В последнее десятилетие благодаря появлению достаточно точных динамических моделей движения автомобиля инженеры начали уделять особое внимание дифференциалу, так как данные модели показывали, что конструкция дифференциала оказывает большое влияние на управляемость и устойчивость автомобиля. Дифференциал - это механизм трансмиссии, выполняющий функцию распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или мостами и позволяющий вращаться ведомым валам, как с одинаковыми, так и с разными угловыми скоростями, кинематически связанными между собой.
Простой дифференциал делит подводимый к нему момент пополам независимо от разности скоростей между ведомыми валами. Когда автомобиль проходит поворот происходит перераспределение нагрузки между колесами забегающего и отстающего бортов машины. В результате чего сила тяги на отстающем борту уменьшается, а следовательно и уменьшается сила тяги и на забегающем борту(по свойству простого дифференциала), хотя на забегающем борту может быть реализована большая сила тяги. Уменьшение суммарной(на отстающем и забегающем бортах)силы тяги ведет к тому, что уменьшается ускорение машины на выходе из поворота.
Если на ведомый вал отстающего борта простого дифференциала приложить дополнительный момент сопротивления, то на забегающем борту можно получить бо льшую силу тяги, а следовательно и бо льшее ускорение на выходе из поворота. Дополнительный момент сопротивления можно приложить двумя способами: (1) с помощью тормозов, как это было сделано в Ф1 командой Макларен в конце 1997 начале 1998(до запрета), (2) с помощью создания в дифференциале дополнительного момента трения между двумя любыми его частями(дифференциал повышенного трения).
Характеристики дифференциала повышенного трения зависят от того, как создается дополнительный момент трения, и как он изменяется от действия таких факторов, как скорость колес, подводимый момент, температура. За всю историю автомобилестроения было предложено и воплощено в металле большое количество разных конструкций дифференциалов, каждая из которых обладала своими собственными характеристиками, которые в свою очередь часто зависели от степени точности изготовления деталей и износа.
Современные дифференциалы повышенного трения в общем хорошо справляются с поставленными перед ними задачами даже на мокрых трассах. Поэтому возникает вопрос: "А зачем усложнять конструкцию дополнительной электрогидравлической системой?" Ответ на этот вопрос лежит в области управляемости машины. Разные силы тяги по бортам машины создают момент(действующий относительно вертикальной оси машины, проходящей через цент масс), который может оказывать значительное влияние на управляемость и устойчивость машины. В зависимости от распределения моментов при торможении или разгоне на ведомых валах дифференциал повышенного трения может создавать как момент сопротивления повороту, так и момент, который заводит машину в поворот. При жестком торможении, когда машина неустойчива, момент сопротивления повороту стабилизирует машину, поэтому его наличие желательно. При разгоне или просто движении дифференциал повышенного трения создает тот же эффект, только в этом случае он действует отрицательно, потому что увеличивает недостаточную поворачиваемость машины. Поэтому нужна такая система, которая смогла бы обеспечить требуемое распределение моментов на ведомых валах дифференциала в зависимости от желаний пилота и условий движения.
В идеале такая система должна быть активной, она должна получать данные о воздействии водителя на органы управления машиной(положение воздушной заслонки, угол поворота рулевого колеса, ход педали тормоза), данные о реакции машины на действия водителя(скорость, направление, ускорения машины), данные о таких параметрах ведущих колес, как нормальная нагрузка на колесах, коэф. буксования. Кроме этого тормоза задних колес должны иметь индивидуальный привод. Все это на сегодняшний день запрещено в Ф1.

Вот как выглядят технические правила ФИА в отношении дифференциалов:

9.7. Дифференциалы с электронным управлением
9.7.1 Конструкция и система управления дифференциала не должны обеспечивать перераспределения моментов между ведомыми осями больше чем может быть достигнуто по сцеплению между забегающим и отстающим бортами.
9.7.2 Если дифференциал управляется электроникой, то системой управления могут использоваться только мгновенные значения одного или более ниже перечисленных параметров:
" измеренный и/или вычисленный подводимый крутящий момент;
" разность скоростей задних колес;
" разность моментов на ведомых валах.
В случае "измеренный и/или вычисленный подводимый момент" могут использоваться только измеренный крутящий момент двигателя, передаточное число, угловая скорость двигателя и положение воздушной заслонки; так же должно быть понятно, что эти значения есть подлинное представление подводимого момента.
9.7.3 См пункт 8.3, пилот может настраивать систему управления дифференциалом только тогда, когда машина находится в неподвижном состоянии.
Электрогидравлическая система управления дифференциалом обеспечивает точность управления и легкость настройки, кроме этого, она позволяет инженеру или пилоту выбирать различные характеристики из базы данных. На практике дифференциал повышенного трения оснащается гидравлическим приводом, который сжимает пакет фрикционных дисков, изменяя момент трения между двумя ведомыми валами. Давление жидкости изменяется с помощью специального клапана, который управляется бортовым компьютером. У каждой команды свой алгоритм управления давлением и свои входные параметры.
Обычно сила сжатия пакета фрикционных дисков является функцией таких входных параметров, как подводимый момент и разность скоростей задних колес. Функция должна быть неизменной для конкретной трассы(изменения можно вносить, когда машина находится в неподвижном состоянии). Поэтому эти системы управления никогда не будут идеальными, однако, они будут более оптимальными чем дифференциалы с механической настройкой.
Дифференциалы с электронным управлением в Ф1 не снизят значительно время на круге и не изменят способов управления машиной. Потенциальные преимущества таких систем - это повышение устойчивости машины при торможении и силы тяги в повороте.
На рис. 1 показан дифференциал повышенного трения с гидроприводом, который используется в Ф1. На рис.2 показан пакет фрикционных дисков. Момент трения между ведомыми валами устанавливается осевой силой, действующей на пакет дисков.

LI 7.05.22