Таблица дифференциалов, которые ставились на Altezza

Два указанных типа дифференциалов в одном прямоугольнике означает установку одного из возможных, какого именно – «опция».

Расшифровка условно названных типов:

Обычный (свободный) дифференциал:
Тип 1 - 41311-22030
Тип 2 - 41311-22060
Тип 3 - 41311-22080

Дифференциал Torsen:
Тип 4 - 41301-53010
Тип 5 - 41301-53020

Для начала рассмотрим, зачем же он вообще нужен.

В моделях автомобилей и некоторых других видах транспорта ведущие колёса находятся на одной общей оси. Это нормально, когда автомобиль едет по прямой. Однако в повороте внутреннее колесо проходит меньший путь, чем внешнее, поэтому такая конструкция приводит к пробуксовке внутреннего колеса, что негативно сказывается на управляемости автомобиля, особенно при движении на больших скоростях (исключение составляет такой вид автоспорта как Drift, но о нем ниже). Для того, чтобы ведущие колёса вращались несинхронно, и применяется дифференциал.
Назначение дифференциала:
- Передаёт крутящий момент с двигателя на ведущие колёса.
- Служит дополнительной понижающей передачей.
- Позволяет колёсам вращаться с разной скоростью (из-за этого дифференциал и получил своё название).
- Теперь стоит разобраться в устройстве дифференциала.

Классические автомобильные дифференциалы основаны на планетарной передаче. Карданный вал 1 через коническую зубчатую передачу вращает ротор 2. Ротор через шестерни 3 вращает полуоси 4. Такое зацепление имеет не одну, а две степени свободы, и каждая из полуосей вращается с такой скоростью, с какой может. Постоянна лишь суммарная скорость вращения полуосей.

У дифференциалов существует так называемая проблема буксующего колеса. У обычного дифференциала, если одно из колёс находится на льду или в воздухе, крутиться будет именно это колесо (при этом второе колесо, стоящее на твёрдой земле, неподвижно; логичнее было бы передавать крутящий момент на него). Аналогично, у гоночного автомобиля в повороте внутреннее колесо загружено слабее внешнего, поэтому на внешнее колесо передаётся недостаточный крутящий момент, в то время как внутреннее находится на грани пробуксовки.
Таким образом, проблема буксующего колеса ухудшает управляемость и проходимость автомобиля. Но для решения этой проблемы были разработаны различные типы дифференциалов.

Как нам всем уже давно известно, дифференциалы бывают нескольких типов (естественно речь пойдет о дифференциалах Повышенного трения/LSD (Limited Slip Differential):

Torsen
Дифференциал типа Torsen изобретён в 1958 г. американцем Верноном Глизманом. Имеет достоинства вязкостной муфты и не имеет её недостатков. Название Torsen произошло от англ. Torque sensitive («чувствительный к крутящему моменту»). Torsen — товарный знак JTEKT Torsen North America Inc.

Конструкция дифференциала Торсен основана на червячных шестернях, вращающихся на различных осях. Каждая боковая шестерня является червячной шестерней со шлицевым соединением с выходными чашками. Внутри находится 2 или 3 набора планетарных червячных шестерен (называемых элементными шестернями), перпендикулярных к оси боковых шестерен. Каждый набор состоит из 2-х червячных шестерен, соединенных между собой посредством ведомых шестерен, и зацепленных с боковыми шестернями. Таким образом, две боковые шестерни соединены между собой посредством элементных червячных шестерен.

При изменении сцепления на колесе, давление между элементными шестернями и боковыми шестернями изменяется, вызывая контрвращение элементной пары, смещая вращающий момент на другую сторону. В отличие от других конструкций, датчики вращающего момента работают практически в любых условиях. Даже если колеса вращаются с различными скоростями (поворот, прохождение через ухабы), они тем не менее всегда получают вращающий момент основанный на сцеплении.

За основу такого дифференциала была взята червячная передача - зубчато-винтовая передача, элементы которой скользят относительно друг друга. Передача предназначена для передачи вращательного движения между валами со скрещивающимися осями. Обычно угол перекрещивания 90°. Возможны и другие углы отличные от 90°, однако такие передачи применяются редко. Состоит передача из червяка и червячного колеса. Ведущим звеном обычно является червяк. Естественно существует ряд достоинств и недостатков в такой (червячной) конструкции.

Недостатки:
- Сравнительно низкий КПД.
- Большие потери на трение (тепловыделение).
- Повышенный износ и склонность к заеданию.
- Повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки
- Необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода

Достоинства:
- Плавность работы.
- Бесшумность.
- Большое передаточное отношение в одной паре.
- Самоторможение.
- Повышенная кинематическая точность
Однако стоит отметить, что почти все недостатки червячной конструкции были решены в конструкции типа Torsen.
Именно такой типа дифференциала используется в автомобилях Toyota Altezza в комплектации с механической коробкой передач. (См. Схему).

Вязкостная муфта (Гидравлический дифференциал)
Упрощённый вариант фрикционного дифференциала. На одной из полуосей имеется резервуар, заполненный вязкой жидкостью. В эту жидкость погружены два пакета дисков; один соединён с ротором, второй с полуосью. Чем больше разница в скоростях колёс, тем больше разница в скоростях вращения дисков, и тем больше вязкое сопротивление.

Достоинство такой конструкции в простоте и дешевизне. Недостаток в том, что вязкостная муфта довольно инерционна и отказывается работать на полном бездорожье. Хороших ходовых качеств вязкостная муфта не обеспечивает, и применяется только в «паркетниках» (внедорожниках, которые жертвуют проходимостью ради комфорта) между осями. Для установки в качестве осевого дифференциала такая конструкция слишком громоздка. Иногда вместо дифференциала ставят коническую зубчатую передачу с вязкостной муфтой на одной из полуосей. Нам как, владельцем автомобиля Toyota Altezza данный тип дифференциала не представляет особой важности.

Дисковый LSD (Фрикционный самоблокирующийся дифференциал)
Этот тип дифференциала (как, впрочем, и вязкостная муфта) основан на том, что на прямой полуоси вращаются синхронно с ротором, но в повороте появляется разница в угловых скоростях. Между ротором 2 и полуосью 4 сделан фрикцион (в зависимости от конструкции, фрикцион может быть на одной полуоси или на двух; на ходовые качества это не влияет). Когда автомобиль движется по прямой, ротор и полуось вращаются с одной и той же скоростью, и трения нет. Чем больше разность в скорости полуосей, тем выше сила трения.
Наиболее эффективный вид дифференциала, он требует периодического обслуживания и поэтому никогда не устанавливается на серийные машины (только на спортивные и HYPERLINK тюнингованные).
Данный тип дифференциала имеет различную степень блокировки:
1 WAY – Дифференциал, который уравнивает скорости вращения колёс при ускорении (accelleration), а при замедлении (торможении/инерции) остается свободным. Такой вид рекомендован для переднеприводных  и полноприводных (для передней оси) автомобилей.

1.5 WAY – Дифференциал, который уравнивает скорости вращения колёс при ускорении (accelleration) и уменьшает недостаточную поворачиваемость за счет частичной работы при замедлении (торможении/инерции). Рекомендовано для автомобилей с недостаточной поворачиваемостью.

2 WAY - Дифференциал который уравнивает скорости вращения колёс как при ускорении (accelleration), так и при замедлении (торможении/инерции). Устанавливается на задне и полноприводные автомобили. Рекомендован для водителей предпочитающих агрессивный стиль вождения, а так же для дрифта, где необходимо равномерное распределение крутящего момента на оба колесо, вне зависимости от ускорения или замедления.

Так же дифференциалы имеют различную степень преднатяга.

Она обуславливается временем срабатывания блокировки колес. Чем выше число преднатяга, тем быстрее и жестче срабатывает блокировка. На практике применяется число от 10 до 90 единиц (градусов). Единицу 100 можно поставить заваренным между собой полуосям.

Саша aka bulka