Вот!!!!
«Вот вопрос, о котором так много былописано и говорено, что казалось, он вполнеисчерпан и трудно сказать что-нибудь, чегоне было сказано. И тем не менее этот старыйвопрос все-таки остается новым».Д.И. Иловайский «О мнимом призвании варягов».
«Через 10 минут я сидел под пальмами в тени Филиппова, укрывшись от взоров света. Передо мною поставили толстую кружку пива. "Сделаем опыт, - говорил я кружке, - если они не оживут после пива, - значит, конец. Они померли, мои мозги, вследствие писания рассказов и больше не проснутся. Если так, я проем 20 рублей и умру. Посмотрим, как они с меня, покойничка, получат обратно аванс".Эта мысль меня насмешила, я сделал глоток. Потом другой. При третьем глотке живая сила вдруг закопошилась в висках, жилы набухли, и съежившиеся желтки расправились в костяном ящике.- Живы? - спросил я.- Живы, - ответили они шепотом.- Ну, теперь сочиняйте рассказ!»М.А. Булгаков «Воспаление мозгов».
Распределение крутящего момента между осями при блокированном межосевом приводе. Вместо предисловия. Вопрос распределения крутящего момента между осями при блокированном межосевом приводе (парт тайм) весьма таинственный и запутанный. По своему отношению к данному вопросу жыперскую общественность можно условно разделить на три неравные половины.
Первая половина (самая многочисленная) вообще не забивает себе этим голову, считая момент вещью абсолютно беспонтовой. Момент не блестит на солнце, не светит ночью на два километра, автоматически расчищая левый ряд от чайников и одновременно защищая хозяина против ослепления светом фар встречных машин, им невозможно дуднуть со всей дури, насмерть перепугав медленно едущую впереди блондинку. Словом, особо сильно они себя этим непонятным моментом не расстраивают. Главное, чтобы он был, а как ему распределяться – сам разберется.
Вторая половина свято верит, что заблокированный межосевой дифференциал (или раздатка без дифференциала) распределяет крутящий момент между осями «строго 50х50» и никак иначе. Это мнение в их головах сформировалось благодаря огромной армии малограмотных автомобильных журналистов и маркетологов, которые не покладая рук и не считаясь с личным временем, денно и нощно радеют на благо человечества, пишут журнальные статьи и издают глянцевые пресс-релизы, где изо всех сил стараются на пальцах объяснить доверчивым читателям, как именно работает сложная трансмиссия современного внедорожника.
Третья половина (самая малочисленная) состоит из замшелых, умудренных опытом жыперов и примкнувших к ним людей, не совсем забывших школьный курс физики. Эта продвинутая категория конечно догадывается, что при блокированном приводе крутящий момент не распределяется между осями в какой-либо определенной пропорции, но глубже обычно никто не копает, ибо это требует получения дополнительных специализированных знаний, то есть желания, времени и сил, которых зачастую всем нам так не хватает.
Как распределяется момент. В действительности, когда внедорожник с блокированным межосевым приводом, словно олень, носится зигзагами по всяким оврагам-буеракам, то взлетая на гребни, то отчаянно срываясь вниз, по ходу дела перескакивая через колеи от тракторов или лесовозов, его колеса колбасятся самым причудливым образом, периодически отрываясь от земли. При этом сила сцепления колес с дорогой, вес, приходящийся на них и путь, одновременно проходимый ими за единицу времени, а также плотность грунта под ними ежесекундно меняются. Соответственно, меняются коэффициенты сцепления колес с дорогой и величины их радиусов качения. Это вызывает ежесекундное изменение (перераспределение) величин окружных сил Рок, приложенных к пятну контакта колес с дорогой (Рок = Мк/Rк) и крутящих моментов Мк, подведенных от раздаточной коробки через трансмиссию к корпусам межколесных дифференциалов. Величины то возрастают, то падают до нуля и даже ниже, когда окружная сила становится тормозной (со знаком «минус»). Причем взлет и падение величин окружной силы на колесах ведущих осей не пропорциональны, может даже случиться, что в определенный момент времени на задней оси возникнет приличная тормозная сила, а на передней оси в эту секунду будет большая по величине тяговая (или наоборот).
Но бывают в жизни внедорожника редкие минуты затишья, когда он, мирно тарахтя мотором, валит не спеша через чье-то свежевспаханное картофельное поле (или прокладывает путь по мягкому снегу), руль прямо и задние колеса идут по колее, проложенной передними (проще говоря, режим движения, когда передние колеса продавливают колею, а задние катятся по следу передних). В данном конкретном режиме желательно, чтобы момент между осями распределился примерно 80/20 (перд/зад). И если распределение веса между осями и статические радиусы передних колес одинаковы, распределение момента между осями приближается к оптимальному для данных условий. Но если статический радиус задних колес будет больше, 80/20 не получится, будет спереди меньше 80%, а сзади больше 20%. т.е. оптимального перераспределения не выйдет. Это не то чтобы совсем плохо, но и не здорово. Установив статический радиус передних колес чуть больше путем различного давления воздуха в шинах колес осей, ты можешь обеспечить данную пропорцию.
Кроме того, когда машина отклоняется от прямолинейного движения, скорость вращения передних колес (относительно задних) увеличивается. В результате этого величина крутящего момента, распределяемого к передней оси, резко уменьшается и при малом радиусе поворота момент может даже стать тормозным. В данном режиме движения больший статический радиус передних колес может немного отодвинуть переход момента «через ноль», то есть немного улучшит проходимость машины.
Но данное намеренное увеличение статического радиуса передних колес тоже не панацея от всех бед, например, на неуплотняемых грунтах (сухой песок, снег при низких температурах), желательно, чтобы крутящий момент между осями распределялся 50/50. А при движении по заболоченному лугу наоборот, больший крутящий момент требуется для колес задней оси.
Но учитывая, что в большинстве режимов движения машина идет не прямолинейно и руль периодически отклоняется от «ноля», желательно иметь радиус передних колес немного больше.
А если статический радиус передних колес сделать на 10 мм меньше, чем задних, то большая сила тяги практически всегда будет у колес задней оси.
А можно ли ездить по асфальту в режиме 4х4 с блокированным межосевым приводом (парт тайм)? Это самый интересный вопрос, периодически задаваемый владельцами внедорожников.
Ответ: на малых скоростях движения (меньше 50-60 км/ч) при статическом радиусе передних колес меньше, чем задних и недостаточной эластичности колес это невозможно физически. При переводе рычага раздатки в положение «4 Н» ничего не изменится, станет только хуже. При равномерном движении по асфальту (бетону) на переднем мосту возникнет тормозной момент, а на заднем – избыточный крутящий. Получится машина 4х2 с передними тормозящими и задними толкающими (пробуксовывающими) колесами. Это из-за того, что у большинства внедорожников развесовка примерно 60/40, а давление в шинах передних колес рекомендуется делать меньше, чем в задних. В результате статический радиус передних колес меньше, а задних больше. А связь между осями (корпусами межколесных дифференциалов) жесткая. В итоге получается, что «большие» задние колеса стараются быстрее провернуть «маленькие» передние, а те упираются.
На данной схеме можно посмотреть, как распределяются окружные силы между осями автомобиля ГАЗ-67Б при условии размера статического радиуса колес передней оси на 10 мм меньше, чем задних при движению по асфальту.
Замеры величин окружных сил показывают, что на протяжении испытания на передней оси наличествует тормозная сила. И только при достижении скорости движения больше 64 км/ч у опытного автомобиля на передней оси тормозная сила достигла нуля и затем стала появляться тяговая сила.
Небольшой по величине крутящий момент у машины на «жестких» колесах может возникнуть на передней оси только при резком старте с места. Когда режим движения станет равномерным – передние колеса начнут тормозить, а в трансмиссии возникнет циркуляция паразитной мощности, вызывающая повышенный износ деталей, протектора и дополнительный расход топлива. Таким образом, включив на асфальте передний мост, ты только ухудшишь многие свойства машины.
«Для того, чтобы свести к минимуму отрицательное влияние разницы в размерах колес ведущих осей, следует для каждого комплекта шин экспериментально подбирать оптимальное отношение давлений в шинах в соответствии с весом, приходящимся на оси во время движения автомобиля» (И.А. Левин «К вопросу о циркуляции мощности в трансмиссии многоприводного автомобиля»).
Необходимо отметить, что современные колеса, устанавливаемые на внедорожники, обладают очень хорошей эластичностью. В результате этого "...в реальных условиях вследствие тангенциальной упругости шин (эластичности в продольном направлении) происходит некоторое уравнивание их радиусов качения, так как радиус большего колеса, деформирующегося по окружности под действием крутящего момента уменьшается, в то время как радиус меньшего колеса, являющегося тормозным, увеличивается. Поэтому если до начала движения различие в радиусах невелико, то циркуляция мощности может вообще не возникнуть, т.е. все приводные колеса остаются ведущими, но крутящий момент на больших из них будет больше, чем на меньших» (Б.С. Фалькевич «Теория автомобиля» Машгиз 1963 г. стр. 113).
Но при прохождении поворота малого радиуса на ровной дороге при хорошем сцеплении колес циркуляция мощности в трансмиссии неизбежна.
И изложенного выше я хочу сделать ряд выводов, качаемых автомобилей 4х4 с блокированным межосевым приводом.
1. При движении по мягким грунтам по траектории, отклоняющейся от прямолинейной, желательно с помощью разного давления воздуха в шинах установить статический радиус передних колес примерно на 10 мм больше, чем задних.
2. При движении в условиях, когда уплотняемые грунты сменяются неуплотняемыми, нужно установить одинаковые статические радиусы.
3. При необходимости движения по ровной дороге (сухой асфальт, лед, асфальт, засыпанный снегом) при включенном полном приводе желательно с помощью разного давления воздуха в шинах установить равные статические радиусы колес осей.
На основании вышеизложенного надо признать очевидное: отсутствие в раздаточной коробке межосевого дифференциала уменьшает потенциал использования всех возможностей внедорожника и вызывает ряд ограничений для применения полного привода на ровных дорогах при малом значении коэффициента сопротивления качению колес.
Примечание: мной использованы схемы из материалов научной работы доцента, к.т.н. И.А. Левина «К вопросу о циркуляции мощности в трансмиссии многоприводного автомобиля» (Автотрансиздат, Москва, 1954 г.)
Примеры оптимального распределения крутящих моментов между осями на различных грунтах взяты из книги д-ра т.н. профессора В.Ф. Платонова «Полноприводные автомобили» (Москва «Машиностроение» 1981 стр. 155) .
Данные советы ни в коей мере не являются истиной в последней инстанции.
Лев ТюринНовогорск
