оси с открытого на фиксированный.

Блоки LSD с механическим сцеплением

также делятся на подтипы, которые ведут себя немного по-разному и изменяются при воздействии давления на диски сцепления и нажимные кольца:

  • В LSD с односторонним движением давление проявляется только при ускорении. Это означает, что при прохождении поворотов и выключении питания дифференциал ведет себя как открытый тип, позволяя им поворачиваться независимо, но при ускорении принудительное вращение дифференциала создает трение в дисках сцепления, блокируя их на месте, чтобы получить больше тяги.
  • A Двусторонний LSD делает шаг вперед и оказывает давление на диски сцепления также при замедлении, чтобы улучшить устойчивость при торможении на дорожном покрытии с изменчивой поверхностью.
  • Полуторный снова пытается объединить лучшее из обоих подтипов, оказывая большее давление при ускорении и меньшее — при замедлении.

Обратной стороной механических LSD является то, что они требуют регулярного технического обслуживания для поддержания работоспособности и склонны к полному износу, что приводит к дорогостоящей замене деталей.

Вязкий LSD:

Второй тип дифференциала повышенного трения, в котором вместо муфт используется густая жидкость для создания сопротивления, необходимого для изменения поведения дифференциала между разомкнутым и заблокированным состояниями. Из-за того, что у них меньше движущихся частей, чем у механических LSD, VLSD проще, но также имеют более широкий спектр преимуществ и недостатков по сравнению с ними.

В своей основной работе эффект более плавный в применении, чем механические LSD, поскольку сопротивление растет в унисон со скоростью, на которой движутся колеса по сравнению с корпусом дифференциала, обеспечивая очень постепенное увеличение.

VLSD также способны передавать крутящий момент более эффективно на колесо, у которого больше тяги . Поскольку жидкость действует так, чтобы сопротивляться пониженной скорости, если колесо когда-либо теряет сцепление с дорогой и вращается, разница в скорости между двумя колесами внутри дифференциала создает большее сопротивление на более медленном колесе, передавая больший крутящий момент от ведущего вала на него.

VLSD становятся менее эффективными при длительном использовании, поскольку жидкость нагревается, они становятся менее вязкими и обеспечивают меньшее сопротивление.Он также не может блокироваться так же полно, как механический LSD, из-за того, что жидкость не может обеспечить абсолютное сопротивление в подходящем пространстве.

Недостатком как механических, так и вязких LSD является то, что система не всегда эффективно направляет крутящий момент во время прохождения поворотов на высокой скорости, поскольку она может интерпретировать более быстро движущееся внешнее колесо как потерю сцепления. Затем он передает крутящий момент на внутреннее колесо, создавая избыточную / недостаточную поворачиваемость в момент, противоположный тому, когда это необходимо.

Torsen Дифференциал:

В дифференциале Torsen ( Tor que — Sen sing) используется хитроумная передача, обеспечивающая тот же эффект, что и в дифференциале с ограниченным скольжением, без необходимости использования муфт или гидравлического сопротивления.

Это достигается за счет добавления слоя червячной передачи к традиционной передаче открытого дифференциала. Эти наборы червячных шестерен, действующих на каждую ось, обеспечивают сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента, которое затем достигается за счет того, что червячные шестерни находятся в постоянном зацеплении друг с другом через соединенные прямозубые цилиндрические шестерни.

На первом и втором изображениях показаны три пары червячных шестерен, находящихся в зацеплении с каждой половиной оси — с цилиндрическими шестернями на конце каждого червяка, соединяющими пары.Именно это соединение передает крутящий момент от одного колеса к другому, когда одна ось начинает вращаться быстрее, чем другая. В то время как первое и второе изображения имеют оригинальный дизайн торсена, третье изображение представляет собой вторую версию дифференциала торсена. В новой конструкции червячные шестерни переставлены на одну линию с осями, но при этом выполняют то же механическое действие. Каждая червячная передача все еще находится в контакте со своей парой, и только одна сторона оси с промежутками в шестерне удаляет зацепление с другой стороны.

Постоянное зацепление между двумя сторонами дифференциала имеет дополнительное преимущество, заключающееся в немедленной передаче крутящего момента, что делает его чрезвычайно чувствительным к изменяющимся дорожным и дорожным условиям.

В то время как открытый дифференциал всегда должен распределять крутящий момент 50/50 между каждым колесом, дифференциал Torsen способен направлять больший процент крутящего момента через одно колесо в зависимости от передаточных чисел шестерен. Этот снимает ограничение мощности, которое испытывают открытые дифференциалы , потому что величина доступного крутящего момента не ограничивается величиной тяги в любом колесе.

Кроме того, зубчатая передача также может быть обработана таким образом, чтобы придавать другое соотношение сопротивления при ускорении и замедлении, как это делает полутораходовой дифференциал повышенного трения.

Все это достигается механически без использования электроники или каких-либо скоропортящихся деталей, приносимых в жертву трению, и в целом дифференциал Torsen является превосходной механической системой , которая сочетает в себе основные преимущества всех перечисленных ранее типов дифференциалов.

Прочтите наш блог о трансмиссиях с двойным сцеплением и принципах их работы

Активный дифференциал:

Очень похоже на дифференциал повышенного трения, в активном дифференциале по-прежнему используются механизмы, обеспечивающие сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента с одной стороны на другую, но вместо того, чтобы полагаться на чисто механическую силу, эти муфты могут активироваться электронным способом.

Активный дифференциал может использовать электронику для искусственного изменения механических сил, которые система испытывает при изменении условий движения.Это делает их управляемыми и, следовательно, программируемыми, а с помощью ряда датчиков на транспортном средстве компьютер может автоматически определять, на какие ведущие колеса и когда направить мощность.

Это радикально улучшает характеристики, особенно на несовершенном дорожном покрытии, и особенно предпочитают раллийные водители, чьи автомобили выдерживают быстро меняющиеся условия движения и нуждаются в системе, которая может не отставать от их непрерывных настроек транспортного средства.

Дифференциал с вектором крутящего момента:

TVD продвигает эту усовершенствованную с помощью электроники систему еще дальше, используя ее для управления углом или вектором транспортного средства в поворотах и ​​выходе из них, побуждая определенные колеса получать больший крутящий момент в ключевые моменты, что улучшает характеристики прохождения поворотов.

Активируя сцепление, противоположное тому, что обычно включает LSD с чисто механическим приводом, вы можете использовать этот эффект для помощи в управлении, а также снизить мощность, преодолевая недостатки системы LSD.

При входе в поворот, многоходовой LSD оказывает сопротивление обоим колесам, чтобы хотя бы частично заблокировать ось и стабилизировать ее при торможении, которое затем высвобождается, когда скорость колеса падает и автомобиль поворачивает, позволяя колесам вращаться. на разных скоростях.

Однако, вместо того, чтобы ослабить сопротивление на обоих колесах, TVD продолжает активировать сцепление только на внешнем колесе, увеличивая сопротивление, испытываемое этим колесом, и заставляя систему передавать через него больший крутящий момент. Этот дисбаланс внешней силы способствует более резкому повороту автомобиля в повороте и снижению недостаточной поворачиваемости.

Продолжая применять это сопротивление через поворот, когда транспортное средство проходит вершину и начинает ускоряться, оно будет продолжать игнорировать нормальный многосторонний LSD, который снова будет интерпретировать более быстрое движение внешнего колеса как пробуксовку и отвлекать крутящий момент во время ускорения до внутреннее колесо, которое воспринимается как лучшее сцепление.

Поскольку TVD оказывает большее сопротивление сцеплению внешних колес, он обманом заставляет систему отводить через него больше крутящего момента — увеличивая мощность, которую можно приложить , и уменьшая недостаточную поворачиваемость, возникающую при ускорении на выходе из поворота.

Желтая стрелка указывает на передачу крутящего момента, происходящую через угол, создаваемую искусственным сопротивлением, оказываемым TVD на внешнее колесо. Это позволяет добиться большего ускорения на выходе из поворота, в то же время повышая поворачиваемость автомобиля.

Дифференциал с вектором крутящего момента способен передавать 100% доступного крутящего момента через одно колесо, когда это необходимо в самых экстремальных обстоятельствах.

Обратной стороной этой системы является то, что она очень сложна и очень дорога, и обычно используется только для гонок / треков из-за ее потенциала для прохождения поворотов на высокой скорости.

У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, и хотя более сложные системы, как правило, лучше, их стоимость намного превышает стоимость более простых систем.

Как и в случае с любым другим автомобилем, польза, которую вы получите от каждой системы, зависит от того, что именно вы будете делать со своим автомобилем и на что вам нужен ваш дифференциал. У вас не будет особой нужды в дифференциале векторизации крутящего момента при посещении местного супермаркета, если только вы не воображаете себя в следующем WRC и не можете позволить себе штраф — но вам может понадобиться дифференциал блокировки, если вы живете в сельской местности. лучше доступен для внедорожника.

Щелкните здесь для визуального просмотра различных типов дифференциала.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Как выбрать правильное передаточное число заднего моста / дифференциала

При выборе передаточного числа заднего моста (комплект кольца и шестерни) необходимо учитывать ряд факторов. Диаметр шин, выбор трансмиссии (с повышающей передачей или без) и желаемая крейсерская скорость по шоссе.

Диаметр шины — это первое, что нужно учитывать, потому что стиль и доступное пространство в проеме колеса определяют размер комбинации шины / колеса, которая будет выбрана для автомобиля. Выбор трансмиссии с прямым приводом (1 к 1) или повышающей (обычно 30%) передачей будет определять число оборотов карданного вала на крейсерской скорости. Крейсерская скорость 60-65 миль / ч считается хорошей целевой скоростью.

Обороты двигателя на крейсерской скорости должны поддерживаться в диапазоне от 1800 до 2100 об / мин. Более низкие обороты на крейсерской скорости вызывают вибрацию, которую часто принимают за дисбаланс карданного вала.Эта вибрация фактически вызвана в типичном двигателе V8 ускорением поршня при движении вниз, которое компенсируется только другими цилиндрами, выполняющими то же самое в быстрой последовательности. Это происходит только тогда, когда частота вращения двигателя превышает 1800 об / мин. Эта вибрация незаметна, когда двигатель работает на холостом ходу или разгоняется через шестерни, но часто ошибочно воспринимается как несбалансированный приводной вал в противофазе.

Правильное передаточное число задней передачи может быть выбрано с помощью следующих простых формул при использовании трансмиссии с прямым приводом (1: 1) или повышающей передачи (обычно 30%).

ФИГУРНЫЙ ДИАМЕТР ШИНЫ (Высота)
ФОРМУЛА: Размер шины / 25,4 x Соотношение сторон x 2 + Диаметр колеса = Диаметр шины в дюймах (Высота)
ПРИМЕР (285x70R15): 285 / 25,4 = 11,22 x 0,70 = 7,8540 x 2 = 15.70 + 15 = 30.70

ИЗОБРАЖЕНИЕ ОКРУЖНОСТИ ШИНЫ
ФОРМУЛА: Pi (3,14159) x диаметр шины = окружность в дюймах. / 12 = Окружность шины в ногах
ФОРМУЛА: Число футов в миле / Окружность шины в ногах = Число оборотов шин на милю
ПРИМЕР (285x70R15): 96.446813/12 = 8,0372344
ПРИМЕР (285x70R15): 5280 футов / 8,0372344 = 656,94239

Ниже приведена более простая формула, используемая для расчета оборотов шины на милю с приемлемым отклонением от более точной формулы, использующей окружность шины для расчета оборотов шины на милю.

ФИГУРНОЕ ОБОРОТОВ ШИНЫ НА МИЛЬ
ФОРМУЛА: 20168 / Диаметр шины = Обороты шин на милю
ПРИМЕР (285x70R15): 20168 / 30.70 = 656.93811

ФИГУРНОЕ ПЕРЕДАЧИ ЗАДНЕЙ ШЕСТЕРНИ (кольцо и шестерня на круизном двигателе)
Число оборотов на милю = передаточное число задней части
ПРИМЕР без повышающей передачи: 1800 об / мин / 656.93811 = 2,73: 1
ПРИМЕР без повышающей передачи: 2000 об / мин / 656,93811 = 3,04: 1

ПРИМЕР с повышающей передачей (30%): 1800 об / мин / 656,93811 = 2,73: 1 x 130 = 3,54: 1
ПРИМЕР с повышающей передачей (30%) : 2000 об / мин / 656,93811 = 3,04: 1 x 130 = 3,95: 1

Калькулятор передаточного числа заднего моста / дифференциала

Введите максимально потенциально безопасное число оборотов двигателя. Введите размер диаметра шины и целевую скорость автомобиля в милях в час. Нажмите «Рассчитать передаточное число». Значение будет возвращено в расчетном передаточном числе дифференциала на основе введенных значений…

Выбор дифференциала с ограниченным скольжением

Это хорошие солнечные выходные, и вы решили, что вы и ваша машина собираетесь провести воскресенье днем ​​на трассе.Вы убедились, что ваша машина готова, и поехали. Вы вышли на трассу и легко прошли через технологии. Наконец, они зовут вас на переулок, и теперь ваша очередь произвести впечатление на толпу своим автомобилем. Но во время вашего предсоревновательного выгорания все вдоль забора указывают на вашу машину и смеются, потому что только одно колесо выпускает непристойное количество дыма. Вам, друг мой, нужен дифференциал повышенного трения.

Но, прежде чем вы действительно сможете понять, почему дифференциал повышенного трения или блокировка важен для вашего автомобиля с высокими характеристиками, нам нужно вкратце поговорить о том, почему вашему автомобилю для начала нужен дифференциал любого типа.

По сути, дифференциал — это устройство, которое компенсирует возникшие различия в скорости вращения колес. Эта разница в скорости вращения колес естественным образом возникает в ситуациях, например, когда автомобиль заворачивает за угол или одна шина теряет сцепление с дорогой.

Внутренние и внешние колеса автомобиля поворачиваются на разном радиусе при прохождении поворотов, поэтому шины должны вращаться с разной скоростью

Как они работают

Когда вы заходите на автомобиле в угол, в дифференциале возникает определенное напряжение.Это происходит потому, что внешнее колесо должно вращаться быстрее, чем внутреннее колесо. Причина этого в том, что оно (внешнее колесо) должно пройти по более длинной дуге. Без открытого дифференциала или дифференциала с ограниченным проскальзыванием это натяжение в конечном итоге снимется либо из-за того, что внешнее колесо прыгает по поверхности, либо, что еще хуже, из-за поломки — будь то что-то в задней части или ведущий вал. Эта ситуация явно не из лучших, поэтому мы углубляемся в понимание различий.

Поскольку дифференциалы работают, обеспечивая переменное распределение энергии движения между противоположными колесами оси, рассмотрим ситуацию, когда одна из шин вашего автомобиля находится на поверхности с хорошим сцеплением (асфальт), а другая шина — на скользкой / рыхлой. поверхность (гравий).

Eaton когда-то производил заводские блоки Posi для автомобилей GM. У них есть диски сцепления для соединения ведущих мостов.

Когда это происходит, стандартный (открытый) дифференциал передает большую часть мощности на шину с наименьшим сопротивлением. Другими словами, ваша машина не движется.

Заводские «открытые» дифференциалы просто открытые. Их внутренняя конструкция лишена какого-либо механизма, удерживающего это переменное распределение мощности, и колесо с наименьшим сопротивлением может вращаться — хотите вы этого или нет.Чтобы преодолеть эту проблему открытого дифференциала, были введены дифференциалы ограниченного трения. Существует множество дифференциалов повышенного трения, подходящих для задней части вашего автомобиля, будь то блок с 10 или 12 болтами, вам просто нужно решить, какой стиль лучше всего подходит для вашей ситуации.

Тип конуса

Ремонтируемый: Нет. Дифференциалы конического типа имеют поверхность трения, встроенную в поверхности конуса. Они работают, прижимаясь к корпусу. Они должны содержать гипоидную масляную присадку.

Когда дело доходит до классических автомобилей, существует три основных типа дифференциалов повышенного трения: с муфтой сцепления, конусного типа и последней конструкции — с зубчатой ​​передачей. Все они очень хорошо распределяют мощность двигателя на оба задних колеса вашего автомобиля, но если вы сломаете их, каждое из них может лучше подходить для разных задач. Хотя при покупке дифференциала повышенного трения следует учитывать множество факторов, задачу можно упростить, проведя небольшое исследование.

Пытаясь помочь вам в этом исследовании, с помощью сотрудников Eaton мы составили следующее в виде небольшого базового изложения различных типов доступных дифференциалов повышенного трения, чтобы вы могли решить, какое устройство лучше всего подходит для ты.

Дифференциал повышенного трения с муфтой сцепления

Дифференциал повышенного трения с муфтой сцепления, вероятно, является наиболее распространенной версией дифференциала повышенного трения. Многие маслкары устанавливали на заводе, так что это делает их отличным выбором для серийной сборки.

Дифференциал повышенного трения с муфтой сцепления имеет те же компоненты, что и открытый дифференциал, но в него добавлены пакет пружин и набор муфт. Многие дифференциалы сцепления также подлежат ремонту.

Дифференциалы повышенного трения с муфтой сцепления имеют подпружиненные блоки сцепления. Эти сцепления изнашиваются, хотя на это требуется время.

Как они работают, пружинный пакет толкает боковые шестерни, которые, в свою очередь, нажимают на муфты, заключенные в водило. Находясь под давлением, боковые шестерни вращаются вместе с водилом, когда оба колеса движутся с одинаковой скоростью. В этой ситуации муфты не нужны.

Тип шестерни

Ремонтируемый: Нет. В дифференциалах повышенного трения с редуктором используются червячные или прямозубые шестерни для распределения и дифференцирования входной мощности между двумя ведущими колесами.Не требуется гипоидного масла

Давление, прилагаемое муфтами, синхронизирует обе оси. Однако муфты необходимы, когда что-то происходит, когда одно колесо должно вращаться быстрее, чем другое, как при повороте.

Когда это происходит, давление, создаваемое муфтами, и сопротивление, вызываемое фрикционным материалом муфты, борются за синхронизацию колес, игнорируя необходимость разницы в скорости вращения.

В основном сопротивление, создаваемое сцеплениями, заставляет оба колеса вращаться с одинаковой скоростью.Это означает, что для того, чтобы одно колесо (внешнее) вращалось быстрее, чем другое, это колесо должно преодолевать сцепления, что оно и делает, и это позволяет внешнему колесу вращаться быстрее. Давление, прикладываемое к сцеплениям, регулируется жесткостью пружин, и эти пружины можно менять. Их изменение позволяет применять к системе сцепления различное давление в соответствии с определенными привычками вождения.

Покомпонентное изображение дифференциала повышенного трения Auburn показывает шестерни / конусы, которые входят в коническое гнездо внутри корпуса.

Конусный дифференциал повышенного трения

Дифференциал конического типа использует трение, создаваемое не дисками сцепления, а двумя осевыми шестернями конической формы, имеющими поверхность трения для зацепления обоих колес и улучшения тяги. В этом типе задней части поверхность трения конуса непосредственно контактирует с корпусом-держателем и обеспечивает трение, необходимое для работы устройства.

Конусы изготовлены из металлического порошка, и металлургические отношения между этими двумя частями (конусом и корпусом) очень важны, чтобы они не истирались при взаимодействии.Конусы в этом дифференциале соединены шлицами с полуосями, и оси вращаются вместе с корпусом дифференциала.

Между правой и левой шестернями расположены винтовые пружины, которые толкают муфты в корпус дифференциала, тем самым располагая поверхность трения напротив обработанной поверхности дифференциала.

Когда происходит быстрое ускорение — или когда одно колесо теряет сцепление с дорогой, крестовина / ведущая шестерня дифференциала, приводящая в движение конусы, толкает конические шестерни наружу.Это действие увеличивает трение между поверхностями конусов и картером дифференциала, уменьшая пробуксовку колес. Основным недостатком дифференциала конического типа является то, что его нелегко восстановить. Есть магазины, в которых действует программа обмена, но, в зависимости от вашей ситуации и местоположения, это может оказаться непрактичным вариантом.

Truetrac

Eaton работает как стандартный или открытый дифференциал в нормальных условиях движения. Когда одно колесо теряет сцепление с дорогой, шестерни включаются и передают крутящий момент на колесо с тягой.

Редукторный дифференциал повышенного трения

В последние годы был представлен третий тип дифференциала повышенного трения. Truetrac. Это ограниченное скольжение с шестеренчатым приводом, которое набирает популярность. Этот дифференциал с косозубой шестерней отличается от типичного дифференциала повышенного трения тем, что в нем не используются муфты или конусы с фрикционным покрытием. Он работает с тремя парами косозубых шестерен, которые вращаются вокруг боковых шестерен, которые соединены с осью через шлицы.На каждую ось приходится по три таких косозубых шестерни, и устройство работает так же, как традиционный дифференциал повышенного трения, автоматически передавая имеющийся крутящий момент на колесо с наибольшим тяговым усилием. Но вместо того, чтобы создавать смещение крутящего момента фрикционной поверхностью муфты или конуса, это происходит, когда косозубые ведущие шестерни вдавливаются в боковые шестерни. Чем больше смещение крутящего момента, тем сильнее заклинивание, что улучшает сцепление с дорогой.

Дифференциал с шестеренчатым приводом может передавать крутящий момент на обе шины, но на поворотах смещает большую часть крутящего момента на внешнюю шину.Этот дифференциал практически неразрушим, а износ практически отсутствует.

Эти дифференциалы — хотя физически отличаются от дифференциала сцепления или конического дифференциала, но предназначены для непосредственной замены существующего открытого дифференциала или другого дифференциала повышенного трения. Как и дифференциал конического типа, эти агрегаты с зубчатым приводом не подлежат ремонту.

Тип сцепления

Перестраиваемый: Да. Встречается в большинстве автомобилей GM с дифференциалом повышенного трения. Вы можете модернизировать их, установив более тяжелые пружины.Необходимо запустить гипоидную присадку с маслом.

Большой Нет №

Мы знаем, что это случается, и вы, вероятно, даже знаете кого-то, кто это делает, но хотя вы или ваш приятель можете подумать, что катушка является идеальным дифференциалом для уличного использования, это не только не рекомендуется, но и может быть совершенно небезопасным. Когда вы едете по прямой, особых проблем нет, так как оба колеса работают вместе. Но бросьте туда угол и держитесь. Помните, в начале статьи мы объясняли, что делает дифференциал? Когда обе шины заблокированы вместе, обе оси имеют , ​​чтобы вращаться с одинаковой скоростью.Когда что-то хочет вращаться — независимо от числа оборотов — а не может, обязательно произойдет поломка. При использовании катушки эта поломка обычно связана с осью.

Нет неправильного выбора

Перед тем, как выбрать дифференциал, вам необходимо оценить предполагаемое использование вашей езды. Ваш бакалейщик может выжить с открытым дифференциалом, но если планируются периодические поездки на тормозную полосу, следует подумать об установке сцепления или блока измерения крутящего момента. Надеюсь, информация, которую мы вам предоставили, поможет вам принять обоснованное решение о различных доступных дифференциалах, так что вы не будете «тем парнем» на стартовой линии, извергающим дым из одной шины.

Объяснение каждого типа автомобильного дифференциала — Характеристика — Автомобиль и водитель

Роберт Кериан

Из октябрьского номера 2015 г.

Открытый дифференциал

Что он делает
Разделяет крутящий момент двигателя на два выхода, каждый из которых может вращаться с разной скоростью.

Недостатки
Когда одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также испытывает снижение крутящего момента.В худшем случае ваша машина застрянет, и одно колесо будет свободно вращаться, а шина с лучшим сцеплением не сможет обеспечить достаточный крутящий момент для трогания с места. Современные противобуксовочные системы компенсируют проскальзывание колеса тормозом (и, следовательно, противодействующим крутящим моментом). Тем не менее, более сложный дифференциал обычно действует быстрее и эффективнее, чем этот тип.

Найдено в
Все, что не претендует на характеристики или внедорожные качества — семейные седаны, кроссоверы, минивэны, автомобили эконом-класса и т. Д.

Блокировка дифференциала

Что он делает
Когда дифференциал заблокирован, подключенные колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью. На песке, грязи и снегу заблокированный дифференциал гарантирует, что крутящий момент продолжает поступать на колесо с более высоким сцеплением.

Недостатки
В незаблокированном состоянии ведет себя как открытый дифференциал. Блокировка дифференциала на поверхности с высоким сцеплением, например на сухом асфальте, затрудняет поворот автомобиля и может привести к взрыву трансмиссии.

найдено в
Jeep Wrangler, Mercedes-Benz G-class, Ram 2500 Power Wagon; опция на большинстве полноразмерных грузовиков.

Дифференциал повышенного трения

Что он делает
Дифференциал повышенного трения сочетает в себе концепции открытого и заблокированного дифференциалов, большую часть времени работает как открытый дифференциал, а затем автоматически начинает блокироваться при возникновении пробуксовки. Блокировка может быть достигнута с помощью вязкой жидкости, пакета сцепления или сложной зубчатой ​​передачи.

Недостатки
Механические дифференциалы повышенного трения являются реактивными.То есть они не начинают блокироваться до тех пор, пока не произойдет проскальзывание колес.

Найдено в
Nissan 370Z со Спорт-пакетом (вязкостный), Mazda MX-5 Miata (типа сцепления), Scion FR-S / Subaru BRZ (косозубые шестерни).



    Дифференциал повышенного трения с электронным управлением

    Что он делает
    Блок сцепления с электронным управлением предлагает реостатное управление между режимами открытого и полностью заблокированного состояния с регулировками, производимыми сотни раз в секунду.Например, если компьютер определяет слишком большую избыточную поворачиваемость во время поворота, он может увеличить блокировку, чтобы стабилизировать автомобиль.

    Недостатки
    Как и в случае обычного дифференциала повышенного трения, крутящий момент смещен в сторону более медленного колеса.

    Найдено в
    BMW M3 и M4, Cadillac ATS-V и CTS-V, Chevrolet Corvette с пакетом Z51, Ferrari 488GTB.

    Дифференциал с вектором крутящего момента

    Что это делает
    Используя дополнительные зубчатые передачи для разгона полуосей, дифференциалы с векторизацией крутящего момента точно регулируют крутящий момент, передаваемый на каждое ведущее колесо.Это создает момент рыскания, который может замедлить или ускорить поворот автомобиля в повороте. Все еще не понимаете? Прочтите эту проклятую историю.

    Недостатки
    Дифференциалы с вектором крутящего момента тяжелые, сложные и дорогие, а также имеют небольшой недостаток в экономии топлива.

    Найдено в
    Audi S4, S5 и S6; BMW X5 M и X6 M; Лексус RC F.

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    Выбор дифференциалов вторичного рынка для повышения производительности

    В настоящее время существует множество различных типов дифференциалов и технологий вторичного рынка и оригинального оборудования, из которых можно выбирать. В чем отличия и преимущества одной технологии перед другой? При таком большом количестве вариантов бывает сложно решить, какой из них вам нужен или нужен.


    Этот технический совет взят из полной книги, ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ, МОСТОВ И ПРИВОДОВ.Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:
    УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

    ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ: Вы можете свободно делиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/selecting дифференциалы послепродажного обслуживания для улучшения характеристик /


    В конечном итоге вы должны определить уровень производительности и предназначение вашего автомобиля.Часто ваш выбор ограничен в зависимости от вашего приложения. В наиболее популярных приложениях есть множество продуктов на выбор, включая четыре основных типа дифференциала: ограниченное скольжение, открытое, золотниковое и запирающееся.

    Дифференциалы повышенного трения имеют множество подмножеств, и в этом разделе рассматриваются эти типы. Кроме того, я рассмотрю различия между пассивным и активным, а также измерением скорости и измерением крутящего момента. По возможности я группирую технологии и перечисляю некоторые из общих названий.Когда это невозможно, я просто покрываю сам конкретный блок.

    Один компонент узла заднего моста имеет один вход от карданного вала и два выхода для задних колес. Устройство, разделяющее один вход на два выхода, называется дифференциалом. Конический межосевой дифференциал равномерно распределяет крутящий момент между полуосями. Это известно как дифференциал 50/50, потому что он уравновешивает крутящий момент одинаково с каждой стороны, предполагая, что есть равные поверхностные коэффициенты для передачи крутящего момента на дорогу.Это разделение крутящего момента основано на особой геометрии боковых шестерен. Поскольку размер или количество зубьев каждой боковой шестерни одинаковы, крутящий момент распределяется ровно 50/50.

    На этой схеме показан путь крутящего момента через открытый дифференциал от фланца коронной шестерни через штифт дифференциала к боковым шестерням. (Трансмиссия GKN)

    Дифференциал также необходим для учета разницы скоростей, возникающей при обычных ежедневных маневрах на поворотах. Когда вы делаете поворот, внутреннее заднее колесо движется по меньшему пути, чем внешнее колесо, и дифференциал должен компенсировать разницу в пути, пройденном колесами.

    Нам также необходимо иметь в виду, что соотношение геометрии боковой шестерни математически определяет разделение крутящего момента открытого дифференциала. Поскольку количество зубьев и, следовательно, делительный диаметр боковых шестерен одинаковы, мы получаем правильную геометрию, обеспечивающую равное разделение крутящего момента. На каждом выходе крутящий момент должен быть одинаковым. Если одно колесо находится на снегу, у него очень низкий крутящий момент, но тогда и другое колесо будет иметь такое же низкое значение крутящего момента. В этом довольно экстремальном состоянии открытый дифференциал ограничивает тягу и больше не передает крутящий момент на хорошее ведущее колесо.Следующее уравнение представляет это:

    T всего = мин. {T слева T справа } x 2

    Общий передаваемый крутящий момент равен крутящему моменту меньшего колеса, умноженному на два. Если крутящий момент практически равен нулю, дважды ноль — это просто больше нуля. Это отрицательная сторона открытого дифференциала. Этот недостаток также может быть очевиден в случае ускорения автомобиля с большой мощностью, когда одна шина нагружена сильнее, чем другая, или даже при ускорении вне поворота, когда внутреннее колесо разгружено.Это также может произойти из-за реакции крутящего момента от оси балки. Как было показано в главе 1, ось балки стремится поднять правое колесо, тем самым уменьшая тяговое усилие, прилагаемое к поверхности гусеницы.

    Также соотношение скоростей для открытого дифференциала:

    2 x ω разн. = ω слева + ω справа

    При нормальном движении по прямой скорость дифференциала такая же, как у левого и правого колеса. Следовательно, шестерни внутреннего дифференциала движутся не относительно друг друга, а вращаются как единый узел.Хотя это немного сложно представить, шестерни внутри дифференциала не вращаются относительно корпуса дифференциала в нормальных условиях движения. Вот почему шестерни являются коническими, в отличие от спиральных шестерен, таких как гипоидный набор с кольцом и шестерней. Прямые конические шестерни обычно издают шум, поскольку шестерни перекатываются относительно друг друга, но это происходит только во время поворотов и вышеупомянутых экстремальных условиях тяги. Большинство водителей не могут различить шум дифференциальной передачи, поскольку в автомобиле всегда присутствует другой шум.(как описано в главе 4.)

    На этой диаграмме показаны общие рабочие характеристики открытого дифференциала. Крутящий момент левого колеса находится на вертикальной оси, а крутящий момент правого колеса — по горизонтальной оси. Наклон линии составляет 45 градусов, что означает разделение крутящего момента 50/50. Отрицательные значения в нижнем левом углу отражают то, что происходит во время замедления и торможения.

    Помните, что из любых двух зацепленных шестерен меньшая всегда называется шестерней.Некоторые люди называют шестерни звездообразными шестернями, потому что они бегают вокруг боковых шестерен, как пауки по паутине, во время различий, таких как повороты.

    Большинство дифференциалов имеют два пин-иона, которые входят в зацепление с боковыми шестернями. Чтобы увеличить допустимую нагрузку по крутящему моменту, в некоторых дифференциалах используются три или четыре шестерни, входящие в зацепление с двумя боковыми шестернями. Единственный трехшестеренный дифференциал, о котором я знаю, от 10,5-дюймовой оси Ford, используемой на однотонных грузовиках. Большинство дифференциалов, которым требуется дополнительная способность выдерживать крутящий момент в небольшом корпусе, используют дифференциал с четырьмя шестернями.

    Последний важный момент, о котором следует упомянуть, заключается в том, что в нормальных условиях движения открытого дифференциала более чем достаточно. Недостатки становятся очевидными только тогда, когда у нас есть избыточный крутящий момент, который мы пытаемся передать или нагрузка на колеса неравномерна. Для устранения этих недостатков были изобретены дифференциалы повышенного трения.

    Дифференциал повышенного трения

    На основе ограничения тяги из-за превышения крутящего момента были разработаны дифференциалы повышенного трения и блокировки дифференциалов.Доступно множество различных типов, и каждый вариант пытается быть лучшим из обоих миров, действуя как открытый дифференциал при поворотах, но приближаясь к полной блокировке во время чрезмерной разницы скоростей между колесами, например, в условиях низкой тяги.

    Есть два возможных способа передачи крутящего момента через дифференциал повышенного трения. Первый путь такой же, как у открытого дифференциала: от фланца коронной шестерни к штифту дифференциала к шестерням, а затем к боковым шестерням.Второй путь — это когда боковые шестерни сами по себе не могут противостоять крутящему моменту или чрезмерной скорости через дифференциал. В этой ситуации обычно существует параллельный путь через муфту, помогающую дифференциалам.

    Общий путь прохождения мощности через боковые шестерни показан на этой схеме фиолетовым цветом. Вторичный параллельный путь через муфту показан синим цветом. (Трансмиссия GKN)

    На этой диаграмме сравниваются характеристики открытого дифференциала (голубой) с дифференциалом повышенного трения с коэффициентом смещения крутящего момента 2.5: 1. Характеристики кривой могут быть более агрессивными в зависимости от того, находится ли дифференциал в режиме движения или выбеге.

    Эти устройства повышенного трения характеризуются своими рабочими характеристиками при наличии разницы в скорости или крутящем моменте между двумя полуосями, а затем и между дифференциалом. В противном случае они обычно ведут себя так же, как открытые дифференциалы, когда между ними нет разницы в скорости или крутящем моменте.

    Дифференциал повышенного трения пытается уравновесить эту разницу, принимая скорость от более быстрого колеса и отправляя ее на более медленное колесо.Например, одно колесо движется со скоростью 20 миль в час, а другое — 2 мили в час. Ограниченное скольжение пытается уравнять скорость до 11 миль в час на колесо. Механизм, выполняющий этот процесс выравнивания скорости, и есть то, что отделяет один дифференциал повышенного трения от другого. Во время этих событий разницы скоростей я люблю описывать характеристики дифференциала термином «отношение смещения крутящего момента» (TBR). Коэффициент смещения крутящего момента — это просто более высокий крутящий момент колеса, деленный на меньший крутящий момент колеса. Его также можно рассматривать как множитель крутящего момента дифференциала.

    TBR = бедро ÷ нижняя часть

    Колесо с низким крутящим моментом обычно разгружено (или на скользкой поверхности, такой как снег или лед), в то время как колесо с более высоким крутящим моментом имеет большую нагрузку или лучшее сцепление с дорогой. Типичные значения TBR находятся в диапазоне от 1,1 до 4,0: 1 для большинства дифференциалов (см. «Золотники и мини-золотники» и «Локеры» ниже).

    Теоретически чистый открытый дифференциал имеет TBR ровно 1,0: 1. На самом деле существует некоторое внутреннее трение в шестернях дифференциала, скользящих относительно друг друга (шестерни к штифту дифференциала), и поэтому даже открытый дифференциал обеспечивает передаточное отношение не менее 1.1: 1. В зависимости от конструкции боковой шестерни и шестерни, TBR открытого дифференциала может достигать 1,3: 1 или около того. Коэффициент смещения крутящего момента является хорошей мерой того, насколько эффективен дифференциал для улучшения общего тягового усилия транспортного средства.

    Пассивный и активный

    Большинство описанных здесь дифференциалов относятся к категории пассивных дифференциалов. Это означает, что устройство чисто механическое и не имеет электронного управления или обратной связи. Дифференциал в этом случае просто реагирует на заранее определенное триггерное событие, такое как чрезмерное проскальзывание колеса, и включается, чтобы попытаться ограничить проскальзывание колеса в той степени, в которой это возможно устройством.Пассивные устройства хорошо работают в условиях плохого сцепления с дорогой.

    И наоборот, активный дифференциал имеет электронное управление и может активироваться независимо от скорости вращения колеса или крутящего момента. Эти устройства могут быть упреждающими и включаться до того, как произойдет чрезмерное скольжение колеса. Обычно они устанавливаются на современные автомобили высокого класса и предлагают дополнительные преимущества по сравнению с пассивными устройствами.

    Здесь открытый дифференциал сравнивается с предварительно нагруженным дифференциалом. Пружина, оказывающая давление на пакет сцепления, обеспечивает предварительную нагрузку.Обратите внимание, что кривая производительности имеет тот же наклон, что и открытая. Однако это компенсируется величиной предварительного натяга, установленного в системе сцепление-пакет и пружина.

    Кривая рабочих характеристик открытого дифференциала снова показана голубым цветом. Дифференциал с примерным коэффициентом смещения крутящего момента 2,5: 1 выделен красным цветом, а дифференциал с коэффициентом смещения крутящего момента с предварительной нагрузкой — светло-зеленым.

    Основным преимуществом является возможность контролировать динамику автомобиля и повышать устойчивость по рысканью.Рыскание — это термин, используемый для описания вращения транспортного средства вокруг его вертикальной оси. Некоторые предпочитают называть это ловлей рыбы хвостом, толканием или вспашкой. Эти устройства также могут интегрироваться с антиблокировочной тормозной системой и системами контроля устойчивости транспортного средства. (Подробнее об активных устройствах далее в этой главе.)

    Измерение крутящего момента в сравнении с измерением скорости

    Термины «определение крутящего момента» и «определение скорости» относятся к запускающему событию, на которое реагирует дифференциальное устройство. Если есть разница крутящего момента между колесами и, следовательно, дифференциалом, чувствительный к крутящему моменту дифференциал будет смещать крутящий момент на колесо с высоким крутящим моментом.Это может быть достигнуто за счет сцепления или даже механического трения.

    В отличие от этого, дифференциал, определяющий скорость, реагирует на разницу скоростей на дифференциальном устройстве и пытается сбалансировать скорость на двух колесах.

    Дифференциал с предварительным натягом

    Последний фрагмент этой головоломки — идея предварительного натяга дифференциала. В главе 4 я обсуждал, как восстановить типичные дифференциалы повышенного трения с диском сцепления. Для ограниченного проскальзывания начальная предварительная нагрузка или момент отрыва позволяет приложить мощность, когда одно ведущее колесо находится на льду или в воздухе.Предварительный натяг на самом деле представляет собой силу, приложенную к боковым зубчатым колесам, которая обычно создается дисками сцепления и пружиной, которая сопротивляется относительному движению боковых шестерен друг относительно друга.

    Дифференциал действует как заблокированный дифференциал до тех пор, пока не будет преодолен момент предварительного натяга, после чего разрешена разница в скорости. Величина общего предварительного натяга не должна быть слишком высокой, иначе во время маневров на поворотах на малой скорости возникнут наматывание и царапание шин.

    Мы также можем комбинировать эффект смещения крутящего момента и предварительную нагрузку в дифференциале.Одним из способов достижения этого является использование разделяющих нагрузок боковых шестерен для приложения дополнительной силы к блокам сцепления. (Более подробно об этом рассказывается далее в этой главе.)

    Конусный дифференциал повышенного трения

    В дифференциалах повышенного трения

    используется конусообразная фрикционная поверхность на задней части боковой шестерни для обеспечения как предварительной нагрузки, так и смещения крутящего момента. Наиболее распространенным является дифференциал Auburn Gear, который имеет пружины между боковыми шестернями, которые обеспечивают предварительную нагрузку на конические поверхности корпуса дифференциала.Разделение сил от вращения дифференциала во время разницы скоростей приводит к дополнительным нагрузкам на корпус дифференциала для усиления блокирующего действия.

    8) Этот секционный дифференциал конического типа с каштановыми краями ясно показывает коническую форму на задней поверхности боковых шестерен (золото). Это достигается внутренней поверхностью корпуса дифференциала. Предлагаются серии Auburn Pro и High Performance. Основное отличие в том, что серия Pro имеет более высокий коэффициент смещения (около 3.5: 1), чем серия High Performance (2,5: 1). (Оберн Гир)

    Показан реальный секционный дифференциал, так что вы можете видеть коническое кольцо между боковой шестерней и корпусом. (Трансмиссия GKN)

    На этой схеме показана передача крутящего момента через SuperLSD. Коническое кольцо (желтое) находится между боковой шестерней и внутренней стенкой корпуса. В этом устройстве также используются пружины предварительной нагрузки. (Трансмиссия GKN)

    SuperLSD от GKN — еще один дифференциал повышенного трения конического типа, представленный на рынке, но в основном он предназначен для OEM-приложений.Он похож на блок Auburn, но на самом деле имеет дополнительный фрикционный элемент между задней поверхностью боковой шестерни и корпусом дифференциала. Этот дополнительный фрикционный элемент называется коническим кольцом.

    Дифференциал ограниченного трения с плоским диском сцепления

    Традиционные дифференциалы с плоским диском сцепления — это то, что можно найти в большинстве осей OEM. (Типичное применение обсуждалось в главе 4.) Их также называют многодисковыми дифференциалами.В этих конструкциях есть несколько отличий, но давайте сначала рассмотрим общие типы: Dana Trac-Lok, Ford Traction-Lok, GKN TL, Moroso Brute Strength и Eaton Posi. Все они очень похожи по функциям и характеристикам. Давайте поговорим о коэффициенте смещения крутящего момента и предварительной нагрузке этих агрегатов.

    Кривая производительности на графике смещена на величину предварительной нагрузки от разомкнутой опорной линии дифференциала (зеленая). Кроме того, наклон кривой рабочих характеристик изменяется в соответствии с изменением коэффициента смещения крутящего момента.Синие линии обозначены как левый поворот, что означает, что внешнее колесо, в данном случае правое колесо, движется быстрее, чем внутреннее или левое колесо.

    Некоторые незначительные изменения конструкции многодискового дифференциала повышенного трения обеспечивают еще большую передачу крутящего момента во время проскальзывания. Основная особенность заключается в добавлении разъемного корпуса с механизмом наклонной плоскости, который может оказывать большее усилие тяги на сцепление по сравнению с только боковыми шестернями.Эти устройства также могут иметь набор шайб Belleville, которые позволяют настраивать предварительную нагрузку при правильной настройке. Некоторые из доступных единиц — это Dana Powr Lok, Chrysler Sure Grip и GKN Lock O Matic (LOM).

    На этом графике типичных характеристик представлены фактические данные испытаний многодискового дифференциала. Этот дифференциал имел приблизительно 25 фут-фунт крутящего момента перед предварительным натягом, измеренный на валах. Диапазон TBR варьировался от 1,7 до 2,5 во время цикла испытаний.

    Вот и полностью собранный агрегат.Опять же, обратите внимание на традиционные пружины предварительного натяга со спиральной навивкой.

    Это покомпонентное изображение внутренних компонентов дифференциала типичного многодискового дифференциала повышенного трения. В агрегатах Eaton, GM и Dana используются пружины сжатия этого типа; в блоке Ford используется пружина S-образной формы. (Eaton Corporation)

    Вот разрез кулачкового многодискового дифференциала. Плоскости врезаны в штифт дифференциала, а штифт реагирует на карман треугольной формы.Еще одна интересная деталь — это внутренний хромированный корпус, который фактически выдвигается наружу, чтобы задействовать пакет сцепления. (Трансмиссия GKN)

    На типичном G80 LSD небольшая цилиндрическая деталь в окне дифференциала является механизмом противовеса. Собачка зацепления представляет собой большую серповидную деталь над ней и механизмом блокировки регулятора.

    На этой схеме показано приложение сил кулачкового механизма. Вы можете увидеть, как входной крутящий момент используется для разделения кулачкового корпуса.Угол кулачка определяет силу разъединения и силу, приложенную для сжатия пакетов сцепления.

    Eaton Command Traxx, G80 (код опции GM) или gov. lock (сокращение от Governor Lock) — это пассивный дифференциал повышенного трения с определением скорости, который содержит набор противовесов, подобных тем, которые используются в механизме опережения распределителя. Эти противовесы управляются любой разницей скорости в дифференциале. Когда возникает разница скоростей (обычно выше 100 об / мин), грузики продвигаются вперед центробежно и включают собачий механизм, который останавливает грузики.

    Механизм противовеса затем задействует механизм защелки с противовесом, который преодолевает защелки между шестерней дифференциала и кулачком. Фиксаторы кулачковой пластины предназначены для предотвращения непреднамеренного срабатывания устройства. Этот собачий механизм включает систему кулачковой муфты, которая сжимает пакет муфты, чтобы заблокировать дифференциал.

    В центре пальца дифференциала расположен противодействующий блок для передачи осевого усилия кулачкового диска на оба пакета сцепления, расположенные на обеих боковых шестернях.Он включает фрикционный материал на основе углеродного волокна и регулирующий механизм, позволяющий блокировать работу на скоростях ниже 20 миль в час. На скорости выше 20 миль в час устройство работает как традиционный открытый дифференциал. Если есть состояние блокировки (ниже 20 миль в час) и крутящий момент постоянно применяется (то есть состояние полностью открытой дроссельной заслонки), устройство остается заблокированным до тех пор, пока не произойдет реверсирование крутящего момента.

    Полностью активный дифференциал повышенного трения

    Полностью активный дифференциал повышенного трения доступен только в автомобилях класса люкс, таких как Mercedes, Jaguar, Land Rover и Porsche.Технология представляет собой дифференциал повышенного трения с электронным управлением (eLSD). Эти устройства имеют полный контроль крутящего момента через дифференциал. Этот полный контроль позволяет дифференциалу действовать как открывающийся шкафчик, или как что-то среднее между ними. Это позволяет производителю оригинального оборудования фактически управлять крутящим моментом через дифференциал. Дифференциал даже достаточно интеллектуален, чтобы сообщать электронному контроллеру фактический передаваемый крутящий момент.

    Наиболее распространенным устройством этого типа является система электронного управления крутящим моментом (ETM) GKN.У него есть электродвигатель, который приводит в движение рампу шара через зубчатую передачу для приведения в действие пакета сцепления. Набор передач увеличивает крутящий момент электродвигателя, что позволяет использовать двигатель с низким крутящим моментом. Рампа шара преобразует вращательное движение в осевое. Это осевое движение используется для приложения силы для сжатия пакета сцепления и, следовательно, для передачи крутящего момента. Чтобы снизить электрическую нагрузку во время расширенного режима блокировки, в систему моторного привода интегрирован тормоз. Двигатель полностью задействует сцепление, а электрический тормоз удерживает выходную мощность двигателя на месте.

    ECTED Дифференциал

    Дифференциал повышения крутящего момента с электронным управлением (ECTED) Auburn Gear — это дифференциал с электронным управлением, регулирующий крутящий момент. Основная функция начинается с активации электромагнитной катушки. Эта катушка прикреплена к дифференциалу и имеет подшипник, установленный на ее внутреннем диаметре, который поддерживает вращающийся корпус дифференциала. Включение этой электромагнитной катушки прикладывает магнитную тягу к конусной муфте.Конусная муфта из порошкового металла вдавливается в чашечную систему из ковкого чугуна, которая входит в зацепление с наклонным кольцом.

    Наклонное кольцо имеет угол наклона, который умножает усилие катушки. Увеличение силы катушки позволяет использовать катушку меньшего размера и потреблять меньше электрического тока. Далее, имеется устройство аппарели реактивного шара с углом аппарели и серия шариков, которые дополнительно усиливают приложенную силу. Конечный результат — очень большая нагрузка на поверхности сцепления, которые передают крутящий момент.

    На этом ETM eLSD в разрезе вы можете увидеть электродвигатель привода, редуктор и шаровую рампу в верхнем левом углу.Дифференциал и блок сцепления аналогичны традиционным механическим системам, за исключением того, что блок сцепления находится на одной стороне дифференциала. Этот блок сцепления не зависит от разделяющей силы боковой передачи для включения и полностью управляем. (Трансмиссия GKN)

    На этом изображении в разобранном виде муфта находится справа от электромагнитной катушки (голубой цвет). Конусная муфта (серая) находится справа. Он приводит в действие кольцо рампы (желтое) слева от конической муфты, которое затем приводит в действие механизм рампы шарика.В свою очередь, через боковые шестерни и упорный блок на муфту сцепления действует нагрузка. (Оберн Гир)

    Включение и выключение устройства полностью управляемо. В основе устройства лежит технология конического сцепления, которую Auburn Gear поставляет уже довольно давно. Вероятно, это первый на рынке дифференциал повышенного трения с электронным управлением и блоком сцепления. Некоторые могут оспорить обозначение ограниченного скольжения, поскольку это устройство в основном имеет режим включения / выключения.Но поскольку есть пакет муфты, устройство можно включить в любое время, и общий передаваемый крутящий момент регулируется крутящим моментом пакета муфты.

    Открытый дифференциал

    Открытые дифференциалы — безусловно, самый распространенный дифференциал, встречающийся в серийных автомобилях. У них отличные манеры на дороге и отличная производительность, и они хорошо подходят для большинства приложений. Обычно они не оказывают заметного сопротивления разнице в скорости или крутящем моменте в условиях движения.Как упоминалось ранее, TBR составляет от 1,05 до 1,3: 1. Они также являются самыми простыми и, следовательно, наиболее рентабельными для OEM-производителей при оснащении автомобиля с завода.

    Как обсуждалось ранее, у этой простоты есть некоторые компромиссы. Во-первых, открытому дифференциалу мало места в автомобиле, ориентированном на высокие характеристики. Недостаток ограниченного тягового усилия быстро становится очевидным из-за постоянно присутствующего корки одного колеса во время резкого ускорения.

    Одно из основных соображений при использовании открытого корпуса дифференциала заключается в том, что он необходим, если вы хотите установить миниатюрный золотник.

    Катушки и мини-катушки

    Крайняя противоположность открытого дифференциала — это золотник, который по сути представляет собой большой кронштейн для зубчатого венца и вообще не имеет никаких шестерен дифференциала. Некоторые люди даже используют термин «Lincoln Locker», который относится к дням, когда хотродеры брали открытый дифференциал и сваривали дуговой сваркой шестерни друг с другом, а также корпус дифференциала с помощью дуговой сварки марки Lincoln.

    Катушка по форме напоминает катушку с иглой и ниткой, но без боковых или ведущих шестерен.Следовательно, у него нет круглого сечения, необходимого для их размещения. Катушка не имеет средств доступа к зажимам, удерживающим ось типа C. Поскольку для установки этих шайб нет окон доступа, полуоси необходимо удерживать на концах колес.

    Вот сравнение катушки Ultra Lite (слева) и традиционной катушки (справа). Мало того, что маленький слева предназначен для гонок, он был максимально облегчен для дальнейшего снижения веса. Это максимальное снижение веса и передача крутящего момента, возможная для дифференциала.

    Комплект мини-золотника блочного типа заменяет внутренние шестерни открытого дифференциала. Хотя в этом комплекте повторно используются С-образные шайбы заводского типа для фиксации полуосей, это возможно, но не рекомендуется. Вместо этого настоятельно рекомендуются элиминаторы C-образных зажимов. (Оберн Гир)

    Цельная мини-шпуля разработана для раздельных корпусов дифференциала, как в 9-дюймовом Ford. Это заменяет всю внутреннюю передачу открытого дифференциала.(Оберн Гир)

    Благодаря жесткому прижатию колес друг к другу катушка лучше всего подходит для движения по прямой. Это делает катушку фаворитом для специальных транспортных средств и грузовиков повышенной проходимости. Катушка не имеет средств отсоединения и не предназначена для использования в дороге. Жесткое соединение обеспечивает постоянную скорость обоих колес независимо от дорожного покрытия или нагрузки на шины.

    Миниатюрные катушки выполняют те же функции, что и обычные катушки, но реальный подход немного отличается.Основное преимущество мини-шпули — это ваш бюджет. Обычно они на 40 процентов дешевле полной катушки. В комплект с мини-золотником входят новые внутренние детали, заменяющие заводские боковые и ведущие шестерни, что исключает функциональность дифференциала. Как упоминалось выше, вам понадобится открытый корпус дифференциала заводского типа, чтобы снять внутренние детали и заменить их частями мини-золотника. Одним из недостатков мини-золотника является то, что он по-прежнему зависит от прочности заводского корпуса дифференциала и штифта дифференциала.

    Шкафчики

    Локеры и золотники очень похожи в том, что они жестко ограничивают выходы дифференциала, чтобы они двигались с одинаковой скоростью. Следовательно, колеса механически заблокированы друг с другом. Единственное отличие состоит в том, что водитель обычно выбирает включение рундука, в то время как катушка всегда механически заблокирована.

    Запирающийся шкафчик с возможностью выбора — это устройство, которое действует как открытый дифференциал в нормальных условиях движения и когда водитель выбирает заблокированный режим.Он воспроизводит катушку, заставляя оба полуоси вращаться вместе. Это лучшее из обоих миров и очень распространено среди водителей бездорожья.

    Этот блокируемый дифференциал OEM-типа оснащен кулачковой муфтой, которую можно включать и выключать поперек дифференциала. Электромагнитная катушка (внизу справа) электронным образом приводит в действие кулачковую муфту. (Трансмиссия GKN)

    Это покомпонентное изображение четырехшестеренного дифференциала Eaton ELocker. Электромагнитная катушка справа задействует механизм стопорного штифта, когда водитель выбирает режим блокировки.(Eaton Corporation)

    Это эскизы работы механизма кулачковой муфты. Верхний левый показывает кулачковую муфту в разомкнутом положении, которая обеспечивает традиционную работу открытого дифференциала. Нижний левый показывает начальное включение кулачковой муфты. На рисунке справа показано, как угол кулачка на задней стороне собачьей муфты помогает заклинивать и удерживать собачью муфту замкнутой. (Трансмиссия GKN)

    Водитель включает механизм блокировки дифференциала на вторичном рынке ARB Air Locker.Бортовой воздушный компрессор, который должен быть установлен для подачи давления воздуха, необходимого для включения, приводит в действие пневматический поршень.

    В соответствии с ранее обсуждавшимся отношением смещения, поскольку шкафчик может передавать весь крутящий момент на одно колесо, когда он заблокирован, он имеет бесконечное отношение крутящего момента к смещению. Некоторые из них доступны от производителей оригинального оборудования и на вторичном рынке.

    Пассивные квази-шкафчики

    Пассивные квази-блокировки — это дифференциалы повышенного трения, которые обычно не основаны на диске сцепления.Поскольку они не основаны на диске сцепления, временами они могут быть агрессивными при включении и выключении. Некоторые из этих устройств действительно издают щелкающий или дребезжащий звук во время маневров при повороте. Узлы на основе диска сцепления, которые обсуждались ранее, обладают способностью поглощать разницу в скорости и постепенно включаться. В этой категории дифференциалов используются собачьи клатчи с положительным сцеплением. Это положительное включение и последующее отключение могут вызывать неприятные ощущения в автомобиле.

    Даже названия этих устройств помогают понять ожидаемую производительность.Если устройство в виде диска сцепления не соответствует вашим требованиям, то одно из них должно быть.

    Eaton No Spin и Detroit Locker — это в основном одно и то же устройство. Единственное отличие состоит в том, что No Spin заменил заводские внутренние детали дифференциала, а Locker — это полный дифференциал в сборе. Подобно мини-катушкам и катушкам, в этих устройствах не используются традиционные дифференциалы со скосом. Вместо этого они используют более агрессивное, позитивное сцепление с собакой.Более ранние версии этих устройств были настолько агрессивными, что трение шин было определенным поведением во время поворотов. Новые версии ведут себя намного лучше, а некоторые даже называют их мягкими шкафчиками. Они по-прежнему основаны на тех же принципах определения скорости, просто отсутствует модуляция взаимодействия.

    Вот вид Детройтского раздевалки в разобранном виде. Дифференциал с конической зубчатой ​​передачей был заменен на механизм с муфтой сцепления. Эти агрегаты не имеют дисков сцепления для скольжения и, следовательно, обеспечивают 100-процентную передачу крутящего момента.(Eaton Corporation)

    На этом покомпонентном изображении No Spin показано только внутреннее устройство Detroit Locker, которое помещается в корпус дифференциала OEM. (Eaton Corporation)

    Вот только внутренности EZ. Вы должны повторно использовать корпус дифференциала OEM. Вы можете увидеть пружины, которые позволяют устройству отключаться и действовать как хорошо воспитанный открытый дифференциал. (Eaton Corporation)

    Это все части, которые поставляются с типичным EZ Locker.Вы можете видеть профили зубьев и небольшие фаски, чтобы исключить задиры на углах зуба в условиях выбега. (Eaton Corporation)

    Этот полностью собранный блок выглядит так, как если бы он находился внутри корпуса дифференциала. Видно овальное отверстие для штифта дифференциала. Эта овальная форма раздвигает соединители, чтобы заблокировать устройство. (Eaton Corporation)

    В разобранном виде показан безредукторный дифференциал Eaton. Дополнительный блок сцепления на основе трения обычно обеспечивает плавный и надежный эффект блокировки.(Eaton Corporation)

    Eaton EZ Locker аналогичен, но имеет некоторые незначительные изменения. Он по-прежнему сохраняет зацепление кулачковой муфты других узлов, но имеет корпус овальной формы с наклонным углом, который вынуждает соединительные муфты вала наружу для зацепления. В условиях небольшого крутящего момента соединительные муфты кулачковой муфты могут срабатывать друг над другом и имитировать работу открытого дифференциала.

    Richmond Gear Powertrax и Lock Right аналогичны вышеуказанным устройствам. Блокировка справа более агрессивна, и вы можете слышать щелчки во время событий дифференциации.

    Безредукторный шкафчик Eaton Detroit представляет собой комбинацию концепций вышеупомянутых шкафчиков и системы сцепления. Он похож на многодисковые агрегаты рампы и кулачка, но не имеет традиционных конических зубчатых колес. Есть муфты валов, которые входят в зацепление через муфту. Блок сцепления включается с помощью механизма рампы, что делает этот блок одним из наиболее популярных шкафчиков для уличных транспортных средств.

    Винтовая техника

    Есть несколько поставщиков, продающих спиральные устройства аналогичного типа.Среди них Torsen, Quaife, Guest, Keen and Nettlefolds (GKN), American Axle & Manufacturing (AAM) и Eaton / Traction Technology (TracTech). Некоторыми типичными приложениями, устанавливаемыми на заводе, являются автомобили GM F (Camaro / Firebird) и Mazda Miata. Поскольку все эти устройства имеют схожую функцию, они обсуждаются вместе. Их называют устройствами ограниченного трения с косозубой шестерней на основании исследования конструкции. В нормальных условиях движения эти устройства работают как традиционный открытый дифференциал.Хотя это идеальная ситуация для нормальных условий движения по прямой, переменные дорожные покрытия, такие как рыхлый гравий, снег и лед, часто требуют передачи крутящего момента на одно из ведущих колес. В таких дорожных условиях дифференциалы с косозубой шестерней мгновенно реагируют и передают мощность на колесо с максимальным сцеплением, избегая условия пробуксовки колес или мгновенной потери тяги. Это достигается за счет ряда косозубых (червячных) передач вместо традиционных конических шестерен открытого дифференциала.

    Когда крутящий момент прилагается к червячным зубчатым колесам, боковые шестерни толкают в осевом направлении, а ведущие шестерни толкаются в радиальном и осевом направлении в свои направляющие отверстия в корпусе дифференциала. Величина осевых сил регулируется посредством регулировки угла винтовой линии (осевое усилие бокового зубчатого колеса) и угла давления (радиальное усилие планетарного зубчатого колеса).

    Косозубые шестерни можно рассматривать как планетарные шестерни, вращающиеся вокруг боковых шестерен в дифференциале этого типа. Между шестернями и корпусом возникает трение, что создает сопротивление дифференциации; степень сопротивления пропорциональна входному крутящему моменту.Это легкое сопротивление трения затем умножается на соотношение червячных шестерен и боковых шестерен. Разница скоростей не требуется для передачи крутящего момента. Дифференциалы, определяющие крутящий момент, остаются «заблокированными» до тех пор, пока дисбаланс крутящего момента на дифференциале не преодолеет внутреннее трение.

    Этот разрез косозубого дифференциала показывает, что все шестерни имеют криволинейный или винтовой профиль зубьев. Эта спираль создает некоторую часть внутреннего трения под нагрузкой, что обеспечивает разницу крутящего момента на выходах дифференциала.(Трансмиссия GKN)

    Detroit Truetrac от Eaton представляет собой цилиндрический или червячный дифференциал, и этот разобранный вид дифференциала и косозубых шестерен ясно показывает эту особую конструкцию дифференциала. (Eaton Corporation)

    Вот иллюстрация косозубой шестерни или планетарной шестерни, а также проявляемых ими осевых и осевых сил. Эти силы действуют против других шестерен и корпуса, создавая в этом устройстве эффект измерения крутящего момента и смещения.(Трансмиссия GKN)

    Синие линии — характеристики дифференциала с предварительным натягом и смещением крутящего момента; красные линии — характеристики со смещением крутящего момента.

    При движении вперед или вперед боковые шестерни толкают в одном направлении. В обратном или инерционном направлении сила тяги находится в противоположном направлении. Это позволяет косозубому дифференциалу иметь разные фрикционные шайбы на обоих концах шестерни и, следовательно, изменять коэффициент смещения крутящего момента в зависимости от режима движения по инерции.

    Типичное отношение крутящего момента к смещению для винтовых дифференциалов находится в диапазоне от 1,7 до 3,0: 1. Есть несколько более агрессивных моделей, у которых TBR достигает 4: 1. Эти устройства объединяют косозубый дифференциал с блоком сцепления для обеспечения предварительного натяга. Torsen T2R — одно из таких устройств; автокроссеры обычно используют их в своих транспортных средствах для контроля пробуксовки внутренних колес при прохождении поворотов под напряжением.

    Нам также необходимо иметь в виду, что чувствительные к крутящему моменту дифференциалы пытаются смещать крутящий момент через дифференциал.Если крутящий момент на одном колесе очень низкий, а предварительной нагрузки и / или смещения крутящего момента недостаточно для приведения автомобиля в движение, устройство работает как открытый дифференциал. В этой ситуации очень полезно одновременно слегка нажать на педаль тормоза и дроссельной заслонки. Тормозное усилие передается через дифференциал на шину с хорошим сцеплением.

    Оригинальный поперечно-осевой винтовой дифференциал Torsen T1 (без C-образного зажима) использовался в высокомобильном многоцелевом колесном транспортном средстве (HMMWV, a.к.а. Humvee), и идея слегка тормозить при ускорении в экстремальных условиях является совершенно ненормальной. Поэтому, если в вашем автомобиле установлен дифференциал винтовой формы, вам необходимо понимать эту не интуитивно понятную технику вождения при взлете с остановки на скользкой дороге, чтобы ваше транспортное средство получило адекватное сцепление с дорогой.

    Технология контроля вязкости

    Вязкостная муфта сегодня не продается на вторичном рынке, но ее можно найти на некоторых высокопроизводительных спортивных автомобилях, таких как Dodge Viper и BMW серии M, поэтому я считаю, что мне следует обсудить это.Отдел исследований Harry Ferguson Limited обнаружил вязкий контроль в 1954 году. Они обнаружили, что детская игрушка под названием «Potty Putty» (также известная как «Silly Putty») сопротивлялась движению при воздействии напряжения сдвига, но возвращалась в свое нормальное состояние, когда сила сдвига была удалена.

    По сути, это было количество густого силиконового масла, которое соответствовало форме емкости, которую оно занимало, например, детской руки. Когда ребенок бросал материал на пол, он сопротивлялся сдвиговому напряжению внутри жидкости при достижении пола и фактически подпрыгивал, как резиновый мяч.Инженеры и ученые в Ferguson поняли, что они могут объединить эту природу кремниевой жидкости в дифференциале и обеспечить контроль вязкости.

    Вязкостная муфта — это механическое устройство измерения скорости без внешнего управления и, следовательно, пассивное устройство. Он имеет герметичный корпус, заполненный заданным количеством силиконовой жидкости. Внутри корпуса находятся два набора чередующихся пластин. Эти диски имеют соединения, аналогичные соединениям фрикционных и реактивных дисков традиционного пакета муфты ограниченного трения дифференциала.Один набор пластин прикреплен к внешнему барабану с помощью шлицевого соединения, а другой набор прикреплен к внутреннему валу с помощью шлицевого соединения. Диски вязкой муфты, однако, полагаются на сдвиг жидкости между пластинами, а не на трение, как в случае с традиционным пакетом сцепления.

    Когда внешний барабан вращается с другой скоростью, чем внутренний вал, пластины сдвигают вязкую жидкость. Этот сдвиг жидкости вызывает действие резистивной сдвигающей силы на противоположную пластину. Это в основном вызывает передачу крутящего момента между пластинами на основе относительной скорости вращения пластин.Считается, что устройство, основанное на такой архитектуре, является устройством измерения скорости. Профиль зацепления этого типа устройства передачи крутящего момента считается отклоняющимся. Этот отклоняющийся характер основан на неньютоновском поведении кремниевой жидкости.

    На этом графике сравнивается вязкость силиконового масла разного веса в зависимости от температуры. Для сравнения показана эталонная линия моторного масла 10W30. Моторное масло и типичные жидкости на углеводородной основе показывают гораздо более резкое изменение вязкости при воздействии экстремальных температур.Силиконовое масло, используемое в вязких устройствах, имеет гораздо более плоскую и, следовательно, постоянную вязкость при изменении температуры.

    Вот только внутренности EZ. Вы должны повторно использовать корпус дифференциала OEM. Вы можете увидеть пружины, которые позволяют устройству отключаться и действовать как хорошо воспитанный открытый дифференциал. (Eaton Corporation)

    Этот график показывает передаваемый крутящий момент по вертикальной оси и скорость скольжения по горизонтальной оси. Верхняя линия (зеленая) показывает типичную кривую отклонения.По мере увеличения разницы скоростей скорость увеличения передачи крутящего момента снижается, что иллюстрируется выравниванием кривой. Эта прогрессивная кривая (синяя) показана для сравнения.

    Этот разрез вязкостного устройства действует на межосевой дифференциал. Обратите внимание на большое количество пластин вязкого сдвига на правой стороне детали. Они изолированы от остальных компонентов оси, поэтому они отделены от высоковязкой кремниевой жидкости. (Трансмиссия GKN)

    Это схематическое изображение дифференциала ViscoLok в разрезе.Слева вы можете увидеть вязкостный срезной насос, который применяет поршень (зеленый) для сжатия пакета сцепления. (Трансмиссия GKN)

    Фактическое оборудование было вырезано, чтобы проиллюстрировать концепцию. Как и выше, насосный механизм находится слева с муфтой сцепления между насосом и боковой шестерней. (GKN Driveline)

    Этот дифференциал показывает сочетание спиральной и вязкой технологий. Обратите внимание на спиральную часть вверху справа и вязкую часть внизу слева.Опять же, к сожалению, сегодня эта технология недоступна на вторичном рынке. (Трансмиссия GKN)

    Хотя вязкостная муфта впервые была использована на полноприводных автомобилях в 1970-х годах, она стала предпочтительным методом для полноприводных автомобилей в 1980-х. Многие автомобили, такие как Mercury Mountaineers, GMC Safari Vans, Lamborghinis и Fiats, использовали эту технологию. Эта технология применялась к дифференциалам как средство обеспечения поведения, не связанного с выходным крутящим моментом устройства.Таким образом, от водителя не потребуется слегка тормозить, когда одна шина находится на льду, а другая — на асфальте во время ускорения.

    Вязкостный дифференциал использует сдвиг чистой жидкости для уравновешивания разницы скоростей.

    ViscoLok — это еще один вид вязкой технологии, в которой используется вязкий сдвиг в сочетании с пакетом сцепления. Он встречается на моделях SRT10 Dodge Viper 2009 года выпуска и BMW M. ViscoLok выполняет сдвиг силиконовой жидкости, но фактически перекачивает жидкость к поршню подачи.Этот прикладывающий поршень сжимает пакет сцепления. Кривая рабочих характеристик вязкостного насоса позволяет ему вести себя с прогрессивной характеристикой.

    Другой дифференциал сочетает в себе спиральную и вязкую технологии. Это устройство гибридного типа определяет как скорость, так и крутящий момент. Часть измерения скорости исходит от механизма вязкостной муфты; часть, чувствительная к крутящему моменту, создается за счет работы косозубых шестерен. Это кажется лучшим из возможных, и продукт работает достаточно хорошо.К сожалению, в настоящее время он ограничен OEM-приложениями. Но вы можете видеть, что OEM-производители и поставщики потратили немало исследований и разработок в области технологий, чтобы найти наилучшие возможные решения. На рынке есть и другие экзотические и редкие устройства, но, поскольку они довольно редки, я не буду их рассматривать.

    Героторный насос Тип

    Поскольку я обсуждаю чувствительные к скорости прогрессивные дифференциалы повышенного трения, давайте рассмотрим историю устройств типа героторных насосов.В этом дифференциале, разработанном компанией Asha Corporation World Rally Championship, используется насос героторного типа с механическим приводом, который приводится в действие разницей скоростей между полуосями. Эта концепция используется корпорацией Dana Corporation с дифференциалами повышенного трения Hydra Lok.

    Технология Gerodisc, как ее обычно называют, представляет собой автономный гидромеханический дифференциал повышенного трения, который состоит из гидравлического насоса, рабочего поршня и набора фрикционных муфт.Гидравлический насос представляет собой насос героторного типа. Когда между двумя элементами ротора насоса возникает разница в скорости, героторный насос начинает вращаться, и создается поток жидкости. Этот поток направляется к прикладывающему поршню, который, в свою очередь, давит на ряд чередующихся пакетов сцепления.

    44) Вот разрез первоначального разработанного дифференциала повышенного трения в стиле геродисков. Героторный насос (черный) находится слева от зубчатого венца. Поршень подачи (синий) находится справа от насоса, а блок сцепления — рядом с ним.Типичный конический дифференциал также используется с этим типом устройств.

    На этом дифференциале повышенного трения производства eGerodisc вы можете увидеть электромагнитный клапан с электрическим управлением на цилиндрической части с правой стороны корпуса дифференциала. К сожалению, насос, поршень и блок сцепления закрыты и не видны.

    Чем больше разница скоростей, тем больше гидравлическое давление и, следовательно, больше передаваемый крутящий момент.Эти устройства следуют прогрессивным кривым определения скорости. Кривая может быть смещена вверх или вниз на этапе проектирования в зависимости от требований транспортного средства. По мере увеличения разницы скоростей передаваемый крутящий момент почти пропорционален. Кривая на самом деле прогрессивная, и простота включения при более низкой разнице скоростей помогает сгладить ощущение сцепления с устройством. Это на самом деле помогает защитить устройство от ситуаций частичного включения на высокой скорости.

    Поскольку устройство чисто механическое, имеется также биметаллический клапан с температурной компенсацией, который регулирует поток жидкости в зависимости от температуры жидкости.Это помогает обеспечить адекватную производительность при различных температурах и вязкостях жидкости.

    Эта технология передает крутящий момент только при разнице скоростей дифференциала. В нормальных условиях эксплуатации автомобиля он работает как открытый дифференциал. Однако перед передачей крутящего момента устройством может потребоваться чрезмерное вращение колеса, потому что насосу требуется разность скоростей для перекачивания жидкости, а кривая производительности является прогрессивной.

    Эта технология была адаптирована Eaton Corporation для электронного управления.К устройству был добавлен гидравлический клапан с электрическим управлением, который позволяет регулировать работу устройства во время разницы скоростей. Это устройство производилось на мостах Jeep Grand Cherokee 2005 года выпуска.

    Вектор крутящего момента

    Если вы думаете, что eLSD — это круто, векторизация крутящего момента — это лучший способ смещения крутящего момента. Идеи вектора крутящего момента изначально разрабатывались для гоночных автомобилей, а теперь используются на некоторых моделях BMW и Audi. Идея аналогична eLSD, плюс в ней сочетается электрическое управление сцеплением с дополнительным набором передач на каждое колесо.Это позволяет системе ускорять и замедлять колеса относительно друг друга. Даже на прямой линии блоки вектора могут ускоряться с одной стороны и замедлять другую, чтобы заставить транспортное средство повернуть. Это дает специалистам по динамике автомобилей OEM действительно мощный инструмент для управления поведением автомобиля.

    Задняя ось с секционированной векторизацией крутящего момента имеет привод, аналогичный eLSD, и имеет дополнительные зубчатые передачи на каждом конце. Эта передача включается выборочно и при необходимости увеличивает или уменьшает скорость вращения колес.Вы также могли заметить, что в этой оси используются не традиционные конические роликоподшипники, а тандемные шарикоподшипники от Schaeffler Group, чтобы уменьшить сопротивление подшипника. (Шеффлер / Джо Палаццоло)

    Сводка

    Я предоставил огромное количество информации, чтобы попытаться ответить на вопрос: «Какой дифференциал я должен установить в мою машину?» Это кажется таким простым вопросом, но на него сложно ответить. Сначала вам нужно посмотреть, что доступно для вашего приложения.Иногда это ограничивает ваш выбор. Затем нужно определиться, зачем вы заменяете заводской дифференциал. Он нуждается в ремонте? Есть ли у него какое-то раздражающее поведение, которое вы испытываете во время вождения автомобиля?

    Будьте осторожны. У каждого дифференциала есть свои плюсы и минусы. Я надеюсь, что после прочтения этой главы вы теперь вооружены дополнительной информацией о различных устройствах и сможете дополнительно изучить свое конкретное приложение и цели производительности, чтобы получить правильный дифференциал.

Previous PostNextNext Post

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.