Автомобили с блокировкой межколесного дифференциала список: ТОП-3 внедорожников с межколесными блокировками

Содержание

во что же они превратились — журнал За рулем

Самые известные и знаменитые внедорожники за десятилетия производства становились только совершеннее, чтобы ни думали старожилы... Правда, есть несколько досадных исключений.

Премьера Land Rover Defender вновь спровоцировала вечную дискуссию о том, как изменились знаменитые, прославленные внедорожники за время своего существования. Многие считают, что они растеряли свои «проходимистые» качества. А как на самом деле? Сравним всемирно известные и даже культовые автомобили повышенной проходимости с их прародителями.

Willys MB и Jeep Wrangler

Материалы по теме

Предок большинства первых внедорожников Европы и Японии, конечно же, американский — Willys MB времен Второй мировой. После войны максимально простой автомобиль стал обрастать более комфортабельными модификациями, но сохранял первоначально заложенные классические свойства. Прочная рама сочеталась с жесткими рессорными подвесками. Передний мост — подключаемый. В паре с механической коробкой передач работала раздатка с понижающей передачей. На все это по тем временам хватало мотора в 60 л.с.

Нынешний Jeep Wrangler — один из немногих автомобилей, сохранивший максимум свойств прапрадедушки и добавивший то, чего у Виллиса не было. У рамного Jeep Wrangler по-прежнему жесткие мосты, только спереди не рессоры, а пружины. Базовый дорожный просвет — 190 мм. Есть версии с постоянным или подключаемым полным приводом, двух- и четырехдверные. Машину оснащают электронно управляемой блокировкой межколесного дифференциала. На выбор — моторы мощностью от 170 л.с. (дизель) до бензинового 272-сильного, механическая шестиступенчатая или пятиступенчатая автоматическая коробка передач. В общем, Wrangler по-прежнему один из самых «проходимистых» внедорожников мира.

Nissan 4W60 и современный Nissan Patrol

Прародитель нынешнего Nissan Patrol — Nissan 4W60 1951 года тоже концептуально повторял американский Willys, был рамным с подключаемым полным приводом, 4-ступенчатой коробкой передач и 75-сильным двигателем рабочим объемом 3,7 л. Нынешний огромный и роскошный Patrol сделан в первую очередь для богатых покупателей Саудовской Аравии. Рама сочетается с полностью независимыми подвесками. Семиступенчатый автомат работает с раздаткой с понижающей передачей. Конечно, геометрия у нынешней машины совсем иная, но дорожный просвет 194 мм — внушительный. Двигатель V8 в 5,6 л развивает астрономические 405 л.с.

Первая и нынешняя Toyota Land Cruiser

Очень уважаемая у нас Toyota Land Cruiser тоже родилась от Виллиса. Первый коротенький открытый внедорожник на раме грузовика имел 6-цилиндровый двигатель мощностью 82 л.с., 3-ступенчатую коробку передач, раздатку без демультипликатора, зато — колесные редукторы. Современный огромный и комфортный Land Cruiser с мощными дизельными и бензиновыми V8 сохранил раму. У машины постоянный полный привод, есть понижающая передача и блокировка межосевого дифференциала. Трансмиссия управляется продвинутой системой, позволяющей выбрать несколько режимов. Дорожный просвет — 188 мм — не рекорд, конечно, но прилично.

Jeep Cherokee 1974-го и 2019-го

Материалы по теме

Один из первых автомобилей, сочетающих высокие внедорожные качества и комфорт, — американский Jeep Wagoneer, от которого в 1974-м «отпочковался» тогда только трехдверный Jeep Cherokee. Рамная машина имела двигатели V8, механическую или автоматическую коробку передач с понижайкой, дорожный просвет — 197 мм. Передняя подвеска в угоду комфорту и управляемости была независимой.

Нынешний Cherokee — с несущим кузовом. Есть версии с отключаемым задним приводом. Но существует и вариант с блокировками центрального и заднего межколесного дифференциалов. Моторы — 2,4 и 3,2 л, автомат — 9-ступенчатый. А вот базовый дорожный просвет всего-то 171 мм.

Mitsubishi Pajero первого и нынешнего поколений

Mitsubishi Pajero довольно поздно — в 1982 году влился в семью внедорожников, но с тех пор тоже приобрел немало поклонников. Первая версия уже имела независимую торсионную подвеску спереди и рессоры сзади. Автомобиль был рамным, с подключаемым полным приводом и двигателями мощностью 84–103 л.с.

Нынешний Mitsubishi Pajero, с моторами мощностью до 250 л.с., в целом сохранил, а отчасти даже и приумножил внедорожные качества. Рама теперь интегрирована в кузов, все подвески независимые. Но за полный привод отвечает фирменная система Super Select, позволяющая подключить переднюю ось, понижающую передачу, заблокировать дифференциалы. Паспортный дорожный просвет — очень внушительный: 235 мм.

Mercedes-Benz G — от простого к дорогому

Легендарный Mercedes-Benz G-класса был рожден в 1979-м как простой и прочный, в первую очередь армейский автомобиль с короткой базой и в базе — с брезентовой крышей. Рамная машина имела жесткие мосты, подключаемый передний привод, понижающую передачу и блокировку всех дифференциалов. Базовый силовой агрегат включал 72-сильный бензиновый двигатель и четырехступенчатую механическую коробку передач.

Современный Gelendewagen помимо фирменного дизайна сохранил раму, понижающую передачу, блокировки дифференциалов. Приобрел — длинную базу, независимую переднюю подвеску, двигатели мощностью до 585 л.с. и 9-ступенчатый автомат.

УАЗ-469 и УАЗ Хантер

Наш УАЗ Хантер отличается от 469-го 1972 года тоже, в общем, не сильно. Сохранилась рама, понижающая передача, жесткие мосты, дорожный просвет — 210 мм. Но передняя подвеска стала пружинной, передние тормоза — дисковыми, появился усилитель руля. Первый двигатель развивал 75 л.с. и работал с 4-ступенчатой коробкой передач. Нынешний мотор — 134-сильный, коробка — 5-ступенчатая.

Suzuki Jimny — дед и внук

Самым маленьким из полноценных внедорожников числят Suzuki Jimny, первое поколение которого появилось в 1970-м. Тогда рамную машинку оснастили всего лишь 2-цилиндровым 25-сильным двигателем. У Suzuki были зависимые подвески и подключаемый полный привод. Понижающая передача появилась чуть позже. Все это сохранил и автомобиль последнего поколения. Вдобавок — превосходная геометрическая проходимость и 102-сильный двигатель объемом 1,5 л. Коробки передач — механическая или автомат.

Land Rover Defender с интервалом в 70 лет

Материалы по теме

Land Rover 1948 года тоже делали под влиянием Виллиса. Та машина имела раму, зависимые рессорные подвески, мотор в 50 л.с. Первая версия получила в трансмиссии хитрую муфту, отключающую передние колеса на сбросе газа. Вскоре от нее отказались.

Более поздние машины имели постоянный полный привод и блокировку межосевого дифференциала.

Новый Land Rover Defender сохранил постоянный полный привод, понижающую передачу, блокировку заднего дифференциала. Есть и продвинутая фирменная и система, позволяющая выбирать режимы работы трансмиссии под конкретные условия. Пока на машину будут ставить двигатели мощностью 240–400 л.с. Дорожный просвет в базе — 216 мм, а с пневмоподвеской — до 291 мм. Так что в проходимости Defender не проиграет предкам. Сложность конструкции и цена — уже другой вопрос…

  • Какие модели автомобилей выпускаются дольше всего, узнайте тут.

Фото: фирмы-производители

Самый полный привод — ДРАЙВ

Этот материал мы задумывали как типичный «ликбез» из серии «Всё, что вы хотели знать о полном приводе, но не знали, у кого спросить». Чем дифференциальный привод отличается от подключаемого с помощью вискомуфт или агрегатов типа Haldex, для чего нужны самоблокирующиеся дифференциалы... Но чем больше мы изучали историческую сторону вопроса, тем больше удивлялись. Оказывается, первый легковой автомобиль с постоянным полным приводом был сделан в Голландии ещё сто лет назад! А в 1935 году, например, полноприводный американский гоночный автомобиль чуть было не спас человечество от Второй мировой войны...

Зачем легковому автомобилю полный привод? Сейчас, в начале XXI века, этот вопрос кажется риторическим. Конечно же, для лучшей реализации тяговых сил двигателя. Для того чтобы колёса при разгоне на скользком покрытии как можно меньше буксовали вхолостую. Четыре ведущих колеса лучше, чем два! Но человечество долго постигало эту азбучную истину. Спросите любого автознатока — и он вам ответит, что эра полного привода на массовых легковых автомобилях началась только в 1980-м с появлением Audi Quattro. Назовёт он и редких предшественников — например, английский суперкар Jensen FF 1966 года и Subaru Leone 4WD 1972 года. Впрочем, настоящий знаток тут же оговорится: первые полноприводные автомобили Subaru не имели постоянного полного привода — он был подключаемым. А это, как говорят в Одессе, две большие разницы.

Паллиатив

Подключаемый привод на одну из пар колёс — решение на легковых автомобилях паллиативное. Такую трансмиссию в англоязычном мире часто называют Part-Time 4WD, «временный полный привод», и пришла она из мира внедорожников и грузовой техники повышенной проходимости. Такой автомобиль, у которого одна из осей постоянно ведущая, а другая жёстко подключается в случае необходимости, способен проявить свои полноприводные качества только на время преодоления бездорожья. А для движения по дорогам с твёрдым покрытием жёсткий полный привод приходится отключать. Почему? Причина — в так называемой циркуляции мощности. Ведь в повороте передние колёса проходят больший путь, двигаясь по дугам большего радиуса, а значит, и вращаются быстрее задних. Причём чем круче поворот, тем разница больше. И на автомобилях с таким типом привода тяга на передних колёсах падает, а на задних — наоборот, растёт. В некоторых случаях тяговый момент может смениться тормозным, то есть передние колёса будут увеличивать сопротивление движению автомобиля. Когда под колёсами грязь или снег, в этом нет ничего страшного — разве что автомобиль станет хуже слушаться руля и пойдёт наружу «плугом» с вывернутыми колёсами.

На этой схеме хорошо видно, что при движении в повороте все колёса катятся по своим траекториям и вынуждены вращаться с разными угловыми скоростями. Поэтому для постоянного полного привода нужны три дифференциала: два межколёсных и один межосевой.

Тем не менее блокированный полный привод на легковых дорожных автомобилях применяли. Правда, это были скорее легковушки повышенной проходимости. Например, в СССР ещё в 1938 году небольшими партиями начали выпускать ГАЗ-61 — полноприводную «эмку» с шестицилиндровым мотором и с подключаемым передним мостом. После войны делали и «внедорожный» вариант «Победы», ГАЗ-М72, и «Москвич»-410 с аналогичной трансмиссией... Да и Subaru Leone 4WD 1972 года, кстати, тоже делали для преодоления внедорожья — клиренс у машин с подключаемым задним мостом был выше, чем у обычных переднеприводных Subaru.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) — полноприводная версия переднеприводной машины с подключаемым вручную приводом на задние колёса. Двигатель — объёмом 1,4 л (72 л.с.) или 1,6 л (80 л.с.). Кроме универсала, полным приводом оснащались седан и пикап. До 1989 года на всех полноприводных Subaru привод на задние колёса подключался или вручную (на машинах с механическими коробками), или автоматически — многодисковой фрикционной муфтой (на машинах с «автоматом»).

Итак, на дорогах с твёрдым покрытием, где легковые автомобили проводят большую часть времени, подключаемый привод бесполезен — он лишь утяжеляет автомобиль. Ведь всё это время машине приходится «возить с собой» раздаточную коробку, в которой происходит отбор мощности к «временно ведущей» второй оси, ещё один карданный вал, главную передачу второго моста...

Меж тем превратить «временный» полный привод в постоянный, Full-Time 4WD, очень просто. Нужно лишь добавить в раздаточную коробку межосевой дифференциал.

Постоянный полный

Зачем нужен межосевой дифференциал? Два межколёсных дифференциала, передний и задний, позволяют каждой паре колёс в поворотах вращаться с разными скоростями. А межосевой выполняет эту работу для обоих ведущих мостов. Поэтому автомобиль с тремя дифференциалами легко может двигаться с постоянным полным приводом по любым дорогам!

Элементарно? Меж тем до начала 80-х годов считалось, что постоянный полный привод дорожным автомобилям не нужен. Мол, к чему двигателю на сухом асфальте постоянно вращать вторую пару колёс и соответствующие детали трансмиссии — это и шум, и повышенный расход топлива... И лишь после появления Audi Quattro общественное мнение стало меняться в сторону постоянного полного привода. Ведь тяга двигателя при этом постоянно распределяется не на два, а на все четыре колеса, оставляя больший запас по сцеплению для восприятия боковых сил. И в повороте такой автомобиль оказывается намного более устойчивым при разгоне или при торможении двигателем.

«Рентген» Аudi 80 Quattro второй половины восьмидесятых годов. Хорошо видно, насколько проще и компактней схема quattro, чем трансмиссия Ferguson. Самоблокирующийся дифференциал Torsen используется Audi начиная с 1984 года. В отличие от дифференциала, блокируемого вискомуфтой, Torsen реагирует на изменение крутящего момента, реализуемого колёсами каждой из осей, повышает устойчивость при торможении и позволяет использовать АБС, так как блокируется только под тягой.

Кстати, первыми массовыми автомобилями с межосевыми дифференциалами в трансмиссии считаются Range Rover (1970) и наша «Нива» (1976). Но так как обе эти машины всё-таки принадлежат к внедорожному племени, то лавры первопроходца среди легковушек пожинает Audi Quattro.

А что же конструкторы гоночных автомобилей — неужели они не применили постоянный полный привод раньше? Мы знали, что попытки сделать полноприводные гоночные машины предпринимались и до эпохи Quattro. Например, первым послевоенным проектом Фердинанда Порше был полноприводный гоночный болид Cisitalia 360 среднемоторной компоновки с 12-цилиндровым полуторалитровым двигателем. Но доподлинно известно, что привод на передние колёса у этого чуда техники был отключаемым — гонщик должен был задействовать его только на прямых участках трассы, а перед поворотом вновь переходить на задний привод.

А были ли предшественники у Чизиталии? Оказалось, например, что тот же Фердинанд Порше ещё в 1900 году построил электромобиль с четырьмя ведущими мотор-колёсами. Но настоящий шок у автознатока вызовет гоночный автомобиль голландской фирмы Spyker образца 1902 года. В те дремучие времена, когда даже тормоза делали только на задних колёсах, у этого автомобиля был самый что ни на есть постоянный полный привод — с межосевым дифференциалом!

Голландскую фирму Spyker по выпуску конных экипажей основали в 1880 году братья Спяйкеры (по-фламандски фамилия пишется Spijker). В 1900 году братья выпустили первый автомобиль собственной конструкции, а спустя два года с помощью бельгийского конструктора Жозефа Лявиолета был разработан полноприводный гоночный Spyker 4WD (1902–1907) удивительно прогрессивной конструкции — с тремя дифференциалами! Тормозных механизмов было тоже три — два действовали на задние колёса, а ещё один тормоз был установлен на карданном валу к передним колёсам.

Так что можно смело заявлять, что нынче схема Full-Time 4WD справляет своё столетие... Полноприводных Спайкеров было выпущено немного — они стоили сумасшедших денег и по разным причинам не смогли добиться успеха в гонках. Не намного удачнее оказались и другие полноприводные гоночные автомобили — Bugatti Tipo 53 и Miller FWD начала 30-х годов. Что касается Bugatti, то инициатива принадлежала фиатовскому инженеру Антонио Пикетто, который в 1930 году предложил Этторе Бугатти построить гоночную машину с колёсной формулой 4×4. И в 1932 году были сделаны три полноприводных Bugatti Tipo 53 — с мощными компрессорными трёхсотсильными моторами, с постоянным полным приводом и с тремя дифференциалами.

Полноприводный Bugatti Tipo 53 (1932–1935). Трансмиссия с тремя дифференциалами распределяла тягу 300-сильной компрессорной «восьмёрки» на все четыре колеса. Коробка передач, как обычно на Бугатти, стояла отдельно от двигателя, раздаточная коробка с межосевым дифференциалом составляла с ней одно целое. Приводные валы на передний и задний мосты проходили по левой стороне автомобиля, гонщик сидел справа. Несмотря на рекомендации конструктора переднеприводных машин того времени Альбера Грегуара, в приводе передних колёс Bugatti T53 были использованы не шарниры равных угловых скоростей типа Tracta, а обычные карданные сочленения. Кроме того, для Tipo 53 пришлось использовать нетипичную для Бугатти независимую переднюю подвеску на поперечной рессоре. Всё это привело к повышенным нагрузкам на руль — управлять автомобилем в поворотах было чрезвычайно тяжело, хотя скорости прохождения гравийных виражей были выше, чем у заднеприводных машин того времени. Всего было построено три Bugatti T53, которые выступали в разных гонках до 1935 года.

Интересно, что перед созданием полноприводного Bugatti итальянцы тщательно изучили приобретённый специально под разборку переднеприводный американский гоночный Miller. В свою очередь американец Гарри Миллер заинтересовался затеей Бугатти и тоже решил построить полноприводную версию своего автомобиля, заручившись спонсорством фирмы FWD (Four Wheel Drive — «Четыре ведущих колеса»), выпускавшей грузовики с колёсной формулой 4×4. Так появились полноприводные гоночные болиды Miller FWD.

Американский конструктор Гарри Миллер прославился в 20–30-х годах своими гоночными автомобилями для 500-мильных состязаний на треке в Индианаполисе, а его рядные «восьмёрки» с двумя верхними распредвалами брал за основу своих моторов Этторе Бугатти. Интересно, что Миллер строил машины как с передним, так и с задним приводом, а в 1932 году сделал несколько полноприводных шасси Miller FWD (на снимке) с тремя дифференциалами в трансмиссии. Один из полноприводных Миллеров лидировал в гонке Инди 500 1934 года, но из-за технических проблем финишировал девятым.

Именно с этими машинами связан любопытный эпизод: во время гонки на берлинском треке Avus в 1935 году полноприводный Miller шёл третьим, когда его рядная «восьмёрка» не выдержала и буквально взорвалась. При этом куски мотора лишь немного не долетели до трибуны, на которой среди прочих важных персон из национал-социалистической партии сидел сам Гитлер! Право, редкий случай, когда об отсутствии человеческих жертв стоит пожалеть. Прилетел бы осколок поршня в голову одного человека — и ход мировой истории был бы совсем другим...

Но Bugatti Т53 и Miller FWD не получили должной оценки — подвели «сырая» конструкция и постоянные поломки. Зато следующий эпизод в истории легковых машин с постоянным полным приводом оказался воистину судьбоносным.

Формула Фергюсона

Чтобы оценить всю важность того, что происходило в Англии на рубеже 50–60-х годов, вернёмся к теории. Межосевой дифференциал создан для того, чтобы «развязать» обе ведущие оси. Например, задние колёса бешено буксуют, а передние стоят на месте. И дифференциал этому никак не препятствует!

Лекарство от этого недуга впервые придумали конструкторы внедорожников — это принудительная блокировка. В нужный момент водитель дёргает за рычаг, механизм намертво фиксирует шестерни межосевого дифференциала — и трансмиссия из дифференциальной, «свободной», становится жёстко замкнутой. Именно по этой схеме были сделаны и первые поколения автомобилей Range Rover, и наша «Нива», и множество других внедорожников. И, кстати, первые автомобили Audi Quattro тоже — в этих машинах до 1984 года водителю приходилось самостоятельно включать блокировку межосевого дифференциала.

Но это решение опять-таки паллиативное: блокировку на дорожной машине можно задействовать только на бездорожье. А на асфальте её нужно выключать. И если автомобиль внезапно попадёт на скользкий участок, колёса одной из осей при подаче тяги начнут буксовать раньше других.

А можно ли сделать так, чтобы дифференциал при пробуксовке блокировался сам, автоматически? Внедрение самоблокирующегося межосевого дифференциала связано с именем англичанина Тони Ролта, гонщика и конструктора. Он и его друг Фред Диксон, тоже гонщик и страстный любитель повозиться с автомобильными железками, ещё до войны открыли собственное бюро Rolt/Dixon Developments по подготовке гоночных автомобилей. После войны два друга увлеклись идеей постоянного полного привода. Построив экспериментальную полноприводную «тележку» под названием «Краб», Ролт и Диксон в 1950 году перешли под крыло Гарри Фергюсона, преуспевающего тракторного фабриканта. Так возникла фирма Harry Ferguson Research.

Фергюсона мало интересовали гоночные болиды, зато он мечтал о безопасном дорожном автомобиле, колёса которого не буксовали бы при разгоне и не блокировались при торможении. И Ролт с Диксоном решили спроектировать такую машину «с нуля» — полностью, включая кузов, трансмиссию и силовой агрегат!

Знаний друзьям не хватало, и на должность компетентного главного конструктора пригласили Клода Хилла, который ради столь интересной работы покинул Aston Martin. Но несмотря на финансы Фергюсона, работа шла неспешно — экспериментальный седан Ferguson R4 был готов только через шесть лет. Зато какой: полноприводный, с оппозитной «четвёркой», с дисковыми тормозами на всех колёсах и с электромеханической антиблокировочной системой Dunlop MaxaRet, позаимствованной из авиации!

Ferguson R4 (1956) — экспериментальный автомобиль с трансмиссией по Формуле Фергюсона. Вместо коробки передач у прототипа был гидротрансформатор.

Но самое интересное для нас заключалось внутри раздаточной коробки прототипа. Разобрав её, помимо дифференциала мы бы увидели ещё дополнительный «набор» шестерёнок, две шариковые обгонные муфты и два пакета фрикционов. Пока колёса не скользили, всё это хозяйство мирно вращалось вхолостую. Но когда начиналась пробуксовка колёс одной из осей и разность частот вращения выходных валов достигала определенной величины, одна из муфт срабатывала, сжимала «свой» пакет фрикционов — и те тормозили шестерни дифференциала, моментально блокируя его и превращая дифференциальный привод в жёсткий!

Следующий прототип Ferguson R5 1962 года, на подготовку которого снова ушло шесть лет, оказался ещё интереснее — это был легковой полноприводный универсал. Эксперты журнала Autocar, которые позже испытывали Ferguson R5, делились впечатлениями: «Автомобиль достигает предела скольжений на невероятно высоких скоростях!»

Ferguson R5 был подготовлен к серийному производству в 1962 году.

Но никто из автомобилестроителей так и не взялся за выпуск первого в мире полноприводного универсала с межосевым самоблокирующимся дифференциалом и с АБС — слишком сложным и дорогим получился бы серийный Ferguson. Однако в 1962 году Ролту всё-таки удалось заинтересовать руководство компании Jensen — он предложил адаптировать полноприводную трансмиссию для купе Jensen CV8 с трёхсотсильным крайслеровским мотором V8, которое тогда готовили к серийному производству. Полный привод оказался мощному и скоростному купе как нельзя кстати!

Схема раздаточной коробки FFD с цилиндрическим несимметричным межосевым дифференциалом и механизмом автоматической блокировки с помощью фрикционных муфт экспериментального автомобиля Jensen CV8 FF. 1 — входной вал; 2 — промежуточный полый вал; 3 — полый вал с солнечной шестернёй дифференциала и ведущей шестернёй блокирующего механизма; 4 — водило межосевого дифференциала; 5 — вал привода задних колёс; 6 — цепной привод; 7 — вал привода передних колёс; 8 — многодисковая муфта, включающаяся при буксовании задних колёс; 9 — многодисковая муфта, включающаяся при буксовании передних колёс; 10 — электромагнитная система MaxaRet.

Через три года был построен экспериментальный полноприводный Jensen CV8 FF. А в 1966 году появилась следующая модель — Jensen Interceptor, с ещё более мощной 325-сильной «восьмёркой». Кроме заднеприводного купе предлагался и вариант со скромным шильдиком JFF. Это был знаменитый Jensen FF — первый в мире полноприводный серийный автомобиль с самоблокирующимся межосевым дифференциалом и с АБС! Буквы FF — это Formula Ferguson, обозначение запатентованной Ролтом и коллегами трансмиссии.

Схема трансмиссии FFD в экспериментальном автомобиле Jensen CV8 FF 1965 года. Разместить узлы и агрегаты привода на передние колёса помогла особенность компоновки: двигатель находился за осью передних колёс, поэтому оказалось возможным расположить главную передачу переднего моста между мотором и радиатором. Карданный вал для привода передних колёс поместили слева от силового агрегата (машина с «правым рулём»). 1 — двигатель; 2 — автоматическая коробка передач; 3 — раздаточная коробка; 4 — АБС MaxaRet; 5 — главная передача заднего моста; 6 — главная передача переднего моста.

Все без исключения автомобильные журналисты того времени упоминали выдающуюся устойчивость полноприводных Дженсенов и «практически неограниченный запас тяги на мокром асфальте». Жаль, что самого Фергюсона к тому времени уже не было в живых — он умер в 1960-м...

Почему мы столь подробно рассказываем о Формуле Фергюсона? Да потому, что именно фирма Harry Ferguson Research впервые в мире уделила столь серьёзное внимание полному приводу как средству повышения активной безопасности!

Мы уже говорили, что привод на четыре колеса оставляет больший запас по сцеплению для восприятия боковых сил. И это плюс. Но есть и минус — теряется однозначность реакций на подачу топлива. Если на мощном заднеприводном автомобиле в скользком повороте резко нажать на газ, это вызовет занос задней оси. На переднеприводной машине, наоборот, при подаче тяги в скольжение сорвутся передние колёса. Хорошо это или плохо — не в том дело. Главное, что водитель всегда знает, как поведёт себя автомобиль в таком случае.

А какая ось сорвётся в скольжение на полноприводном автомобиле? На этот вопрос ответить непросто. Если в данный момент больше разгружен передок или под передними колёсами более скользкое покрытие, то начнётся снос. А если худшие условия по сцеплению имеют задние колёса, то машина уйдёт в занос. Реакция может быть неоднозначной! И это небезопасно.

Jensen FF (1966–1971) — полноприводная версия купе Jensen Interceptor. Первый серийный полноприводный автомобиль с самоблокирующимся межосевым дифференциалом. Двигатель Chrysler V8 с «большим блоком» рабочим объёмом 6,3 л развивал 325 л.с. и приводил все колёса через трёхступенчатый «автомат» TorqueFlite или 4-ступенчатую механическую коробку. На диагональных шинах размерностью 6,70–15 (как у «Волги» ГАЗ-21) Jensen FF снаряжённой массой 1800 кг развивал 212 км/ч и набирал 100 км/ч за 7,7 с. Другие технические особенности: реечный рулевой механизм с гидроусилителем, дисковые тормоза всех колёс, одноканальная АБС Dunlop MaxaRet (от английского maximum retardation — максимальное замедление), независимая передняя подвеска на двойных поперечных рычагах и зависимая рессорная с тягой Панара сзади. В 1968 году в Великобритании Jensen FF стоил 6000 фунтов стерлингов — примерно столько же, сколько самый дешёвый Rolls-Royсe. Всего было выпущено 318 полноприводных машин.

К счастью, Тони Ролт сам был гонщиком, причём очень хорошим — однажды, в начале 50-х, он даже выиграл 24-часовую гонку в Ле-Мане. Поэтому Ролт с коллегами с самого начала попытались избежать неоднозначности полного привода, применив несимметричный межосевой дифференциал. На задние колёса всех машин с фергюсоновскими трансмиссиями подавалось 63% крутящего момента, на передок — 37%. Таким образом реакция на увеличение тяги была приближена к заднеприводной.

Самоблокирующийся дифференциал позволил Дженсену взять лучшее от обоих типов трансмиссий. Лёгкий вход в поворот и отсутствие циркуляции мощности в штатных режимах движения без пробуксовки — от дифференциального привода. А лучшую реализацию тяги двигателя при пробуксовке — от жёсткого.

Но обгонные муфты механизма блокировки работали жёстко, в пульсирующем режиме, моментально превращая несимметричный дифференциальный привод в блокированный и обратно. Поэтому при пробуксовке неоднозначность увеличивалась! Был нужен механизм, который бы более гибко и плавно изменял степень блокировки межосевого дифференциала. И в конце 60-х годов Тони Ролт вместе с Дереком Гарднером, который позже был главным конструктором болидов Tyrrell, занялись странными, на первый взгляд, экспериментами с силиконовой жидкостью, что использовалась в муфтах привода вентиляторов радиаторов. Да-да, именно Ролт с Гарднером вошли в историю как изобретатели вискомуфты!

Самоблокирующиеся развиваются

Цилиндр с пакетами фрикционов внутри, заполненный силиконовой жидкостью, отлично подходил для намеченной Ролтом цели — тормозить шестерни межосевого дифференциала при пробуксовке колёс. Пока скорости вращения всех колёс примерно равны, вискомуфта никак не вмешивается в работу межосевого дифференциала. Но вот колёса одной из осей забуксовали. Шестерёнки межосевого дифференциала тут же начинают раскручиваться, связанные с ним пакеты фрикционов вискомуфты «взбивают» силиконовую жидкость, и муфта «схватывается», блокируя межосевой дифференциал частично или полностью.

Такое устройство блокировало дифференциал плавнее и мягче, что положительно сказывалось на управляемости. После оформления патентов на вискомуфту Тони Ролт в 1971 году образовал фирму FF Developments — специально для того чтобы оснащать автомобили полноприводными трансмиссиями своей разработки. Например, среди первых заказов фирмы были полноприводные версии фургончиков Bedford для английских лесничеств, партия автомобилей Ford Zephyr FF для полиции или седаны Opel Senator 4×4 для британской военной миссии в Берлине. Но самым главным достижением FFD стала трансмиссия для американского автомобиля AMC Eagle, который выпускался с 1979 по 1988 год. Это был обычный легковой AMC Concord, но с поднятым на 75 мм кузовом и с увеличенными «внедорожными» шинами. И конечно же, с полноприводной трансмиссией. Причём впервые в мире серийный автомобиль был оснащён межосевым дифференциалом, блокирующимся вискомуфтой!

Конечно, создавался AMC Eagle главным образом для тех, кто периодически штурмует бездорожье, — полный привод появился на этих машинах не из-за желания добиться более уверенного разгона или лучшей устойчивости и управляемости, как в случае с суперкаром Jensen FF или с Audi Quattro. Но с трансмиссионной точки зрения прямыми наследниками AMC Eagle стали такие драйверские автомобили, как Subaru Impreza Turbo или Mitsubishi Lancer Evo с первого по шестое поколения. Ведь их межосевые дифференциалы тоже блокируются встроенными вискомуфтами.

Раздаточная коробка автомобиля AMC Eagle разработки FFD. Обратите внимание на вискомуфту — это встроенный в межосевой дифференциал цилиндрический корпус с фрикционными дисками, заполненный вязкой кремнийорганической жидкостью (силоксан). При пробуксовке колёс одной из осей ведущий и ведомый пакеты дисков в вискомуфте проворачиваются относительно друг друга, давление и температура внутри возрастают, изменяется вязкость силоксана — и вискомуфта тормозит одну из выходных шестерён, не позволяя ей вращаться относительно корпуса и блокируя межосевой дифференциал.

Серийное купе Audi Quattro, которое появилось в 1981 году, через два года после дебюта AMC Eagle, оснащалось обычным «свободным» межосевым дифференциалом с принудительной блокировкой. Правда, Фердинанд Пьех, который в начале 80-х был начальником инженерного департамента Audi, выбрал для Quattro очень изящную схему, отлично подходившую для компоновки ингольштадтских машин. Продольно расположенный силовой агрегат переднеприводного автомобиля прямо-таки указывал торцом коробки передач на задние колёса — осталось лишь встроить в корпус трансмиссии межосевой дифференциал. Но для привода на передние колёса конструкторы Пьеха не стали городить традиционный для полноприводников огород с отдельной «раздаткой». Немцы сделали вторичный вал коробки полым — и сквозь него пропустили приводной вал передних колёс. Воистину, всё гениальное просто...

С самого начала на Audi, в отличие от FFD, выбрали симметричное распределение крутящего момента по осям — 50 : 50. А в 1984 году из салонов полноприводных Audi наконец-то исчезли архаичные ручки принудительной блокировки «центра» — в трансмиссиях Quattro появился привычный нам самоблокирующийся дифференциал Torsen. Название Torsen происходит от английских слов torque sensing и отражает способность этого чисто механического устройства мгновенно и плавно увеличивать степень своей блокировки в ответ на изменение крутящего момента на выходных валах. Поэтому Торсену не нужна вискомуфта — он блокируется сам. Причём срабатывает не от разности скоростей вращения уже после начала пробуксовки, а ещё до начала скольжения: Torsen способен реагировать на изменение сцепных условий в пятне контакта шин с дорогой!

Кстати, когда в последнее время конструкторы больших внедорожников стали задумываться о достижении «легковой» управляемости, они тоже вспомнили про Torsen — он используется в трансмиссиях таких автомобилей, как новый Range Rover, VW Touareg/Porsche Cayenne и Toyota Land Cruiser Prado.

Но вернёмся в 80-е. Триумфальный выход Audi Quattro на раллийную сцену послужил началом полноприводного бума — все раллийные команды группы В бросились создавать версии 4×4. Один за другим появились Peugeot 205 T16, Metro 6R4, Lancia Delta S4, Ford RS200... Все как один — с вискомуфтами в самоблокирующихся дифференциалах разработки FFD. За работу с раллийными командами на FFD отвечал Стюарт Ролт, сын Тони...

В начале 90-х годов обращался к FFD и завод АЗЛК, когда было решено проектировать раллийную полноприводную модификацию «Москвича»-2141. С помощью англичан была создана трансмиссия с тремя самоблокирующимися дифференциалами — передним, задним и межосевым (точь-в-точь как на болидах Ford RS200). Управляемость экспериментальных полноприводных «Москвичей» в предельных режимах заслуживала самых лестных оценок — поведение машин в скольжении было предсказуемым и удобным для гонщиков. Оказалось, что, подбирая «жёсткость» блокирующих вискомуфт во всех трёх дифференциалах, можно в широком диапазоне настраивать управляемость автомобиля. Например, более «строгая» блокировка заднего межколёсного дифференциала повышает склонность автомобиля к заносу задней оси. Увеличение коэффициента блокировки переднего или межосевого дифференциала, наоборот, повышает запас устойчивости — автомобиль менее охотно заезжает в поворот из-за проскальзывания и сноса передних колёс.

Однако такая настройка актуальна только в одном случае — при раллийном стиле езды со скольжениями. Поэтому три самоблокирующихся дифференциала — это прерогатива болидов группы WRC. Причём на этих машинах, как правило, внутрь дифференциалов встроены уже не вискомуфты, а пакеты многодисковых фрикционов с гидроприводом и с электронным управлением. Таким образом конструкторы получают широчайшие возможности по настройке управляемости в режиме реального времени. Например, при входе в поворот бортовой компьютер может «распустить» муфты во всех трёх дифференциалах, превратив их в «свободные» — чтобы автомобиль легче заходил в вираж. А когда пилот начнёт ускоряться при выходе на прямую, электроника даст команду, и сервопривод «зажмёт» муфты в дифференциалах таким образом, чтобы добиться минимальной пробуксовки всех колёс и в то же время не перейти грань приемлемой недостаточной поворачиваемости, за которой болид вынесет наружу виража.

Кстати, первыми применили управляемые муфты в Daimler-Benz — в трансмиссии автомобиля Mercedes-Benz Е-класса 4Matic с кузовом W124 образца 1986 года. Причём муфт там было три — при необходимости электроника сперва подключала привод на передние колёса, а потом последовательно задействовала блокировки межосевого и заднего межколёсного дифференциалов. Но такая трансмиссия оказалась неоправданно сложной. Кроме того, на нестабильном покрытии электроника то подключала передние колёса, то отключала...

Ещё одним пионером применения электронноуправляемых муфт в скоростных автомобилях стала фирма Porsche — на модели Porsche 959 1986 года было две муфты, а электроника работала в четырёх режимах, которые мог выбирать водитель. Позже серийные автомобили с трансмиссиями подобной сложности начали выпускать японцы — это, например, Mitsubishi Lancer Evo, наиболее совершенный полноприводный дорожный автомобиль из всех, что когда-либо проходили испытания Авторевю. Эволюция с межосевым управляемым дифференциалом ACD и задним дифференциалом с активным распределением крутящего момента AYC способна творить чудеса...

Вместо дифференциала

Пока раллийные инженеры колдовали с механизмами самоблокировки, конструкторы массовых легковушек, наоборот, пошли по пути упрощения — и вообще отказались от межосевого дифференциала, заменив его вискомуфтой. Первым европейским легковым автомобилем с такой трансмиссией стал Volkswagen Golf II Syncro 1985 года — его трансмиссию разрабатывали инженеры фирмы GKN, которая ещё в 1969 году приобрела FFD. Преимуществами такой схемы были простота и унификация полноприводной модели с базовой. В нормальных условиях автомобиль сохранял характеристики и управляемость переднеприводного, а при пробуксовке передних колёс уже через 0,2 секунды срабатывала вискомуфта, способная подавать назад до 70% крутящего момента.

Компоновка трансмиссии VW Golf III Syncro. «Раздатка» пристыкована к коробке передач, а вискомуфта установлена в блоке с главной передачей заднего моста и подключает привод на задние колёса при пробуксовке передних. На автомобилях VW Golf IV место вискомуфты заняла муфта Haldex.

Но такой «упрощенный» привод задних колёс обладал существенным недостатком — даже небольшая задержка в срабатывании вискомуфты усугубляла неоднозначность реакций. При подаче газа в скользком повороте автомобиль сначала сносило наружу, как переднеприводный, а потом, с подключением задних колёс, он резко менял характер — и мог уйти в занос.

Здесь отличились японцы — они неоднократно пытались сгладить этот недостаток, подбирая характеристики вискомуфт и используя их не только для включения привода на задние колёса, но и для блокировки межколёсных дифференциалов. На некоторых моделях (например Nissan Sunny/Pulsar 1988 года) было аж три вискомуфты: одна включала привод на задние колёса, а две другие служили для блокировки межколёсных дифференциалов. В автомобилях Ноnda Concerto 4WD вискомуфты заменяли не только межосевой, но и задний межколёсный дифференциал...

Но потом оказалось, что вместо вискомуфты в приводе задних колёс гораздо удобнее использовать просто фрикционную муфту, пакеты которой сжимаются гидроприводом. А управлять сжатием фрикционов и, соответственно, регулировать величину подаваемого к задним колёсам крутящего момента отлично может электроника.

Нынче большинство легковых полноприводников и паркетников имеют в приводе одной из осей управляемую муфту — будь то Haldex на автомобилях гольф-платформы концерна VW, система VTM-4 фирмы Honda или xDrive на BMW. Причём быстродействие современных муфт сделало задержку в подключении колёс практически незаметной — теперь всё зависит только от того, как настроена управляющая электроника. Например, трансмиссии автомобилей Golf 4Motion и Audi A3 Quattro совершенно идентичны конструктивно. Но разное программное обеспечение позволяет фольксвагеновцам выбирать симметричное распределение момента по осям, а инженеры Audi предпочитают подавать назад только 40% тяги, придавая своим машинам более переднеприводный характер. Дело вкуса...

А какие из этих схем предпочитаем мы? Легковые дорожные автомобили с подключаемым вручную приводом на вторую ось ныне, слава богу, не выпускаются. А что касается остальных трёх схем...

Конечно же, самые интересные, с нашей точки зрения, автомобили — это наследники Формулы Фергюсона, в трансмиссиях которых есть самоблокирующийся межосевой дифференциал. И неважно, какими путями осуществляется блокировка — вискомуфтой, как на автомобилях Subaru, механическим дифференциалом Torsen, как на моделях Audi A4-A6-A8 Quattro, VW Phaeton, или электронноуправляемыми муфтами (Mitsubishi Lancer Evo). Главное, что автоматически блокирующийся «центр» при грамотной настройке может значительно улучшить управляемость автомобиля — сделать его более безопасным и приятным для искушённого водителя.

Главная тенденция сегодня — изменяемый вектор тяги, когда момент превентивно по команде электроники подаётся на то колесо, что способно максимально эффективно его реализовать. Пока самая сложная полноприводная трансмиссия в мире — у седана Mitsubishi Lancer Evo X. Дополнительные редукторы способны перебрасывать момент между задними колёсами, центр блокируется электронноуправляемой муфтой, а спереди — обычный механический самоблок.Эпоха полного привода таким, как мы его знаем, закончится с приходом электромобиля о четырёх мотор-колёсах.

Но машины с автоматически подключаемым приводом на задние колёса мы тоже не сбрасываем со счетов — их становится всё больше. Муфту Haldex в последнее время активно используют Volvo и Saab. Трансмиссии со «свободными» межосевыми дифференциалами тоже находят своё применение — причём на таких скоростных автомобилях, как Мерседесы 4Matic всех классов. Но на этих машинах вместе с дифференциальным полным приводом в обязательном порядке «работает» неотключаемая антипробуксовочная электроника, которая в какой-то мере компенсирует отсутствие механизма самоблокировки.

Многодисковая муфта Haldex срабатывает от малейшего рассогласования скоростей вращения валов (1 и 5). Вращение любой из кулачковых шайб приводит к тому, что ролики начинают обкатываться по рабочим поверхностям (12) и перемещаться взад-вперёд, толкая поршни (10) в кольцевых цилиндрах насоса (на рисунке не показаны). Поршни накачивают масло в исполнительный цилиндр с поршнем (11), который и сжимает пакет дисков. Но электроника с помощью электромагнитного клапана может стравливать давление, тем самым гибко регулируя величину подводимого к колёсам момента. 1 — приводной вал; 2 — наружные фрикционные диски; 3 — внутренние фрикционные диски; 4 — уравновешивающая пружина; 5 — выходной вал; 6 — ступица; 7 — корпус; 8 — кулачковая шайба; 9 — ролики; 10 — кольцевые нагнетательные поршни; 11 — кольцевой рабочий поршень; 12 — профилированная рабочая поверхность.

Однако в последнее время мы замечаем, что по реальным ездовым свойствам автомобили с разными полноприводными трансмиссиями становятся все ближе друг к другу — естественно, при движении по дорогам общего пользования, а не на раллийных трассах. И чем более совершенными будут становиться электронные антипробуксовочные системы и программы управления муфтами типа Haldex, тем меньше будет различаться управляемость оснащённых ими автомобилей. Очевидно, это и есть прогресс.

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

Как распознать настоящий внедорожник - КОЛЕСА.ру – автомобильный журнал

«Слушай, купил внедорожник» – частенько именно так владельцы крупных, брутальных автомобилей с полным приводом гордо отвечают на вопрос о своем новом автомобиле. 

На самом деле, в большинстве случаев их «внедорожник» представляет собой просто большой легковой автомобиль, способный разве что выехать из неубранного от снега двора. А что же такое «настоящий» внедорожник? 

Ни для кого не секрет, что мир стремится к упрощению и универсализации. Неудобно и затратно иметь массу вещей, каждая из которых выполняет одну отдельную функцию, даже если эта самая функция выполняется превосходно.

В современном мире с его невообразимой скоростью жизни намного важнее, чтобы находящиеся в пользовании устройства делали всё, сразу и желательно без участия человека: стиральная машинка, самостоятельно собирающая грязное бельё по дому и вовремя заказывающая доставку стирального порошка; холодильник и мультиварка с выходом в Интернет, самостоятельно выкладывающие в Инстаграм снимки содержащейся еды; телефон с одной кнопкой, заменяющий одновременно плеер, фотоаппарат, книги, карту памяти, компьютер, а в отдельных тяжелых случаях и мозг…


И уже совершенно не важно, что половина функций выполняется с посредственным качеством, а часть задач — откровенно плохо. Кого это волнует, если среднестатистический обыватель, имея в руках современное, сложное и дорогое устройство, этой самой половиной функций не пользуется, а задач не ставит. Каким бы замечательным и разносторонним ни был тот же iPhone, все равно его владельцы по нему большую часть времени просто звонят…



Абсолютно то же самое происходит и в автомобильном мире, само собой, идущем в ногу с тенденциями современной человеческой жизни. Очень дорого и неудобно иметь по отдельности спорткупе, кабриолет, лимузин, микроавтобус и внедорожник. Всем этим должна быть одна машина!



Спрос, как говорится, рождает предложение. Недолго думая, производители постарались скрестить все вышеописанное, создав так называемый класс «кроссоверов». Получилось у кого что, с разным успехом, возможностями и ценой. Но главное для россиян – по размеру, чаще всего, похоже на внедорожник — недосягаемую мечту большинства отечественных автовладельцев.



Не важно, что привод часто только передний, не важно, что реальный клиренс 17-18 см, не важно, что тонет в первой же луже — всё равно ездить только до магазина. Зато здоровый «ящик» с высокой посадкой на страх окружающему потоку и на зависть соседям!

Кстати, если внимательно присмотреться к словообразованию, то лукавства никакого нет. Производитель не обещает, что кроссовер должен уметь преодолевать бездорожье. Ведь кроссовер (агл. cross-over) в переводе – переходное состояние, пересечение. Как раз слияние нескольких типов и классов автомобилей, в которых «гены» вездехода и вовсе могут отсутствовать.

Ещё одно обозначение этого класса – SUV (Sport Utility Vehicle), то есть спортивно-утилитарный автомобиль. Название опять никаким местом не касается внедорожных способностей. Только спортивно-утилитарного назначения автомобиля – то есть, функциональной реализации грузопассажирских возможностей для человека, ведущего активный образ жизни.



Давайте теперь посмотрим, что же представляют собой автомобили, все-таки рассчитанные на преодоление тех или иных преград.

В силу появившегося разнообразия, такие машины тоже имеют две градации по способностям, которые легко уловить опять по словообразованию: "все-дорожники" и "вне-дорожники". Чувствуете разницу?

Первый класс автомобилей нацелен на езду по асфальтовым, грунтовым, разбитым, поломанным, взорванным, кривым, косым, тем, что идут полями, и тем, что просекой, но всё-таки дорогам! Такие автомобили не подразумевают полноценного внедорожного арсенала, но преодоление препятствий входит в приоритетные обязанности.



Ярчайшим примером вседорожника является Suzuki Grand Vitara. По своим размерам и внешности – его можно принять за обычный кроссовер. Однако интегрированная в конструкцию рама, наличие понижающей передачи, хорошая геометрическая проходимость и настройка основных узлов и агрегатов на повышенные нагрузки (кстати, в ущерб легкому поведению на асфальте) делают этот автомобиль при наличии хорошей резины и умелых рук за рулём прекрасным «проходимцем».



Другой крайностью вседорожных возможностей обладает, например, Land Rover Freelander. Казалось бы, автомобиль, вообще лишённый какого бы то ни было преимущества перед обычными «паркетниками». Но! Электронноуправляемая муфта имеет возможность полной автоматической блокировки.



А главное, «Фрил» имеет в арсенале крайне удачно настроенную фирменную систему Terrain Response: электроника настолько оперативно, грамотно и функционально использует возможности двигателя, коробки передач и полного привода, что порой (опять-таки, в умелых руках) Фрилендер способен творить чудеса.

Причем, для того, чтобы без особой опаски ездить по колдобинам, не обязательно иметь хороший запас наличности, желательно с шестью нулями после первой цифры. Задействовав все таланты инженеров, очень интересный автомобиль сделали в Renault – имя ему Duster.



Легкий, геометрически выверенный, с высоким клиренсом кроссовер получил механическую трансмиссию с уникальными настройками — очень «короткой» первой передачей, по сути заменившей «понижайку». Обычная муфта с функцией электронной блокировки установлена не от близкого по размерам Кашкая, а от большого Мурано, получив хороший запас прочности и выносливости. В итоге, значительно улучшившиеся характеристики проходимости в полной мере позволяют назвать полноприводный Дастер вседорожником.

Однако у вседорожников, как автомобилей имеющих в основе легковые особенности и ограниченные возможности, всплывает множество вопросов, когда дороги всё-таки заканчиваются. Именно тогда раскрываются способности настоящих внедорожников.



Как нетрудно увидеть из названия, главная задача, суть и цель таких машин, уметь передвигаться вообще ВНЕ каких бы то ни было дорог. А значит, на первое место выходит огромное количество именно внедорожных конструкторских особенностей, решений и настроек. На второй план задвигаются асфальтовые характеристики, уровень комфорта, наличие развлекательных опций, качество отделочных материалов и тому подобные совершенно не важные для преодоления препятствий вещи.

В первую очередь, в настоящем внедорожнике должна быть крепкая рама.

В подавляющем большинстве случаев она имеет «лестничную» или по-другому лонжеронную структуру. Какой бы архаичной не казалась эта конструкция, но для преодоления суровой действительности она имеет массу преимуществ перед несущим кузовом.

Рама – это очень прочная (читай, надежная и выносливая) основа конструкции внедорожника. По большому счету мощный скелет, который заведомо рассчитан на применение серьезных силовых и весовых нагрузок. Как следствие, рама позволяет устанавливать большие двигатели с хорошей мощностью и крутящим моментом.

Значительно выше параметр жесткости на скручивание системы "рама-кузов" из-за более равномерного распределения нагрузок при штурме крутого рельефа.



Из-за того, что рама и кузов автомобиля представляют собой отдельные элементы, появляется возможность «лифтовать» (увеличивать клиренс) внедорожник с помощью специальных наборов, а также применять колеса значительно большего диаметра.

Кроме того, такая конструкция автомобиля значительно проще технически, потому что основные узлы и агрегаты автомобиля просто навешаны на раму. Это значительно повышает ремонтопригодность и упрощает процесс эксплуатации.

Да и комфорт пассажиров при преодолении серьезных препятствий куда выше на рамном внедорожнике. Ведь сначала всю нагрузку от колес и подвески встречает именно рама, а уж затем в демпфированном виде вибрации, шумы и стуки передаются на кузов.



Ярко выраженная геометрическая проходимость

Один из важнейших параметров хорошего внедорожника, характеризующийся наличием высокого дорожного просвета и короткими свесами спереди и сзади. Как следствие — большими углами въезда и съезда.

Сюда же можно отнести и малую длину базы: чем длиннее внедорожник, тем больше у него шансов "лечь на брюхо". На проходимость сильно влияет и параметр хода подвесок — расстояние между верхним и нижним положениями колеса. А для автомобилей с зависимой подвеской — ещё и угол скрещивания передней и задней оси.

Всё это влияет на возможность преодолевать машине рельеф с большими перепадами высот не цепляя частями кузова, с лишним шансом дотянуться колесами до грунта и избежать диагонального вывешивания.



Обязателен тяговитый двигатель

Конечно же, не обойтись хорошему внедорожнику без хорошего мотора. Причем важна не столько мощность, сколько запас крутящего момента на малых и средних оборотах. Двигатель обязан не столько гнать автомобиль, сколько тянуть его вне зависимости от зыбкости грунта и крутизны рельефа.



Если это бензиновый мотор, то он должен быть большого объема. Именно такие силовые агрегаты позволяют достигать пиковых значений тяги на низких оборотах без необходимости выкручиваться "в отсечку". Кроме того, такие двигатели обладают очень хорошей эластичностью — равномерному распределению мощности на протяжении всего рабочего диапазона мотора.

Вкупе это позволяет крайне эффективно управлять потоком тяги на бездорожье в каждой конкретной ситуации. Но есть один недостаток — бензиновые моторы большого литража имеют повышенный расход топлива, что крайне отрицательно сказывается на автономности хода.



Именно поэтому в настоящих внедорожниках чаще всего оказывается дизельный двигатель. Топливная экономичность никак не влияет на его особенность выдавать лавину крутящего момента практически с холостых оборотов. В критических ситуациях, когда стоит вопрос выживания, солярку можно слить с любого встретившегося Камаза, а вот найти 95-й бензин, например, посреди тундры может не получиться.

На дизельный мотор для серьезного внедорожника распространяется то же требование, что и для бензинового двигателя: чем больше объем, тем лучше. Например, высокотехнологичный битурбированный дизель Volkswagen Amarok объемом всего 2.0 литра может не выдержать серьезных нагрузок.



Полнофункциональный полный привод

Само собой, без полного привода на бездорожье делать нечего. Однако простой факт наличия четырех ведущих колес, как, например, на кроссоверах, может не сыграть ключевой роли. Самое главное, как этот полный привод устроен. На внедорожниках различают две системы: Part-time и Full-time.



Система Part-time подразумевает наличие основного ведущего заднего привода и вручную подключаемого переднего. Причем подключение "передка" происходит напрямую и жестко, без использования межосевого дифференциала. Но такой способ, по сути, заменяет собой центральную блокировку, поскольку передние и задние колеса оказываются в жесткой связи. Достоинства: простота, дешевизна и ремонтопригодность конструкции. Недостаток — невозможность ездить с постоянно включенным полным приводом. Ярчайшим примером использования системы Part-time являются автомобили в кузове пикап, а так же внедорожники, построенные на их основе.



Система Full-time, как видно из названия, позволяет ездить на полном приводе все время. В её конструкции используется межосевой дифференциал, который может быть в том числе с электронным управлением, распределяющим поток крутящего момента между передней и задней осью в зависимости от ситуации. Однако главный показатель для внедорожника — наличие принудительной блокировки, когда передние и задние колеса оказывается в жесткой связи, как на системе Part-time.



Кроме того, хороший внедорожник обязан иметь ещё как минимум одну, а лучше две блокировки межколесных дифференциалов. Грубо говоря, принудительное и жесткое закрепление связи между правым и левым колесом на каждой из осей. На сегодняшний день, почти все производители внедорожников предлагают заднюю блокировку в штатном оснащении или как опцию. А вот блокировку дифференциала передней оси в заводском исполнении имеет один единственный автомобиль — Mercedes-Benz Gelandewagen.

Конечно же, внедорожник немыслим без демультипликатора — механизма, предназначенного для временного повышения крутящего момента, то есть, понижающей передачи. Дополнительный механизм установленный за основной коробкой передач, с помощью которого достигаются пиковые значения крутящего момента и мощности на малых и сверхмалых скоростях. Активируется при нехватке тяги для преодоления зыбких грунтов или крутых подъемов.



Настроенные электронные системы

В современном мире элетроника и компьтерные технологии настолько прочно вошли в мир людей, что под их натиском сдались даже такие проявления конструкторского консерватизма, как настоящие брутальные внедорожники. Многие современные вездеходы буквально нашпигованы процессорами, решающими за водителя в том числе и проблемы, связанные с преодолением бездорожья. Системы распределения тяги по колесам, контроля подачи топлива, погашения кренов, курсовой устойчивости, помощи при спуске и подъеме, настройка чувствительности акселератора и много ещё чего. В том числе, даже автоматического контроля за блокировками.



Маленькую революцию в этом плане совершил Land Rover, который создал систему, позволяющую самостоятельно и комплексно помогать водителю при преодолении внедорожных препятствий. Человеку просто нужно выбрать каких, "нажав кнопку" снег, грязь, песок или камни. Всё остальное сделает электроника.

И всё же самым важным достоинством всех этих систем для внедорожника является возможность их в нужный момент отключить.

За исключением последнего пятого пункта, все остальное характеризует настоящий внедорожник только в комплексе. Лишившись любого из первых четырех параметров, автомобиль имеет большие шансы потерять статус внедорожника, скатившись даже до уровня кроссовера. Примеров масса, начиная от Hyundai Santa Fe и заканчивая Cadillac Escalade. Причем плохого в этом, по большому счету, ничего нет — планета потихоньку закатывается толстым слоем асфальта, так что бездорожья становится все меньше, по крайней мере в ареалах обитания людей.



Что в итоге?

Если ваш глаз случайно пал на подобный автомобиль, помните, что его основная задача — бороться с бездорожьем и заезжать туда, где следующим за вами транспортным средством будет гусенечный трактор. Поэтому не стоит обижаться на внедорожник, если он неудобен в парковке у супермаркета, плохо разгоняется до 100 км/ч, неусточив в поворотах, некомфортен для детей, а в багажник влезают не все памперсы.

Просто вы выбрали не ту машину. Хотя сегодня современные технологии таковы, что именно настоящие внедорожники стали тем самым универсальным устройством, способным выполнять одновременно все функции и задачи. Правда и стоимость таких внедорожников соответствующая...



Условные типы внедорожников:

  • Военные: Mercedes-Benz G-class, Land Rover Defender, Jeep Wrangler, UAZ Hunter и Patriot
  • Утилитарные: Mitsubishi Pajero Sport, Chevrolet TrailBlazer, Jeep Cherokee, SsangYong Kyron, Chevrolet Niva, Lada 4x4, а также всё "поголовье" пикапов.
  • Универсальные: Mitsubishi Pajero, Toyota LC Prado (Lexus GX), Nissan Patfinder, Land Rover Discovery, VW Touareg, Jeep Grand Cherokee, Chevrolet Tahoe
  • Внедорожники — "дворцы": Mercedes-Benz M-class и GL-class, Nissan Patrol, Toyota LC200 (Lexus LX), Range Rover


Читайте также:

какие они бывают, чем хороши и чем чреваты — Журнал «4х4 Club»

Улучшить проходимость своего автомобиля желают практически все автовладельцы. И многим даже не надо преодолевать лесовозные колеи, карабкаться по отвесным скалам и тому подобное. Хотя бы просто сделать так, чтобы не было этого позорного застревания на ровном месте. Если внедорожник оснащен противобуксовочной системой, часть проблем снимается. Тут-то всплывает загадочное слово «блокировка»…


На заре автомобилестроения инженеры поняли, что сплошная ось для пары колес вредна. Автомобиль по прямой ездит не то чтобы редко, а прямо-таки никогда. Поэтому каждая покрышка проходит свой путь. Быстрый износ шин и нежелание автомобиля поворачивать заставили искать решение. Придумали. Ось разделили надвое, на полуоси, а между ними поставили дифференциал. Теперь на прямой колеса стали крутиться одинаково, а в поворотах – с разной скоростью. Но покрытие не всегда равномерное. Скажем, под одним колесом камень, а под другим рыхлый песок. Соответственно, одному колесу крутиться легче. Вот его-то дифференциал и крутит. А то,  которому труднее, не хочет. Появился эффект буксования одним колесом. И даже привод на все четыре колеса проблему не исключил – буксуют по одному колесу спереди и сзади. Теперь встала задача пробуксовку исключить. Для этого и придумали блокировки.

Полная принудительная блокировка
Обычный открытый дифференциал дополнен механизмом, жестко фиксирующим сателлиты. В результате полуоси не могут крутиться с разной скоростью, и усилие от двигателя распределяется поровну между колесами. Наиболее универсальны, но требуют внимания. Использовать осторожно: перед установкой выяснить, выдержит ли трансмиссия такую переделку.


ЧТОБЫ КОЛЕСА НЕ СКОЛЬЗИЛИ
Если рассматривать полноприводной автомобиль, то ему надо три дифференциала: один распределяет крутящий момент между осями (межосевой) и два – между колесами на одной оси (межколесный). А у настоящего внедорожника, с колесной формулой 4х4, все они должны быть блокируемыми.

Большинство современных внедорожников оснащается противобуксовочными системами, которые уменьшают эффект пробуксовки одного из колес. Действуют они по тому же принципу, что и ABS, только наоборот. На каждом из колес установлен датчик, показывающий скорость его вращения. Компьютер считывает показания этих датчиков, и если одно из колес начинает вращаться слишком быстро – то есть наступает пробуксовка, дает команду тормозной системе притормозить это колесо. Некоторые системы еще при этом уменьшают подачу смеси в цилиндры двигателя – придушивают мотор. В большинстве случаев работы этих противобуксовочных систем вполне достаточно, чтобы исключить сильное проскальзывание колес. Иногда они работают настолько эффективно, что диву даешься. Конечно, при частой внедорожной эксплуатации такие системы заметно повышают износ тормозных колодок и дисков, но это, как вы поймете из статьи, вовсе не самое большое из зол. Если же автомобиль не оснащен противобуксовочной системой или ее действия владельцу кажутся недостаточными, можно дополнительно оснастить машину блокировками дифференциалов и добиться гораздо большего эффекта.



Gov-Lok
Очень жестко работающая блокировка. Включается автоматически на ходу на скоростях до 40 км/ч. Требует очень прочных деталей трансмиссии и дифференциала. Штатно ставится на большие автомобили GM. При установке на другие автомобили требует значительных переделок.


БОЛЬШАЯ РАЗНИЦА
Но блокировка блокировке рознь. Одни полностью выключают дифференциал, другие – только частично. Соответственно, в первом случае, если хотя бы одно колесо находится на твердом грунте, машина будет двигаться. Во втором это будет происходить, пока разница в сцеплении колес с поверхностью не превысит какого-то предела. Следовательно, блокировки можно разделить на полные и частичные. Причем полные блокировки могут включаться как вручную, так и автоматически, а вот частичные работают только самостоятельно. Большинство можно установить вместо обычного дифференциала или заменить один тип блокировки другим. А поскольку у каждого типа есть свои преимущества и недостатки, то в подобной переделке есть смысл.

Виско-муфта
Автоматическая блокировка с мягким постепенным включением. Обеспечивает довольно низкий коэффициент блокировки: не более 30%. Подходит только для нивелирования небольшой разницы в сцеплении. Часто сильно «задумчива». На бездорожье практически бесполезна. Не обслуживается, при разгерметизации корпуса выходит из строя и требует замены.


ЗАМКНУТЬ ПО ПОЛНОЙ
Полная блокировка не допускает разницы в скорости вращения полуосей и, соответственно, колес. На бездорожье, там, где может возникнуть пробуксовка, это полезно: вероятность, что автомобиль перестанет двигаться, потеряв сцепление с поверхностью, уменьшается. А вот на твердых покрытиях полная блокировка полуосей приведет к повышенному износу не только покрышек, но и (на больших скоростях) элементов трансмиссии. А самое главное, машина с заблокированным дифференциалом не хочет поворачивать. Поэтому «замок» должен срабатывать только при необходимости. Добиться этого можно, например, установив ручной привод на включение-выключение. Такая блокировка называется принудительной, управляется водителем с помощью рычага или кнопки и требует постоянного контроля за своим состоянием. Периодически владельцы авто с таким типом блокировки забывают вовремя ее отключать, что порой приводит к серьезным последствиям. Кроме того, следует иметь в виду, что нагрузки на полностью заблокированную трансмиссию возрастают очень сильно. Ведь при спокойном движении усилие от двигателя распределяется примерно поровну на два или даже четыре колеса. А если только одно колесо имеет сцепление с поверхностью? Тогда нагрузка на одну полуось возрастает аж в четыре раза. К такому напряжению деталь может быть не готова. Например, на «Ниву» можно поставить полный комплект таких блокировок. Они есть. Но при первом же серьезном испытании, когда вся нагрузка придется на одну полуось, она может попросту не выдержать. Не рассчитана она на это. И увлекательное приключение превратится в путешествие на эвакуаторе. Можно, конечно, заменить полуоси на усиленные, но тогда могут не выдержать детали привода. И так далее. Простое улучшение превратится в полную переделку авто. Поэтому, прежде чем ставить полные блокировки, прикиньте, стоит ли овчинка выделки.

Героторная дисковая блокировка
При возникновении разницы между скоростями вращения одной из полуосей с корпусом дифференциала насос автоматически увеличивает давление жидкости внутри системы. Фрикционные диски сближаются и подтормаживают быстро крутящуюся полуось. Работает мягко, усилие нарастает постепенно. Пока диски не изношены, коэффициент блокировки доходит почти до 100%.



Дисковая блокировка
Чаще всего применяется вариант с подпружиненными дисками. Это дает постоянную небольшую замкнутость дифференциала, не сильно отражающуюся на управляемости, но позволяющую без задержки среагировать на пробуксовку. Коэффициент блокирования доходит до 50%, что делает эту модификацию привлекательной на бездорожье. При этом работает мягко и самостоятельно. Требует специального масла с LSD-присадками.


Но несомненный плюс полной блокировки – абсолютная уверенность на бездорожье. С ней машина прет как танк. Особенно если блокировок полный комплект. И если, повторюсь, выдержат полуоси.

СДЕЛАТЬ НАПОЛОВИНУ

Другой тип блокировок лишь частично исключает пробуксовку колес. Такими системами оборудуют многие «полноприводные» легковушки, кроссоверы и даже некоторые полноценные внедорожники. И в большинстве случаев этого хватает, ведь далеко не всем требуется экстрим. Частичные блокировки работают самостоятельно, не требуя участия человека, и этим удобны. И плюс к этому включаются они постепенно, в зависимости от разницы в скоростях вращения наращивая усилие и подтормаживая слишком быстро крутящуюся ось или вал. Соответственно, они дают меньшую по сравнению с полной блокировкой нагрузку на трансмиссию и обеспечивают ей больший ресурс.

Кулачковая блокировка
Эти варианты – наиболее внедорожные. Они почти всегда замкнуты, обеспечивая постоянную полную блокировку. И лишь в поворотах на небольшой скорости зубцы могут прощелкнуться относительно друг друга, разрешая одному из колес «забегать» вперед. Требуют прочной трансмиссии. Изначально предназначались для тракторов. Рекомендуются спортсменам – профессионалам.


Делятся частичные блокировки на два больших типа. Первый использует фрикционные диски, второй – косозубые шестерни. В первом случае устройство в зависимости от разницы в скорости вращения полуосей  увеличивает трение между фрикционными дисками. Усилие распределяется на обе оси, скорость  вращения колес выравнивается. Самый известный пример такой блокировки – виско-муфта, которая применяется вместо обычного дифференциала. Больших нагрузок она выдержать не способна. Поэтому виско-муфта подойдет разве что для городских автомобилей.

Более внедорожными можно считать те устройства, где торможение происходит напрямую дисками. Добиваются этого по-разному, но принцип един: при проскальзывании возрастает давление на диски, которые, в свою очередь, прижимаются к шестерне полуоси и корпусу дифференциала. Опять-таки повышенное трение и выравнивание усилий на колесах. Но когда диски уже не справляются с нагрузкой, пробуксовка все равно происходит. Вообще при общении с частичными блокировками надо избегать большой разницы во вращении колес. Иначе детали блокировки быстро изнашиваются, а ремонт их недешев.


Червячная (косозубая) блокировка
Быстро, но мягко срабатывающая блокировка. Более надежна по сравнению с дисковыми «коллегами». Лишена «задумчивости», имеет широкий диапазон блокирования, определяемый наклоном зубьев. Меньше, чем дисковые собратья, боится длительной пробуксовки, но злоупотреблять все равно не стоит. При обслуживании лучше применять масло для гипоидных передач. Подходит для умеренного бездорожья.


Те частичные блокировки, что используют косозубые шестерни (червячные), более надежны по сравнению с дисковыми. Здесь расчет идет на то, что при возрастании усилия в косозубой передаче шестерни стремятся сдвинуться вдоль своей оси. И как только у нас усилие на полуосях начинает разниться, в системе возникает напряжение, и косые зубья толкают шестерни к корпусу. Там они тормозятся, причем тем сильнее, чем больше разница в скорости вращения валов. Здесь степень блокировки зависит от угла наклона косых зубьев шестерен. Но пробуксовки все равно возможны. Для червячных блокировок (наиболее известны среди них Torsen («Торсен») и Quaife («Квайф»)) длительное проскальзывание шестерен по корпусу с большой скоростью на пользу не идет, поэтому пробуксовки надо сводить к минимуму. Большая степень блокировки, относительная дешевизна в ремонте, простота установки, надежность и «самостоятельность» делают именно такой тип наиболее привлекательным для владельцев внедорожников.

Сломанные зубья шестерен дифференциала – результат чрезмерной нагрузки. Такое, а также сломанные полуоси и срезанные шлицы кардана бывает, когда трансмиссия не соответствует типу выбранной блокировки.


ТРАКТОРНЫЙ ВАРИАНТ

Все описанные типы блокировок рассчитаны на применение как на бездорожье, так и на дорогах. Но есть еще один вариант, которому твердое покрытие противопоказано. Это зубчатые, или кулачковые, блокировки типа Detroit Locker («Детройт локер»). Нормальное их состояние – замкнутое. Размыкаются они только при поворотах на твердой поверхности. Являются наиболее внедорожными и изначально разрабатывались для сельскохозяйственной и военной техники, которая практически не выезжает на дороги с покрытием. Они очень надежны и поэтому популярны в среде спортсменов за рубежом. Требуют мощной трансмиссии, поскольку напряжение на ее детали бывает очень большим. На переднюю ось гражданских машин ставить не рекомендуется, либо хотя бы следует отключать ее при движении по дорогам. Потому что при попадании на скользкие участки возможна полная блокировка передней оси, что в повороте чревато сносом и аварийной ситуацией с полной потерей управляемости.  Применение на задней оси также требует особого внимания – на скользких поверхностях задняя ось будет стремиться к соскальзыванию в занос. Это приятно любителям по-раллийному «мести хвостом» в поворотах, а для среднего водителя чревато полетом в кювет или (не дай Бог) во встречный автомобиль…

Простейшая полная блокировка
Некоторые умельцы пытаются заблокировать дифференциал… сварив между собой или корпусом его шестерни. Фото, кстати, с сайта американских блогеров. В результате люди получают телегу, лишенную управляемости, склонную к частым поломкам трансмиссии и попросту опасную для жизни на более-менее твердых грунтах. А в болоте такое чудо будет попросту закапываться равномерно всеми колесами.


Итак, что же делать, если хочется избавиться от пробуксовки? По степени блокирования устройства можно распределить так. Наименее «прочная», подходящая только для городских условий, – виско-муфта. Следом идут дисковые муфты различного типа. На них можно обратить внимание тем, кто выезжает за город, причем не всегда по дорогам. Для полноценного бездорожья можно порекомендовать червячные механизмы: Torsen и Quaife. Они обеспечивают довольно большую, хотя и не стопроцентную степень блокирования, но при этом дешевле полных блокировок и не требуют особого внимания.

Для экстремального бездорожья можно рекомендовать принудительные полные блокировки с любым типом привода.

Что же касается экзотических типов,  то их применение очень специфично. Они потребуют серьезного усиления  и переделки трансмиссии и вряд ли пригодятся рядовому пользователю. Если только вы не занимаетесь внедорожным спортом. Но это уже другая тема!

Super Select 4WD – Автомобили – Коммерсантъ

Super Select 4WD

Журнал "Коммерсантъ Автопилот" №5 от , стр. 63

&nbspSuper Select 4WD

       Современные внедорожники — воплощение мечты человека о комфортабельном передвижении как по болоту, так и по асфальту. Желание совместить максимальный комфорт и хорошую проходимость породило целый ряд оригинальных инженерных решений. Шасси внедорожника Mitsubishi Pajero на сегодняшний день остается наиболее оригинальным из-за количества задействованных в нем устройств.
       На хорошей дороге необходимость проворачивать "лишнюю" пару колес всегда делала внедорожник менее резвым, более шумным и прожорливым по сравнению с обычным автомобилем. Передние колеса стали отключать. Но полуоси, шестерни дифференциала и главной передачи, передний карданный вал продолжали молотить, хотя и вхолостую. Их отстранили от процесса движения по хорошей дороге, вделав в ступицы передних колес муфты свободного хода. Выехав на шоссе, водитель отключал передний мост рычагом рядом с рукояткой переключения передач, выбирался из кабины, перещелкивал ребрышко на ступице из положения Lock в положение Free, обтирал руки от грязи и катил, вовсю экономя топливо, почти как на обычной машине. Появились и автоматические муфты, отсоединявшие колеса, когда водитель отключал передний мост и останавливался или же сдавал назад.
       Чтобы включить передний привод у некоторых современных внедорожников, например у Nissan Patrol/Safari, приходится вылезать из кабины и пачкать руки о пресловутое ребрышко муфты свободного хода. Более современные муфты автоматически выполняют свое дело после переключения рычага в салоне, но только на определенных скоростях (у Nissan Terrano 2 — до 80 км/ч, у Toyota 4-Runner — до 90 км/ч). При движении по грязи внедорожнику необходимо блокировать межколесные и межосевой дифференциалы. Но далеко не у всех встречается межосевой дифференциал и мало кто имеет полный набор блокирующих устройств.
       Каждое дополнительное устройство, установленное в шасси внедорожника, неизбежно отражается на его цене. Поэтому Mitsubishi Pajero — дорогое удовольствие, из-за многорежимной АБС, устройства управления жесткостью амортизаторов и, главное, системы Super Select 4WD. Например, в Германии Pajero стоит от DM38 до 57 тыс., в то время как прямые конкуренты: Nissan Terrano — 37--49 тыс., Toyota 4-Runner — 49--54 тыс., Opel Frontera — DM35--41 тыс. Покупатель переплачивает за расширенные возможности в разных дорожных условиях.
       Система Super Select 4WD позволяет в зависимости от состояния дорожного покрытия менять режимы работы трансмиссии и типы приводов. Система управляется рычагом, расположенным правее рукоятки переключения передач, на скоростях до 100 км/ч. Нет нужды останавливаться, сдавать назад, вылезать, пачкать руки. О включенном режиме информирует пиктограмма-индикатор на приборном щитке, расположенная между спидометром и тахометром.
       Первый режим, 2Н (2 High range), в котором к трансмиссии подключены только задние колеса, рассчитан на экономичную езду по хорошим дорогам. Экономия топлива на скорости 60 км/ч составляет около 6%. В режиме 4H (4 High range) включены все 4 колеса. Используется на ровных скользких дорогах. Третий, 4HLc (4 High range Locked Center differential), при котором вдобавок блокируется межосевой дифференциал — для песчаных дюн, грейдеров, солончаков, ледяных и заснеженных дорог. И наконец, последний, 4LLc (Low range Locked Center differential) предназначен для тяжелого бездорожья. Задействован демультипликатор и заблокирован межосевой дифференциал. Включается режим 4LLc через нейтральное положение рычага. И только на неподвижном автомобиле. Нейтральное положение рычага у дизельных модификаций Pajero с механической коробкой передач используется для отбора мощности на лебедку самовытаскивания. Этот режим (все мосты отключены) является оптимальным и для буксировки неисправного Pajero.
       Два первых режима при переключении не требуют выжима педали сцепления. Ко всем режимам можно (на скоростях до 12 км/ч) добавить блокировку заднего межколесного дифференциала. Словом, возможности у Pajero шире, чем даже у легендарного Land-Rover.
       Перейдем к конструкции Super Select 4WD. Вместо привычных муфт свободного хода в ступицах — устройство, разъединяющее правую полуось переднего моста. При этом имитируется классический недостаток обычного симметричного дифференциала: когда одно из колес теряет сцепление с полотном дороги, на другое колесо уже нельзя передавать значительного крутящего момента. Роль "проскальзывающего колеса" играет разобщенная правая полуось, левая же одновременно перестает прокручивать массы коробки дифференциала и переднего карданного вала, вращая лишь легкие сателлиты. Устройство имеет вакуумный привод. Синхронизаторы обеспечивают надежное соединение правой полуоси на скорости.
       Управляя рычагом переключения режимов, водитель задействует датчики, связанные с электронным блоком управления и обеспечивающие синхронность всех устройств системы.
       Главный элемент всей системы — муфта переключения с 2WD на 4WD и обратно — скользит по набору шестерен в раздаточной коробке и может также блокировать межосевой дифференциал. Естественно, переключатель типа привода оснащен синхронизаторами. Легкое движение рычагом в салоне — и зашелестела пластинчатая цепь в раздаточной коробке. Цепь — наиболее распространенный сейчас способ отбора мощности на передний вал — благодаря меньшим по сравнению с шестеренчатой передачей размерам, механическим потерям и шуму. Цепь надежна, длительное время сохраняет натяжение, реагирует без рывков и запаздывания.
       В режиме 4Н вместе с межосевым дифференциалом работает вязкостная муфта. Понижающие передачи режима 4LLc обеспечивает двухступенчатый демультипликатор — похожие широко применяются и на других внедорожниках.
       На этом завершается перечень устройств, входящих в систему Super Select 4WD. Японцам, видимо, пришлось немало поработать, чтобы совместить АБС Pajero со всеми режимами Super Select 4WD, учитывая и привод только на задние колеса, и полный привод, и понижающие передачи, и блокировку дифференциалов. Интересна и трехступенчатая регулировка жесткости амортизаторов. Совокупность этих устройств делает Pajero весьма необычным представителем племени внедорожников.
       
       Нам удалось проверить Pajero на первом в России любительском ралли внедорожников Euroadventure'93. Pajero, единственный среди участвовавших внедорожников, вместо двух членов экипажа возил трех (лишние 70 кг веса) и тем не менее легко занял 3-е место. Вы видите, как автомобиль поднимается на разъезженный скользкий склон (25--30 градусов по кренометру на панели приборов) и как преодолевает один из сложнейших глиняных участков трассы.
       
Денис Орлов
       
ПОДПИСИ
       Super Select 4WD в разрезе
       1. Рычаг переключения режимов привода.
       2. Рукоятка переключения передач.
       3. Картер раздаточной коробки.
       4. Картер демультипликатора.
       5. Муфта переключения режимов 2WD/4WD и блокировки межосевого дифференциала.
       6. Двухконусные синхронизаторы устройства переключения 2WD/4WD
       7. Межосевой дифференциал.
       8. Вязкостная муфта.
       9. Цепь отбора мощности на передний карданный вал.
       10. Передний карданный вал.
       11. Передний мост.
       12. Муфта рассоединения правой полуоси.
       13. Вакуумный привод переключения муфты.
       14. Тяга.
       15. Вилка, передвигающая муфту.
       16. Электромагнитные клапаны, управляющие муфтой рассоединения.
       17. Вакуумный бак.
       18. Клапан одностороннего действия.
       19. Электронный блок управления.
       20. Датчик режима работы межосевого дифференциала (блокирован или разблокирован).
       21. Датчик срабатывания блокировки межосевого дифференциала.
       22. Датчик режима работы трансмиссии (2WD/4WD).
       23. Датчик срабатывания включения привода на все колеса.
       24. Датчик режима работы трансмиссии (демультипликатор задействован или нет).
       25. Задний карданный вал.
26. Индикатор-пиктограмма на панели приборов.
       
Расшифровка информации индикатора-пиктограммы
       1. 2H — задние ведущие колеса, экономичная езда.
       2. 4H — все колеса ведущие, вязкостная муфта повышает управляемость в поворотах.
       3. 4HLc — режим движения с заблокированным межосевым дифференциалом и всеми ведущими колесами.
       4. N — привод на все колеса и система Super Select 4WD отключены.
       5. 4LLc — все колеса ведущие, включен демультипликатор, заблокирован межосевой дифференциал.
       6. Все колеса ведущие, включен или выключен демультипликатор, заблокированы межосевой и задний межколесный дифференциалы.
       

Комментарии Самое важное в канале Коммерсантъ в  Telegram

Особенности и сравнение 4WD

Чем больше на улице снега, тем охотнее покупают полноприводные машины. Но полный привод полному рознь: типов 4WD много, и они существенно отличаются друг от друга. Что нужно знать о своей полноприводной машине? И какой полный привод лучше? Особенности работы 4WD — в нашем обзоре.

Полный привод обычно разделяют на постоянный и подключаемый, но такая строгая классификация слегка устарела: сегодня работой 4WD зачастую заведует электроника, делая машину то моноприводной (то есть с одной ведущей осью), то полноприводной, в зависимости от ситуации. Зато у автомобилистов в ходу понятие честный полный привод (другой, менее распространённый термин — дифференциальный полный привод). К честным относят схемы, в которых на ведущие колёса стабильно приходит тяга, вне зависимости от работы различных муфт и электронных систем. С них и начнём.

Part-time 4WD: жёстко подключаемый полный привод

«Парт-тайм» — наиболее простая и кондовая система принудительно подключаемого полного привода, традиционная для внедорожников со времён военного Jeep Willys. Из-за своей утилитарности на современных машинах она встречается всё реже. Исключение — Suzuki Jimny, который даже в новом поколении 2019 года остаётся с тем же жёстким 4WD, что и все предыдущие «Джимники». Также part-time используют все УАЗы (включая «Патриот»), Toyota Land Cruiser 70 («Охотник»), Fortuner и FJ Cruiser; Jeep Wrangler и многие пикапы: Toyota Hilux, Tacoma и Tundra; Nissan Navara и NP300, Mazda BT-50. Чаще «парт-тайм» встречается на старых моделях: Suzuki Escudo/Grand Vitara (до 2005 г.), Nissan Safari/Patrol (до 2010 г.) и других.

Схему part-time называют жёсткой, поскольку при включении 4WD передняя и задняя оси машины связаны напрямую, без дифференциала. О конструкции дифференциала и его роли в автомобиле лучшее видео сняли в General Motors ещё в 1937 году. Оно настолько наглядно, что не требует перевода. Насладитесь довоенным отсутствием компьютерной графики:

Дифференциал позволяет колёсам ведущей оси вращаться с разной скоростью, что нужно при поворотах. Если автомобиль полноприводный и ведущих осей две, то между ними также необходим дифференциал. Как уже говорилось, в жёсткой схеме part-time межосевого дифференциала нет, что накладывает на такой полный привод ограничения: его нельзя использовать на асфальте. «Парт-тайм» создан для временного подключения: на грунте, в грязи, в песке, в снегу, на льду — везде, где колёса могут немного проскальзывать при повороте, компенсируя отсутствие дифференциала. При возвращении на чистый асфальт полный привод необходимо отключить. Кстати, не все владельцы тех же «Джимников» об этом знают, катаясь всю зиму с включенным 4WD. Последствия: повышенный износ резины и нагрузка на узлы трансмиссии, а также плохая управляемость — машина не хочет толком входить в повороты. Но и езда на заднем приводе зимой чревата заносами, ведь скользкий участок может возникнуть неожиданно. Поэтому схема part-time не слишком удобна в городских условиях и на высоких скоростях.

Плюсы и минусы part-time 4WD

✅ Простота и надёжность.

✅ Возможность отключать 4WD для экономии топлива.

⛔ Ограничения использования на твёрдых покрытиях.

⛔ Ухудшение управляемости в режиме 4WD.

Full-time 4WD: постоянный полный привод

В схеме full-time нет возможности отключить 4WD: ведущие колёса всегда связаны с двигателем, а для нормальной езды по асфальту между осями установлен третий — центральный — дифференциал. Такой тип привода называют «фултайм», постоянным полным. Им оснащены многие автомобили: Toyota Land Cruiser 80/100/200, Land Cruiser Prado; Volkswagen Touareg; Land Rover Discovery, Defender; и конечно, старушка Нива — с 1977 года! Список автомобилей с full-time 4WD очень велик и включает даже легковые автомобили и паркетники: Audi с классической трансмиссией Quattro, Toyota RAV4 первых двух поколений, Mark II и Crown в four-комплектациях; Suzuki Escudo/Grand Vitara 3 поколения, модели Subaru с трансмиссией VTD и другие. Правда, среди новых машин честный «фултайм» встречается всё реже.

Идеальна ли схема full-time? Разумеется, нет. Межосевой дифференциал классической конструкции («свободный» или «открытый») имеет существенный врождённый недостаток: он направляет тягу по пути наименьшего сопротивления. На практике это выглядит так: автомобиль с гордым шильдиком FULL-TIME 4WD попадает всего одним колесом в глубокий песок или грязь и не может тронуться — колесо в грязи беспомощно буксует, а все остальные стоят. 1WD! Всё потому, что дифференциалы (сперва межосевой, затем межколёсный) направляют крутящий момент на колесо, которое проще всего провернуть — то есть туда, где самое худшее сцепление с дорогой. Чтобы таких неловких ситуаций не возникало, требуется блокировка дифференциала — принудительное ограничение его стремления к свободному вращению.

Кнопка принудительной блокировки межосевого дифференциала

Способы блокировки центрального (межосевого) дифференциала у разных машин отличаются. У серьёзных внедорожников есть возможность принудительной 100-процентной жёсткой блокировки — в таком режиме полный привод фактически превращается в part-time, со всеми присущими этой схеме ограничениями (нельзя использовать на асфальте). У легковых машин и паркетников жёсткой блокировки обычно нет — вместо неё дифференциал автоматически блокируется вязкостной, гидро- или электромеханической муфтой. Такие решения не обеспечивают полной блокировки, поэтому даже старый «Равчик» на бездорожье неровня «Прадо», хотя формально у обоих честный «фултайм».

Кстати, распределение крутящего момента между передней и задней осями у full-time 4WD далеко не всегда 50/50. Для лучшей управляемости в современных машинах с постоянным полным приводом применяют самоблокирующиеся дифференциалы Torsen, которые могут смещать до 80% тяги на одну (обычно заднюю) ось, или добиваются того же эффекта с помощью электронной блокировки. Так автомобиль становится более предсказуемым в поворотах, ничуть не теряя в «честности» полного привода.

Плюсы и минусы full-time 4WD

✅ Простота и надёжность.

✅ Возможность ездить на 4WD по любым покрытиям.

⛔ Необходимость блокировки межосевого дифференциала.

⛔ Повышенный расход топлива.

Селективный (отключаемый) полный привод

Объединить плюсы part-time и full-time смог селективный полный привод. Самый известный из них — Super Select от Mitsubishi (Pajero, Pajero Sport, Delica), хотя подобных систем было много: Multi-Mode у Toyota (Hilux Surf, 4Runner, Sequoia), All-mode 4WD у Nissan (Pathfinder), SelecTrac у Jeep (Grand Cherokee) и другие. Не «Супер-Селектом» единым!

Селективный полный привод представляет собой отключаемый full-time. Автомобиль может ездить на заднем приводе для экономии топлива и улучшения динамики (как на part-time), а при необходимости водитель подключает «передок», причём без ограничений: межосевой дифференциал здесь есть, так что на полном приводе можно ездить по любым покрытиям и на любых скоростях. Конечно, есть и жёсткая блокировка центрального дифференциала, ведь селективные системы 4WD встречаются только на полноценных внедорожниках.

Идеальный полный привод? Возможно — до тех пор, пока всё работает исправно. Большое количество режимов усложнило конструкцию, и со временем неизбежны проблемы с датчиками, контроллерами, актуаторами и прочими деталями этой, безусловно, продвинутой системы 4WD.

Плюсы и минусы селективного 4WD

✅ Возможность отключать 4WD для экономии топлива.

✅ Возможность ездить на 4WD по любым покрытиям.

⛔ Переусложнение конструкции, возможность отказов.

Автоматически подключаемый полный привод (AWD)

Вот мы и добрались до условно «нечестных» схем автоматически подключаемого полного привода, которые с каждым годом становятся популярнее. Принцип их работы схож: в нормальном режиме автомобиль остаётся условно моноприводным, а вторая ведущая ось активно включается в работу лишь при пробуксовке первой. Конечно, безо всяких дифференциалов — чаще всего тяга передаётся через вязкостную или фрикционную муфту.

Автомобилей с различными вариациями AWD сегодня большинство: фактически, это почти все полноприводные легковушки и кроссоверы. Европейские производители массово применяют в своих системах 4WD муфту Haldex, которая насчитывает уже 5 поколений. Азиатские автоконцерны чаще конструируют что-то своё: ATC/DTC у «Тойоты» или Active AWD у «Субару» (да-да, отнюдь не все Subaru оснащены честным полным приводом).

Нужно признать, что системы AWD прогрессируют, активно изживая детские болезни прошлых лет, за которые многие автомобилисты их до сих пор не любят. В продвинутых системах запаздывания подключения 4WD свели на нет, постоянно подводя 5–10% тяги на задние колёса. Умная электроника сама выбирает подходящий режим, оптимально распределяя крутящий момент между осями. А отключение полного привода, когда он не нужен, ощутимо экономит топливо.

Электронные эмуляции блокировок дифференциалов неплохо справляются с диагональными вывешиваниями, когда приходится съезжать с асфальта. Но на серьёзном бездорожье с AWD делать нечего: буксование в грязи или глубоком снегу приведёт к быстрой поломке муфты и очень дорогому ремонту. Фактически, системы AWD — это «асфальтовый» полный привод, предназначенный для комфортной эксплуатации в городе и на трассе.

Плюсы и минусы автоматически подключаемого AWD

✅ Работа в автоматическом режиме без вмешательства водителя.

✅ Автоматическое отключение 4WD для экономии топлива.

⛔ Отказы и перегрев муфт при активном буксовании.

⛔ Невозможность использования на серьёзном бездорожье.

Режимы 4WD

Если в вашем полноприводном автомобиле есть управление режимами трансмиссии — рычагом, кнопками или «шайбой», — обязательно изучите, как правильно применять их и переключаться между ними. Подробная информация есть в инструкции по эксплуатации машины. В таблице мы собрали наиболее распространённые варианты.

Режимы полноприводной трансмиссии

 2H / 2WD / FWD /
RWD

Моноприводный режим: 4WD выключено, тяга идёт только на одну ось автомобиля. Используется на сухих дорогах с твёрдым покрытием, позволяет экономить топливо.


AUTO

Автоматический режим. В большинстве ситуаций автомобиль останется моноприводным, но при необходимости электроника подключит 4WD.

 

 4H / 4HI / 4WD

Стандартный режим полного привода. Используется на плохих или скользких дорогах для улучшения проходимости и курсовой устойчивости.


4HLC / C. DIFF LOCK

Блокировка межосевого дифференциала. Используется при преодолении трудных участков для повышения проходимости. На твёрдых покрытиях режим должен быть выключен.

 
4L / LOW

Понижающая передача (демультипликатор). Используется для получения максимального крутящего момента при выезде из трудных участков. Также может помочь при крутых спусках и подъёмах.

Важно: переключение в этот режим и обратно обычно требует полной остановки машины и перевода КПП в нейтраль.


REAR DIFF LOCK / RR DIFF LOCK

Блокировка заднего межколёсного дифференциала. Используется при преодолении сложных участков на бездорожье.

 FRONT DIFF LOCK / FR DIFF LOCK

Блокировка переднего межколёсного дифференциала. Используется при преодолении сложных участков на бездорожье.

Важно: в этом режиме рекомендуется двигаться только по прямой, не выворачивая руль.

Также всем владельцам машин с отключаемым полным приводом (part-time и селективным) рекомендуется ежемесячно проезжать минимум 16 км в режиме 4WD для смазывания всех узлов трансмиссии.

Какой же полный привод лучше? Тот, что больше подходит под ваши задачи. Покоряете бездорожье — надёжный «парт-тайм» вам в помощь. Хочется более универсальный автомобиль — выбирайте «фултайм» или селективный 4WD. А если с асфальта вы съезжаете редко, то и автоматический AWD вполне подойдёт. Интересных вам маршрутов и полного привода!

Имитационное моделирование системы автоматического управления блокировками дифференциалов грузовых автомобилей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Численные методы моделирования

УДК 62.5 DOI: 10.14529/engin180308

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ БЛОКИРОВКАМИ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

В.В. Анчуков, А.С. Алюков

Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия

Метод введения жесткой кинематической связи в трансмиссии является одним из современных перспективных научно-технических направлений повышения энергоэффективности, проходимости и топливной экономичности транспортных средств. Жесткая кинематическая связь обеспечивается блокировкой соответствующего дифференциала. Жесткая кинематическая связь в трансмиссии вводится в случаях движения в сложных дорожных условиях со значительными силами внешних сопротивлений и неоднородной в сцепном отношении опорной поверхностью. Подобные механизмы распределения мощности в трансмиссии, а также системы их автоматического управления получили широкое распространение в конструкциях легковых автомобилей. Появление систем автоматического управления блокировками дифференциалов грузовых автомобилей является дальнейшей перспективой развития автомобильной промышленности. Одним из основных недостатков данного метода является затрудненное введение жесткой кинематической связи в процессе движения автомобиля. Наиболее эффективным решением данной задачи является построение системы управления, интегрированной со штатными антиблокировочной и про-тивобуксовочной системами. В статье представлен алгоритм системы автоматического управления блокировками дифференциалов грузового автомобиля с колесной формулой бхб. Для полностью дифференциальной трансмиссии разработан закон управления двумя межосевыми и тремя межколесными блокировками дифференциалов. Процесс управления реализуется путем многокритериального анализа текущего режима эксплуатации транспортного средства. Алгоритм управления апробирован средствами имитационного математического моделирования с использованием модели пространственного движения трехосного полноприводного автомобиля с детализированной трансмиссией. Приводится архитектура разработанной системы для дорожных испытаний и отладки алгоритма. Полученные результаты свидетельствуют об адекватности и эффективности разработанного алгоритма управления с возможностью дальнейшего оснащения предлагаемой системой управления автоматических блокировок дифференциалов серийно выпускаемых автомобилей.

Ключевые слова: система управления, трансмиссия, блокировка дифференциалов, грузовые автомобили.

Введение

Грузовые автомобили являются одним из наиболее распространенных видов транспорта и, соответственно, эксплуатируются в различных условиях. Важнейшим свойством, определяющим эффективность грузового транспортного средства, является общая мобильность.

Вопросы подвижности и проходимости автомобилей имеют широкое развитие в современной научно-инженерной практике. Для обеспечения нормального функционирования автотранспорта в сложных и экстремальных дорожных условиях необходим дальнейший поиск оптимальных средств и методов распределения мощности. Одним из наиболее эффективных и распространенных способов повышения проходимости является введение жестких кинематических связей [1].

Блокируемые дифференциалы существенно повышают проходимость колесных транспортных средств. Конструкции такого рода широко применяются в автомобилях многоцелевого назначения, строительной и сельскохозяйственной технике [2]. Однако существует ряд барьеров,

ограничивающих распространение и регулярное применение блокируемых дифференциалов на практике. В первую очередь сюда следует отнести повышенный расход топлива, а также снижение устойчивости и управляемости транспортного средства во время движения с блокированными дифференциальными связями в трансмиссии. Соответственно возникает необходимость в применении технических решений, позволяющих избежать этих негативных аспектов и обеспечить максимальную эффективность введения жестких кинематических связей. Этого можно добиться средствами автоматизации процесса включения/отключения блокировок дифференциалов [3-6].

Мировые автопроизводители широко используют так называемые «активные» дифференциалы [7-11], функционирующие в составе «интеллектуальных» систем полного привода. Основным преимуществом применения механизмов распределения мощности такого рода является адаптация к текущим дорожным условиям и режиму эксплуатации транспортного средства, что положительно сказывается на энергоэффективности, безопасности и управляемости транспортного средства. Необходимо заметить, что «активные» дифференциалы отлично зарекомендовали себя в составе трансмиссий легковых автомобилей, а применение подобных конструкций в грузовом автомобилестроении является дальнейшей перспективой развития автомобильной промышленности [12, 13].

Разработка и реализация принципиально нового технического устройства всегда требует серьезных финансовых затрат. Необходимым и самым дорогостоящим этапом проектирования являются экспериментальные исследования. Однако в настоящее время все более широкое развитие получают методы имитационного моделирования [14-16] и цифрового макетирования. С помощью адекватных математических моделей и цифровых двойников можно определить большинство основных характеристик разрабатываемого изделия, не прибегая к многочисленным экспериментам, что оказывает положительный экономический эффект и существенно сокращает общие затраты на проектирование. Методами имитационного и PLM моделирования уже на протяжении многих лет успешно пользуются ведущие мировые автоконцерны.

1. Постановка задачи, объект исследования и описание математической модели

Объектом исследования является трехосный полноприводный грузовой автомобиль повышенной проходимости - КАМАЗ 65222 (рис. 1). Автомобиль обладает полностью дифференциальной трансмиссией с 2 межосевыми дифференциалами и 3 межколесными, все дифференциалы оснащены кулачковыми муфтами блокировки. Главной задачей является разработка алгоритма управления блокировками дифференциалов, способного адаптироваться к режиму эксплуатации и дорожным условиям, а также интегрированного в штатную систему ABS/ASR.

Рис. 1. Самосвал повышенной проходимости КАМАЗ 65222

Математическая модель процесса движения автомобиля должна включать в себя все основные подсистемы транспортного средства вместе с действительными характеристиками конкретного объекта исследования, только в этом случае становится возможным получение достоверных результатов и их дальнейшее использование в процессе проектирования изделия.6. Разработанная математическая модель отображает процесс движения автомобиля на требуемых расчетных режимах с учетом особенностей динамики конкретных узлов и агрегатов.

7

Рис. 2. Расчетная схема грузового автомобиля с колесной формулой 6x6

На рис. 3 представлен общий вид модели. Модель включает в себя все необходимые подсистемы автомобиля: двигатель, трансмиссию, систему подрессоривания и учитывает все необходимые физические характеристики транспортного средства и внешней среды: массово-инерционные характеристики, реализацию взаимодействия колеса с опорной поверхностью, особенности дорожных условий и силу аэродинамического сопротивления.

Двигатель (1) функционирует по частичной скоростной характеристике: развиваемый крутящий момент зависит от скорости вращения коленчатого вала и степени подачи топлива. Трансмиссия (2) представлена идеальным бесступенчатым редуктором с переменным передаточным отношением, приведенная жесткость трансмиссии учитывается с помощью ведомого вала редуктора, межосевые и межколесные дифференциалы трансмиссии обладают муфтами блокировок, на которые подается сигнал алгоритма управления. Система подрессоривания (3) соответствует кинематике и упругой характеристике зависимой подвески объекта исследования без учета балансиров задней тележки. Рулевое управление (4) осуществляется с помощью рулевой рейки, ведущее звено которой управляется с помощью сигнала со значением угла поворота. Подрессоренная масса автомобиля (5) обладает шестью степенями свободы, а также учитывает расположение центра тяжести и распределение нагрузки по осям. Система сбора данных (6) включает в себя набор датчиков расположения автомобиля в пространстве: крена, дифферента, рыскания кузова и др. Описание взаимодействия колеса с опорной поверхностью (7) реализуется на базе модели «Brixius and Dugoff» [17], в учет принимаются микро- и макропрофиль дороги, коэффициент сцепления, твердость грунта, размерность шины (свободный радиус и радиус под нагрузкой, ширина шины и высота профиля) [18-20]./С, (4)

где с — скорость вращения кузова относительно вертикальной оси; — подрессоренная масса автомобиля; б — общая масса автомобиля; ксос — высота расположения центра тяжести; Л — угол отклонения кузова в горизонтальной плоскости; Ух — скорость движения автомобиля в продольном направлении; Уу — скорость движения автомобиля в поперечном направлении; ]2 — момент инерции кузова относительно вертикальной оси; Ях — продольная реакция колеса; Яу — поперечная реакция колеса; а — расстояние от передней оси до центра тяжести; Ь2 — расстояние от центра тяжести до средней оси; Ь3 — расстояние от центра тяжести до задней оси; Вг — передняя колея; В2 — задняя колея.

Вывод системы уравнений (1)—(4) представлен в [19].

Рис. 3. Общий вид математической модели в среде ЬМЭ Атев1т

2. Описание алгоритма управления блокируемыми дифференциалами

и имитационное моделирование режимов его функционирования

Для повышения эффективности функционирования грузового автомобиля в смешанных дорожных условиях предлагается следующий алгоритм работы автоматических блокировок дифференциалов:

1. Трогание автомобиля осуществляется с полностью заблокированной трансмиссией. Это позволит максимально эффективно использовать сцепные свойства дорожного покрытия и исключить возможность пробуксовки колес во время старта [17-18].

2. При достижении скорости 20 км/ч отключаются блокировки межколесных дифференциалов, а при достижении 30 км/ч - межосевых. Данное условие необходимо для сохранения устойчивости и управляемости автомобиля на данных скоростях, так как известно, что при маневрировании на высоких скоростях блокированные дифференциальные связи могут оказывать негативное влияние на эти эксплуатационные характеристики.

3. Вне зависимости от скорости движения, блокировки дифференциалов отключаются при повороте рулевого колеса более чем на 30°. Радиус поворота с блокированными дифференциалами меньше, чем с разблокированными, поэтому применяется этот элемент алгоритма управления.

4. При движении в населенных пунктах (применяется анализ местоположения по GPS) для нормального маневрирования и, как следствие, обеспечения безопасности всех участников дорожного движения отключаются все блокировки дифференциалов.

5. При продолжительном буксовании колес, сопровождающимся трехкратным срабатыванием системы ПБС, вне зависимости от местоположения автомобиля включаются соответствующие блокировки дифференциалов: при буксовании осей - межосевые; при буксовании колес - сначала межосевые, а затем межколесные.

Для оценки функционирования предложенного выше алгоритма был принят ряд показательных расчетных случаев, характерных для движения грузового автомобиля:

Разгон до скорости свыше 30 км/ч с последующим торможением. Процесс разгона осуществляется с последовательным переключением передач, торможением после 25 с движения и дальнейшим продолжением движения после 2 с торможения. Результаты имитационного моделирования представлены на рис. 4, 5.

Согласно полученным результатам, в частности данным рис. 6, можно заключить, что во время разгона при достижении скорости 20 км/ч осуществляется отключение блокировок межколесных дифференциалов, а при достижении 30 км/ч - межосевых. Далее, во время торможения и снижения скорости ниже установленных значений последовательно включаются межосевые и межколесные блокировки дифференциалов.

V, км/ч

Рис. 4. Изменение скорости движения при разгоне и торможении

Рис. 5. Подача сигнала на торможение

\

1.с

О 10 . И

Рис. 6. График включения/отключения блокировок дифференциалов: 1 - межколесных, 2 - межосевых

Криволинейное движение с поворотом рулевого колеса. Движение автомобиля осуществляется с постепенным из состояния покоя до скорости менее 20 км/ч. При достижении 5 с начинается подача управляющего воздействия на рулевое колесо для дальнейшего поворота автомобиля. Результаты представлены на рис. 7-9.

Как показано на рис. 7, при достижении угла поворота рулевого колеса значения 30° происходит отключение межосевых и межколесных блокировок дифференциалов. Из рис. 8, 9 видно, что поворот автомобиля осуществляется с разными скоростями вращения колес передней (управляемой) оси, что свидетельствует о разблокированном дифференциале.

Рис. 7. Изменение угла поворота рулевого колеса (1), состояния межосевых и межколесных блокировок дифференциалов (2)

м

Рис. 8. Траектория движения автомобиля

w. об/мин

f~

0 2 4 с I 10

Рис. 9. Скорости вращения колес передней оси

Движение в подъем в населенном пункте. На данном расчетном случае имитируется движение в населенном пункте. В соответствии с принятым алгоритмом, все дифференциалы изначально разблокированы, автомобиль разгоняется до скорости более 30 км/ч, после 60 м пути начинается участок подъема под углом 10° с полукруглым въездом в начале. Результаты представлены на рис. 7-11.

w.

кЮ*

об/мин

1 A 1*1 1 7

4

/ ' i 11 1 Ir

! j

t_г t !

rJ i

\Г f j \ 2 !

1« t с

Рис. 10. Скорости вращения выходных валов раздаточной коробки: 1 - приводной вал передней оси, 2 - приводной вал задней тележки; 3 - сигнал включения блокировок межосевых дифференциалов

Я. Н

и

1 1 1 Г ■_ Л

/ V 1 ! 1 ■ 1? 1 V \

I 1 1 1А" -¿г*4*- —¡кг—V ■-- » ¡м'1 1- V--

|| и { 1 ____\ . —'1 1 1 1 ( 1 Г1 Г

N ¡3 1 -1 Г 1 ; \ 1

Т.С

Рис. 11. Вертикальные реакции на колесах передней (1), средней (2) и задней (3) осей

Рис. 12. Изменение скорости автомобиля при движении в подъем

Рис. 13. График срабатывания системы ПБС

Согласно изменению скоростей вращения выходных валов раздаточной коробки (рис. 10), видно, что имеет место буксование колес задней тележки, это является следствием последовательного кратковременного вывешивания колес средней и задней осей (рис. 11) при въезде автомобиля на участок подъема. При буксовании осей срабатывает система ПБС, однако ее работы оказывается не достаточно для продолжения движения, поэтому после 3-го срабатывания (рис. 13)

формируется команда на включение межосевых блокировок дифференциалов (рис. 10). После этого автомобиль продолжает движение в подъем (рис. 14) с постоянной скоростью (рис. 12).

Х.м

Рис. 14. Изменение продольной координаты при движении автомобиля в подъем

3. Реализация системы для отработки разработанного алгоритма

Следующим этапом после проведения имитационных испытаний являются испытания дорожные с целью проверки адекватности разработанного алгоритмического обеспечения и его отладки. Для этих целей была разработана структура системы (рис. 15), позволяющая реализовать алгоритм управления блокировками, получать и обрабатывать сигналы с установленных датчиков, а также использовать возможности СУБД MySQL для регистрации, хранения и обработки полученных данных.

Рис. 15. Структура разработанной системы

Для реализации был выбран контроллер Berghof EC1000. Контроллер обрабатывает входные параметры с цифровых и аналоговых входов, формирует управляющие воздействия на цифровые выходы. Связь с CAN SAE J1939 интерфейсом автомобиля осуществляется через переходники соответствующих интерфейсов. Программирование контроллера осуществляется с использованием инструментального программного комплекса автоматизации CoDeSys по интерфейсу Ethernet.

Через OPC сервер значения переменных среды программирования сохраняются в СУБД, к которой возможно подключение Matlab. Для отображения состояний системы в реальном времени была использована SCADA система SimpleSCADA.

Система имеет следующие входы. Аналоговые сигналы: 6 датчиков давления в тормозных камерах, датчик поворота рулевого колеса. Цифровые входы: 3 датчика блокировки межколесных дифференциалов, 2 датчика блокировки межосевых дифференциалов, датчик нажатия педали торможения, датчик переключения передач в раздаточной коробке.6. Использование данного алгоритма позволяет значительно повысить проходимость, энергоэффективность и топливную экономичность транспортного средства.

2. Средствами имитационного математического моделирования подтверждена общая работоспособность и эффективность предложенного алгоритма для типовых режимов эксплуатации транспортного средства, в том числе совместно со штатными системами активной безопасности. Виртуальными экспериментами доказано, что предлагаемая стратегия управления механизмами распределения мощности не оказывает негативного влияния на устойчивость и управляемость транспортного средства при введении жестких кинематических связей в процессе движения.

3. Благодаря полученным результатам сформирован облик программно-технического комплекса автоматизированного управления блокировками дифференциалов грузового автомобиля.

Обсуждение и применение

Использование полученных результатов при производстве автомобилей способствует высокоэффективному решению задачи кардинального улучшения проходимости грузовых автомобилей. Особенно это важно при перемещении по дорожному покрытию пониженного качества, что характерно для режимов эксплуатации грузовых автомобилей. Область применения конструкций, при проектировании которых могут быть использованы результаты проведенных исследований, очень широкая: и автомобили (грузовые, легковые, автобусы), и быстроходные гусеничные машины, в том числе специального назначения, и прицепы и т. п. Использование результатов проведенных исследований позволит оптимально согласовать различные требования к режимам эксплуатации транспортных средств. При их применении транспортное средство будет снабжено системой распределения мощности, которая может по своим технико-экономическим показателям качественно превзойти известные бренды.

Работа выполнялась при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства «Создание высокотехнологичного производства нового поколения энергоэффективных трансмиссий для грузовых автомобилей и автобусов» по договору № 02.G25.31.0142 от 01 декабря 2015 года между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Публичным акционерным обществом «КАМАЗ» в кооперации с головным исполнителем НИОКТР -Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)».

Литература / References

1. Dubrovskiy A., Aliukov S., Rozhdestvenskiy Y., Dubrovskaya O., Dubrovskiy S. An Adaptive Suspension of Vehicles with New Principle of Action. SAE Technical Paper 2014-01-2310, 2014. DOI: 10.4271/2014-01-2310

2. Yu, Z., Deng, Y., Xiong, L., Study of Stability Control for Electric Vehicles with Active Control Differential. SAE Technical Paper 2013-01-0715, 2013. DOI: 10.4271/2013-01-0715

3. Cheli F., Pedrinelli M., Fortina A., Martella P. Vehicle Dynamics Control System Actuating an Active Differential. ASME 8th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis, 2006, vol. 2, pp. 251-260.

4. Erjawetz, K., Pecnik, H., Double Differential Unit with Torque Sensing Locking Device. SAE Technical Paper 2005-26-067, 2005. DOI: 10.4271/2005-26-067

5. Alyukov S.V. Relay-type Free-wheel Mechanism. Russian Engineering Research, 2014, vol. 34, no.9, pp.549-553.

6. Aliukov S., Alyukov A. Analysis of Methods for Solution of Differential Equations of Motion of Inertial Continuously Variable Transmissions. SAE Technical Paper 2017-01-1105, 2017. DOI: 10.4271/2017-01-1105

7. Dubrovskiy A., Aliukov S., Keller A., Dubrovskiy S. et al. Adaptive Suspension of Vehicles with Wide Range of Control. SAE Technical Paper 2016-01-8032, 2016. DOI: 10.4271/2016-01-8032

8. Cheli F., Pedrinelli M., Campo S., Fortina A. et al. Vehicle Dynamics Control System Actuating an Active Differential. SAE Technical Paper 2007-01-0928, 2007. DOI: 10.4271/2007-01-0928

9. Annicchiarico C., Capitani R. Torque Vectoring of a Formula SAE through Semi Active Differential Control. SAE Technical Paper 2014-32-0088, 2014. DOI: 10.4271/2014-32-0088

10. Villani E., Simulation and Control of Active Differential for Improving Vehicle Handling and Lateral Performance. SAE Technical Paper 2007-24-0140, 2007. DOI: 10.4271/2007-24-0140

11. Zhou Z., Miaohua H., Yachao Z., Cheng F. Vehicle Stability Control through Optimized Coordination of Active Rear Steering and Differential Driving/Braking. SAE Int. J. Pas seng. Cars - Mech. Syst, 2018, vol. 11, iss. 3, рр. 239-248. DOI: 10.4271/06-11-03-0020

12. Aghezzaf E.H., Wolsey L.A. Modelling Piecewise Linear Concave Costs in a Tree Partitioning Problem. Discrete Applied Mathematics, 1994, vol. 50, no. 2, pp. 101-109.

13. Hickernell F.J., Sloan I.H., Wasilkowski G.W. A Piecewise Constant Algorithm for Weighted L1 Approximation over Bounded and Unbounded Regions in Rs. SIAM Journal on Numerical Analysis, 2005, no.43, pp. 1003-1020.

14. Keller A., Murog I., Aliukov S. Comparative Analysis of Methods of Power Distribution in Mechanical Transmissions and Evaluation of their Effectiveness. SAE Technical Paper 2015-01-1097, 2015. DOI: 10.4271/2015-01-1097

15. Keller A. and Aliukov S. Rational Criteria for Power Distribution in All-wheel-drive Trucks. SAE Technical Paper 2015-01-2786, 2015. DOI: 10.4271/2015-01-2786

16. Croxton K.L., Gendron B., Magnanti T.L. Variable Disaggregation in Network Flow Problems with Piecewise Linear Costs. Operations Research, 2007, vol. 55, no. 1, pp. 146-157.

17. Giordani G., Fratta C. Light Commercial Vehicle with Locking Differential. SAE Technical Paper 2013-36-0467, 2013. DOI: 10.4271/2013-36-0467

18. Galvagno E., Morgando A., Sorniotti A., Vigliani A. Differentials Modeling for Four Wheels Drive. SAE Technical Paper 2006-01-0581, 2006. DOI: 10.4271/2006-01-0581

19. Vantsevich V. Actuating Vehicle Systems and Unified Limited Slip Differentials. SAE Technical Paper 972751, 1997. DOI: 10.4271/972751

20. Holzwarth R., May K. Analysis of Traction Control Systems Augmented by Limited Slip Differentials. SAE Technical Paper 940831, 1994. DOI: 10.4271/940831

Анчуков Владислав Валерьевич, аспирант кафедры «Колесные и гусеничные машины», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, [email protected]

Алюков Александр Сергеевич, ассистент кафедры «Автомобильный транспорт», ЮжноУральский государственный университет, г. Челябинск, [email protected]

Поступила в редакцию 16 августа 2018 г.

DOI: 10.14529/engin180308

SIMULATION OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF DIFFERENTIALS LOCKING OF HEAVY TRUCKS

V.V. Anchukov, [email protected], A.S. Alyukov, [email protected] South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

The method of introducing a rigid kinematic connection in transmission is one of the modern promising scientific and technical directions for increasing energy efficiency, passability and fuel efficiency of vehicles. A rigid kinematic connection is provided by locking the corresponding differential. Rigid kinematic connection in the transmission is introduced in cases of moving in difficult road conditions with significant forces of external resistances and a non-homogeneous support surface. Similar power distribution mechanisms in the transmission, as well as their automatic control systems, are widely used in passenger car designs. The emergence of automatic control systems for locks of differentials of trucks is a further prospect for the development of the automotive industry. One of the main disadvantages of this method is the difficult introduction of a rigid kinematic connection during the movement of the vehicle. The most effective solution to this problem is to build a control system integrated with standard anti-lock and traction control systems. The article presents an algorithm for the automatic control system for locking the differentials of a truck with a 6*6 wheel arrangement. For a fully differential transmission, a control law for two interaxle and three inter-wheel locks of differentials has been developed. The control process is realized by a multicriteria analysis of the current mode of operation of the vehicle. The control algorithm is approved by means of simulation simulation using the model of the three-axis three-wheel drive vehicle with a detailed transmission. The architecture of the developed system for road tests and debugging of the algorithm is given. The obtained results testify to the adequacy and efficiency of the developed control algorithm with the possibility of further equipping the automatic locking system for the differentials of commercially produced vehicles with the proposed control system.т180308

Anchukov V.V., Alyukov A.S. Simulation of Automatic Control System of Differentials Locking of Heavy Trucks. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Mechanical Engineering Industry, 2018, vol. 18, no. 3, pp. 68-79. (in Russ.) DOI: 10.14529/engin180308

Что такое блокировка дифференциала с ручным управлением?

Итак, вы продали хороший новый (не в выставочном зале или подержанный) 4X4, и не совсем понимаете, почему, черт возьми, так много людей затем разносят больше готовых вещей для «шкафчиков»?

Эта статья была первоначально опубликована в июльском выпуске 4x4 Australia за 2012 год.

Прежде чем мы углубимся в эту тему, давайте определимся, что мы подразумеваем под шкафчиками. Мы не говорим о блокировках центрального дифференциала, которые имеют первостепенное значение и являются универсальными для полноприводных автомобилей 4X4.

Нет, мы собираемся поговорить о блокировках межколесного дифференциала, которые буквально блокируют одну боковую ось с другой, эффективно давая вашему автомобилю прочную ведущую ось слева направо - это похоже на сварку центров дифференциала, а не что мы защищаем шкафчики CIG.

Эти фиксаторы межколесного дифференциала могут быть размещены в переднем и / или заднем дифференциале для обеспечения превосходных приводных характеристик. Фактически, шкафчик (по крайней мере, в нашей книге) является наиболее эффективным послепродажным оборудованием, которое вы можете добавить к своему 4X4, чтобы улучшить его ходовые качества на бездорожье.

Конечно, шины и подвеска - одни из самых необходимых вещей, но шкафчик поможет вам продвинуться дальше по самым суровым трассам. Нельзя сказать, что скромные туристические полноприводные автомобили не имеют шкафчиков. Вам действительно не нужно уезжать слишком далеко по бездорожью, спускаться по скользкой лодочной рампе или через заболоченную яму, чтобы воспользоваться их помощью. Используя шкафчики всех типов во многих различных внедорожниках 4X4, мы бы рассмотрели блокировку дифференциала в верхней части любого списка надстроек.

«Почему производители не устанавливают шкафчики в стандартную стоимость?» мы слышим, как вы спрашиваете.Что ж, некоторые делают.

Nissan, еще во времена расцвета GQ, имел ручной шкафчик с тросиком, у GU он есть в некоторых моделях O / S, у некоторых круизеров Toyota есть электромеханические шкафчики, и теперь у нас есть Mitsubishi, предлагающий их на Triton и Pajeros, плюс покупатели Land Rover могут поставить галочку в шкафчике при покупке Disco.

В целом, однако, большинство (если не все) производители выбирают электронную противобуксовочную систему - это совершенно другая тема. То же самое работает и с различиями, поэтому в этой статье мы предположим, что вы в курсе этой темы.Если нет, обратитесь к нашему выпуску за март 2012 г.

Перед тем, как выбрать шкафчик, вам нужно решить, какой шкафчик вы хотите использовать - автоматический или ручной, что еще больше усложняет окончательное решение. В первой части этой функции, состоящей из двух частей, мы сконцентрируемся на вариантах ручной блокировки.

Ручные (или выбираемые) шкафчики требуют ввода от гайки за рулем - это вы. Если вы застряли и забыли включить вещь - это ваша вина. Если вы включите его слишком поздно на трассе и застрянете или забудете выключить его, когда поверхность станет слишком твердой (или твердой) и вы повредите шины или трансмиссию - это снова ваша вина.Водитель должен уметь читать трек и ситуацию и знать, когда активировать и деактивировать шкафчики, чтобы получить от них максимальную отдачу - вроде переключения передач.

По сравнению с автоматическим шкафчиком, в котором вы просто управляете и крутите педали, а запирание и отпирание делается за вас. Несколько преимуществ ручных шкафчиков: когда они заперты, они надежно и надежно заперты, и нет никаких шансов, что они случайно разблокируются сами.

С некоторыми типами в рамках сделки вы получаете воздушный компрессор, который также можно использовать для накачивания шин и, возможно, для работы пневматических инструментов.Когда шкафчик не используется, ваши дифференциалы, по сути, представляют собой открытый центр дифференциала, обеспечивающий надежные ходовые качества на дороге.

Обратной стороной (по сравнению с автомобильными версиями) является то, что они, как правило, дороже покупать и устанавливать, имеют больше движущихся частей, могут иметь повреждение внешних воздушных или электронных линий и, как мы указывали, работают только так же хорошо, как драйвер позволяет им.

ГДЕ И ПОЧЕМУ НУЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЛОКЕР?

Практически любая ситуация на бездорожье будет облегчена с помощью шкафчиков.Водитель ощутит все преимущества блокировки дифференциала на разбитой, каменистой и неровной поверхности; реже на песке, льду и сверхскользких поверхностях. То же самое и с крутыми спусками (вверх и вниз) - заблокированный 4X4 всегда будет превосходить разблокированный. Ситуации вождения, при которых колесо отрывается от земли, делают разомкнутые (с открытым дифференциалом) полноприводные автомобили почти бесполезными.

Автомобиль с LSD будет немного лучше, но заблокированный 4X4 поразит всех зрителей тем, насколько велик ваш 4X4 или даже насколько вы хороший водитель.Также очень важно иметь возможность медленно преодолевать препятствия, не повредив свой внедорожник.

Устранение необходимости в "героических" взлетах и ​​запуск 4X4 в наносящие урон приземления легко сэкономят на цене шкафчика. Отсутствие повреждений гусениц тоже очень важно; возможность ползать по колеям, не вращая колеса, помогает поддерживать наши гусеницы 4X4, поэтому покупка шкафчика может считаться зеленой. Кто бы мог подумать?

ПЕРЕДНИЙ ИЛИ ЗАДНИЙ?

Что касается рундуков с ручным управлением, то они, как правило, снижают эффективность рулевого управления, если они установлены сзади, и делают рулевое управление практически полным, если оно активировано на переднем дифференциале, особенно когда вы включаете питание, которое тянет вас прямо вперед.Поэтому большую часть времени лучше всего использовать их по прямой линии, а затем снимите их, чтобы повернуть. Если вы кладете только один шкафчик (передний или задний), подумайте о том, насколько хорош ваш задний LSD (помните, что они изнашиваются), тип вашего полноприводного вождения, тип вашего 4X4 и как ход подвески большой.

Итак, вот оно. Ознакомьтесь с конкурентами на рынке и узнайте, как должен работать 4X4. Однако имейте в виду, что если вы проехали на замке, пути назад уже не будет.

ВОЗДУШНЫЙ БЛОК ARB

Как следует из названия, ARB Air Locker приводится в действие воздухом (или пневматически) с помощью переключателя в салоне. Как только воздушный компрессор создает давление в системе, Air Locker активирует блокирующий механизм в центре дифференциала, который предотвращает независимое вращение шестерен дифференциала (и, следовательно, полуосей). Включение и выключение переднего и заднего замков происходит практически мгновенно (независимо переключаются).

Корпус держателя дифференциала представляет собой цельный узел из чугуна с шаровидным графитом (ковкого), который обеспечивает высокую жесткость и включает в себя вдвое большее стандартное количество шестерен по сравнению с большинством оригинальных центров.Входящий в комплект воздушный компрессор также можно использовать для накачивания шин и пневматических инструментов. Для передних и задних рундуков нужен только один воздушный компрессор. В разблокированном состоянии центр дифференциала действует как обычный открытый дифференциал.

ARB также предлагает крышки дифференциала, которые превосходят по прочности (по сравнению с оригинальными покрытиями) и которые не только помогают защитить центры дифференциала и механизм Air Locker, но и уменьшают изгиб корпуса дифференциала, который в экстремальных ситуациях может быть причиной смещения. шестерни и выход из строя. Передние и задние воздушные шкафчики ARB доступны почти для каждого внедорожника 4X4, проданного в Австралии.

Для получения дополнительной информации посетите www.arb.com.au.

ПРОЛОКЕР TJM

TJM ProLocker - это шкафчик с пневматическим приводом, который нагнетает воздух в дифференциал через бортовой воздушный компрессор и воздуховод, который зацепляет стопорное кольцо на одной оси. Это, в свою очередь, блокирует ведущую шестерню и шестерню
, вынуждая привод в равной степени направлять на левую и правую оси.

ProLockers имеют закаленный цельный поперечный вал для обеспечения высокой прочности и включают в себя привод поршневого типа для выполнения последовательности включения и выключения.Как только вы преодолеете препятствие, щелчок переключателя вернет ваши дифференциалы в нормальное состояние, позволяя выпускать сжатый воздух через выпускное отверстие в электромагнитном клапане. Стопорное кольцо, которое соединяет пары осей вместе через внутренние зубчатые колеса, разблокируется исполнительным механизмом, который позволяет дифференциалам дифференцироваться, а затем время движения в обычном режиме.

Передние и задние рундуки доступны для увеличивающегося диапазона полноприводных автомобилей 4X4, включая LandCruiser и FJ Cruiser Toyota серии 100/200, Nissan Patrol и D22 Navara, Jeep TJ / JK Wranglers и Land Rover Discovery II, плюс наличие этого воздушного компрессора позволяет использовать с помощью накачки шин и пневматических инструментов.

Для получения дополнительной информации посетите www.tjm.com.au.

ЭЛОКЕР

Компания Harrop в сотрудничестве с Eaton Corporation разработала дифференциал Harrop / Eaton ELocker, который представляет собой электромагнитную блокировку дифференциала. Он управляется переключателем на приборной панели, который затем блокирует центр дифференциала с помощью механической блокировки.

В разблокированном состоянии он действует как открытый дифференциал для облегчения езды по дороге. Когда он заблокирован, он почти мгновенно блокируется, чтобы зацепить свои прецизионные кованые шестерни для полного твердого привода через набор осей.

Когда переключатель активирован, электрический ток подается на электромагнит, который создает крутящий момент на тормозной пластине. Это, в свою очередь, активирует механизм линейного изменения, который затем включает механизмы блокировки в боковые шестерни дифференциала, что приводит к блокировке центра дифференциала. После отключения переключателем в салоне серия возвратных пружин переводит дифференциал в открытое (разблокированное) состояние.

Передние и задние рундуки доступны для ряда автомобилей (включая Toyota, Nissan, Land Rover и Jeep), при этом постоянно разрабатываются и выпускаются дополнительные модели.Кроме того, будучи конструкцией с четырьмя шестернями, ELocker обеспечит превосходную прочность по сравнению с центром дифференциала оригинального оборудования.

Для получения дополнительной информации посетите www.harrop.com.au, позвоните по телефону 1300-HARROP или посетите сайт Harroptv на YouTube.

OX LOCKER

The Ox Locker родом из США, но есть один поставщик в Австралии. Ox Locker - это шкафчик с тросовым приводом, с помощью которого пользователь вручную перемещает рычаг (или рычаг переключения передач) в кабине, который просто вставляет механизм блокировки в шестерни дифференциала, чтобы обеспечить полный и равный привод по всем осям.

Что касается рычага переключения передач, то теперь есть три варианта: простой старый ручной переключатель, в котором все еще используется кабель в оболочке (точно так же, как в вашем старом велосипедном комплекте переключения передач), пневматическая система или электронный переключатель. и то, и другое сделало бы блокировку и разблокировку быстрее. Очевидно, что с двумя последними версиями вам потребуется бюджет на воздушный компрессор или ткацкий станок для завершения установки.
Каждый шкафчик снабжен прочной стальной крышкой дифференциала, чтобы оставить место для шкафчика и защитить весь комплект.

Шестерни рулевого механизма изготовлены из стали 8620, как и зубчатые колеса с зубчатым венцом и шестерней. Будучи производным от США устройством, Ox Lockers доступны только для американских внедорожников. Владельцы Chrysler / Jeep могут улыбаться, как и некоторые водители Dodge, Ford и Mazda.

Для получения дополнительной информации посетите www.ox-usa.com или www.ozadventure.com.au.

РАЗМЕРЫ MCNAMARA

Шкафчик McNamara ушел в прошлое - но только по названию. Джек Макнамара продал права и дизайн новым владельцам в TJM (см. TJM ProLockers выше), которые с тех пор увеличили диапазон транспортных средств, на которых могут быть установлены эти шкафчики, - чтобы довести их до масс, а не только модели Land Rover, которыми они были. изначально разработан для.(Шкафчики McNamara также подходят для моделей Toyota HiLux, Hiace, 4Runner и Bundera.)

В то время как оригинальные рундуки Джека управлялись с помощью включения воздушного компрессора или вакуума, снимаемого из коллектора двигателя в бензине, или разрежения генератора в дизельном топливе, все достигали одного и того же результата - блокировки дифференциала одним нажатием кнопки.

Как вам наш новый дизайн сайта? Расскажите нам в комментариях ниже или отправьте нам свое мнение по адресу feedback @ whichcar.com.au.

Подпишитесь на 4X4 Australia и сэкономьте до 39%
Типичный журнал для австралийских любителей полного привода и бездорожья.

Подписаться

8 популярных автомобилей с блокировкой дифференциала (с фотографиями)

Блокировка дифференциала - это механизм, который позволяет двум колесам на оси вращаться с одинаковой скоростью.

Блокировка дифференциала работает таким образом, что, если одно колесо проскальзывает, другое может поддерживать тягу и продвигать автомобиль.

Блокировка дифференциалов (или блокировка дифференциалов, в зависимости от того, что вы предпочитаете) защищают автомобили от потери тяги. Это объясняет их популярность на автомобилях, предназначенных для езды по бездорожью.

В этой статье мы исследуем популярные модели с блокировкой дифференциалов. Давайте начнем!

1. Toyota Tacoma

Многие критиковали Toyota Tacoma за тесноту салона и простой дизайн. Однако даже критики сходятся во мнении, что Toyota Tacoma - чемпион на трассе.

Приводимый в движение порывистым двигателем V-6, Tacoma обладает достаточной мощностью, чтобы перемещаться по труднопроходимой местности - будь то грязь, песок, снег или каменистая почва.

Tacoma имеет большой дорожный просвет, качество, которое помогает преодолевать препятствия. Благодаря прочному кузову грузовик может преодолевать препятствия без повреждений.

Tacomas имеют функцию электронной блокировки дифференциала, которая позволяет заблокировать оба колеса на оси. Это увеличивает тягу и ограничивает шансы вашего автомобиля потерять устойчивость при движении по бездорожью.

В рамках усилий по увеличению тяги Tacoma имеет полный привод. Сама по себе система полного привода Tacoma помогает водителям сохранять максимальный контроль в менее чем звездных условиях вождения.

2. Jeep Wrangler

Если и есть какой-нибудь автомобиль, который по-настоящему надежен на бездорожье, то это Jeep Wrangler.

Вернувшись из эпохи Второй мировой войны, Wrangler может справиться с самой суровой местностью.

Исключительные внедорожные качества Wrangler обусловлены его прочным, высокопрочным корпусом, который невосприимчив к дорожным повреждениям.Стандартный полный привод на моделях Wrangler также помогает найти тягу в плохих дорожных условиях.

Как и другие автомобили из списка, Wrangler имеет блокировку дифференциалов. Эта функция блокирует оба колеса одной оси, чтобы они двигались с одинаковой скоростью с одинаковым усилием.

Если вы когда-нибудь видели в рекламе карабкающихся по скалам Wrangler, то вы видели блокировку дифференциала в действии. Без замка было бы невозможно ползти по камням, так как тяга была бы неравномерной.

3. GMC Sierra

GMC Sierra является корпоративным двоюродным братом Chevrolet Silverado, который также входит в список.

GMC Sierra - способная рабочая лошадка, способная буксировать до 12 200 фунтов, а грузоподъемность - 2240 фунтов.

GMC предлагает грузовик Sierra с технологиями, облегчающими вождение по бездорожью. Например, при покупке автомобиля вы получаете блокируемый дифференциал Eaton G80.

При неидеальных условиях вождения блокируемый дифференциал блокирует левое и правое колеса на оси.Это гарантирует, что оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, поэтому ваш автомобиль продолжит движение, если одно колесо потеряет сцепление с дорогой.

Блокировка дифференциала - это не только функция езды по бездорожью на GMC Sierra.

Модели имеют хорошо спроектированную систему полного привода и расширенные функции контроля тяги - все они разработаны для обеспечения лучшего ощущения от вождения по бездорожью.

4. Chevrolet Colorado

Если вам нужен доступный грузовик, сочетающий в себе функциональность, доступность и производительность, Colorado - ваша модель.

Начиная с 30 000 долларов, Colorado стоит меньше, чем у многих конкурентов, но предлагает такую ​​же стоимость.

Он может похвастаться первоклассной производительностью, которая удовлетворит любого энтузиаста производительности.

Двигатель V-6 под капотом Colorado выдает огромные 369 фунт-футов крутящего момента и 308 лошадиных сил.

Несмотря на то, что Colorado удобен на шоссе, он также подходит для навигации по тропам и другим внедорожным дорожкам. Вероятно, это связано с тем, что у него имеется полный привод, обеспечивающий отличное сцепление с дорогой в таких условиях вождения.

Если вы хотите больше ездить по бездорожью, вы можете выбрать опциональный задний дифференциал с блокировкой.

Блокировка дифференциала Colorado заставляет колеса двигаться с одинаковой скоростью. Более того, это дает колесам максимальную мощность для движения вперед.

Обязательно прочтите нашу статью о том, как долго прослужат Chevrolet Colorados.

5. Барабан 1500

Ram 1500 - один из немногих грузовиков, получивший 10/10 баллов от журнала Car and Driver.Такие отличные оценки авторитетного автомобильного издания лишь говорят о качестве этого грузовика.

Если вы любитель внедорожного вождения, то вам будет приятно узнать, что Ram 1500 имеет электронную блокировку дифференциала.

Эта функция очень полезна на низкой скорости, в условиях бездорожья, например, когда вы ползаете по камням.

Улучшает движение, особенно когда одно колесо не касается земли. Это улучшает тягу и максимизирует управляемость грузовика Ram 1500 на бездорожье.

Однако Ram 1500 может предложить больше, чем блокируемые дифференциалы и 4WD. Он имеет удивительно хорошую топливную экономичность для полноразмерного грузовика, а также невероятно удобен в управлении.

6. Ford F-150

Ford F-150 - бесспорный король пикапов, о чем свидетельствуют ошеломляющие цифры продаж. Этот полноразмерный грузовик предлагает пользователям лучшее по полезности, производительности, надежности и стоимости.

Обладая различными роскошными функциями, включая сиденья с подогревом, F-150 превращается в комфортабельный грузовой автомобиль.

Достойная экономия топлива означает, что вы можете использовать его для движения по шоссе, не тратя чрезмерно на топливо.

Однако, если вы любите ездить по проторенным дорогам, F-150 вам подойдет. Эта модель оснащена блокируемым дифференциалом, который повышает устойчивость и сцепление с дорогой в условиях бездорожья.

Вы также можете использовать Ford Traction Management, доступный на F-150, для вашего преимущества на пересеченной местности.

Прочтите также нашу статью о том, сколько живут гибриды Ford.

7. Toyota Land Cruiser

Toyota Land Cruiser - легендарная модель, известная своей впечатляющей управляемостью на бездорожье. Хотя многие покупатели могут не согласиться с его высокой ценой, настоящие энтузиасты бездорожья знают, что Land Cruiser того стоит.

Land Cruiser оснащен стандартным полным приводом, которого достаточно для любого путешествия по бездорожью.

Однако он также оснащен электронными блокировками дифференциалов, которые позволяют автомобилю двигаться в экстремальных условиях бездорожья.

Другие функции, улучшающие езду на Land Cruiser по бездорожью, включают активную противобуксовочную систему и систему стабилизации автомобиля.

Также прочтите нашу статью о вождении Toyota Land Cruiser в снегу и зимой.

8. Nissan Frontier

Nissan Frontier идеально подходит для неизведанных границ, заполненных препятствиями. Он имеет множество систем, специально разработанных для борьбы с неровностями местности и обеспечения вашей безопасности.

В число этих систем входит электронная блокировка дифференциала, обеспечивающая стабильное движение при движении по экстремальной бездорожью.

Благодаря блокировке дифференциала вы можете успешно перемещаться в сложных дорожных условиях, таких как лед и каменистая поверхность.

Эта статья была полезной? Вы нашли неверную информацию или чего-то не хватало?

Мы будем рады услышать ваши мысли! (PS: читаем ВСЕ отзывы)

Открытые 4X4 | Что такое блокировка дифференциала и когда ее использовать?

Понимание блокировки дифференциала - одна из основ вождения полноприводных автомобилей 4X4, так что же такое блокировка дифференциала и когда ее использовать?

Термин "блокировка дифференциала" является аббревиатурой от блокируемого дифференциала, также известного как блокиратор дифференциала.Есть несколько разных типов, но прежде чем мы перейдем к тому, почему вы хотите заблокировать дифференциал, нам нужно объяснить, что такое дифференциал, и это начинается с проблемы, которую он решает.

Представьте, что у вас есть два колеса на оси, как показано на рисунке ниже.

Когда эта ось поворачивает угол, внутреннее колесо описывает более короткую дугу, чем внешнее колесо. Тем не менее, обоим колесам требуется одинаковое количество времени для завершения поворота. Это нормально, если колеса просто свободно вращаются на конце оси, но это становится проблемой, если мы хотим вести колеса вместе с двигателем.

Мы могли бы просто вставить пару шестеренок и сделать так, чтобы карданный вал вращал ось, но это означало бы, что оба колеса должны вращаться с одинаковой скоростью. Если затем мы попытаемся обойти угол, внутреннее колесо будет вращаться с той же скоростью, что и внешнее колесо, а внутреннее колесо будет подпрыгивать, скользить и подпрыгивать, поскольку оно вынуждено вращаться с гораздо большей скоростью, чем должно небольшое расстояние, которое он должен пройти. Проблема заключается в нагрузке на ось, износе шин, плохой управляемости и склонности к «недостаточной поворачиваемости», что означает, что нос вашего автомобиля будет широко давить в поворотах.

Итак, что необходимо, так это каким-то образом управлять обоими колесами, но позволять им поворачивать с разной скоростью за поворотом. Решение есть, и оно называется дифференциалом, или сокращенно diff . Это сложная серия зубчатых колес, которая позволяет внутреннему колесу замедляться по сравнению с внешним колесом, но при этом оба остаются в движении. С точки зрения водителя не важно, как именно винтики делают это, важен эффект.

На схеме ниже показано, что внутреннее колесо движется по более короткому кругу, чем внешнее, и вращается медленнее.Фиолетовая точка представляет собой дифференциал, который позволяет этому случиться, но приводит в движение оба колеса. Синие стрелки показывают относительную скорость каждой части трансмиссии.

На фотографии ниже показан мост с картером дифференциала в виде выпуклости справа, внутри которого находятся зубцы, составляющие дифференциал. Это немного необычно, так как в основном дифференциалы расположены посередине оси.

Итак, дифференциалы решают проблему прохождения поворотов, но они имеют огромный недостаток для езды по бездорожью, что показано на этом рисунке:

Вы видите на картинке, что переднее правое колесо безумно крутится, а переднее левое не двигается.Это потому, что дифференциалы ленивы, они направляют привод на колесо, которое легче всего повернуть. Если быть точным, они уравнивают крутящий момент (крутящее усилие) между двумя колесами на оси.

Итак, если у нас есть колесо с меньшим сцеплением по сравнению с другим колесом на оси, например, в воздухе или по грязи, его довольно легко повернуть, поэтому оно имеет очень маленькую крутящую силу, и именно столько его колесо-партнер с другой стороны ось попадает. Часто этого недостаточно, чтобы переместить автомобиль, и мы называем это «дифференциальной проблемой».

Понимание проблемы дифференциала - одна из основ езды по бездорожью, потому что это ключ к пониманию не только блокировки дифференциала, но и многих других средств обеспечения тяги и приемов вождения.

Итак, вы уже догадались, что такое блокировка дифференциала. Это устройство, которое отключает дифференциал, блокируя его. Это означает, что оба колеса должны вращаться с одинаковой скоростью, что устраняет проблему с дифференциалом. Но это также исключает хорошую часть дифференциала, часть, которая позволяет колесам на оси приводиться в движение с разной скоростью, а транспортным средствам эффективно поворачивать повороты.Вот почему можно включать или отключать блокировку дифференциала - вы включаете ее, когда вам это нужно, например, при подъеме на крутой скалистый подъем, и отключаете, когда вы, например, не едете по обычной дороге.

Существует два основных типа блокировки дифференциала: ручной и автоматический. Большинство из них включаются и выключаются вручную, но есть некоторые конструкции, которые включаются и выключаются автоматически с помощью механических средств или компьютерного управления. Подкрылки предназначены для работы на малой скорости по бездорожью на рыхлых поверхностях, поэтому потеря дифференциального эффекта на поворотах не является большой проблемой, вы просто замечаете, что радиус поворота больше, чем раньше.

То, о чем мы до сих пор говорили, - это не просто блокировка дифференциала, а «межколесный блокируемый дифференциал», если дать ему полное название. Это потому, что это блокировка дифференциала, которая работает на двух колесах на оси. Точно такая же концепция применяется к относительному вращению передней оси относительно задней, и это называется «межосевым дифференциалом». Просто будьте осторожны, чтобы знать, что шкафчик межколесного моста отличается от замка центрального дифференциала, хотя концепция такая же. Мы также называем дифференциал, у которого нет шкафчика, открытым дифференциалом или открытым дифференциалом.

На фото ниже Тойота Прадо. У него активирована центральная блокировка дифференциала, что показано на спидометре оранжевым значком четырех колес с крестиком посередине. У него также есть заблокированный дифференциал заднего моста, что показано эквивалентным красным значком, но с X между задними осями.

Могу ли я установить на свой 4X4 блокировку дифференциала послепродажного обслуживания? А я должен?

Может, уже стоит один или два в стандартной комплектации. Если нет, возможно, ответ. Есть ряд компаний на вторичном рынке, которые поставляют дифференциалы, но не для всех марок и моделей, а только для тех, которые наиболее широко используются для бездорожья.Если у вас есть шкафчик, может ли он быть установлен механиком. Примерами компаний по производству запчастей для раздевалок являются ARB и Eaton.

Замки дифференциала - определенно не первое, что нужно покупать для внедорожника - оборудование для обеспечения безопасности, такое как огнетушитель и аптечки, имеют более высокий приоритет, чем подвеска, шины, трубки и тому подобное. После того, как вы разберетесь со всем остальным, подумайте о блокировке дифференциалов. Если ваш автомобиль современный, с хорошим электронным контролем тяги, то вам меньше требуется блокировка дифференциала по сравнению со старым автомобилем без электронного контроля тяги.Это потому, что электронная система контроля тяги смягчает «проблему дифференциала» аналогично блокировке дифференциала.

На фотографии ниже показаны органы управления водителя передним и задним подкрылками ARB. Они называются воздушными шкафчиками, потому что механизм включения и выключения приводится в действие воздушным компрессором.

Большинство владельцев устанавливают рундуки для вторичного рынка в задней части автомобиля, так как это, как правило, наиболее выгодно при движении по бездорожью, а задняя ось сильнее, чем передняя, ​​не в последнюю очередь из-за того, что у нее нет CV суставы.Однако некоторые владельцы таких автомобилей, как Nissan Patrol, устанавливают их на переднюю ось, исходя из того, что задняя часть уже имеет сильный дифференциал повышенного трения (LSD). LSD находится между шкафчиком и открытым дифференциалом.

Какие автомобили имеют в стандартной комплектации блокировку дифференциала?

Вполне может быть, что ваш 4X4 будет поставляться с блокировкой дифференциала на задней оси или на обеих осях. Примерами автомобилей с задними шкафчиками являются Ford Ranger, Pajero Sport и Nissan Patrol Y62, а для передних и задних шкафчиков - некоторые модели Land Cruiser 70 Series, Mercedes-Benz G-Wagen и Jeep Wrangler Rubicon.Мы называем автомобили с передним и задним блокировками дифференциала с двойной блокировкой.

Не все версии 4X4 имеют блокировку дифференциала. Ищите такую ​​кнопку на Nissan Y62 Patrol. В правой части изображения есть значок с четырьмя колесами с крестиком между задними осями - это кнопка для включения и выключения заднего фиксатора.

Не существует серийных автомобилей 4X4 с фиксаторами на передней оси, а не на задней, это всегда только задняя ось или обе оси, и вам нужно задействовать заднюю ось, прежде чем вы сможете задействовать переднюю.Это необходимо для сведения к минимуму риска перегрузки и повреждения трансмиссии, так как запирающие механизмы могут легко вызвать значительную дополнительную нагрузку на компоненты трансмиссии, такие как оси.

Когда следует использовать блокировку дифференциала?

Не попадайтесь в ловушку мысли о том, что, когда дела идут тяжело, вы включаете блокировку дифференциала, и жизнь всегда становится лучше. Иногда лучше оставить его выключенным. Существует так много ситуаций на бездорожье, что невозможно дать конкретный совет, и вам придется в какой-то момент нарушить каждое из приведенных ниже правил, но вот несколько общих советов:

Используйте шкафчики, когда

  • Ваш прогресс может быть нарушен из-за наличия колеса на оси с вращением рундуков, например, изрезанный колеями подъем на холм или некоторые грязные колеи.На изображенном ниже Jeep Wrangler Rubicon запираются шкафчики, когда он поднимается на холм. Это можно сказать, потому что переднее правое колесо не вращается. То же самое для Nissan GU Patrol, изображенного на заглавном изображении этой статьи;
  • Спуск с холма с колеями, где одно колесо может оказаться в воздухе или потерять сцепление с дорогой; и
  • Обычно везде, где вы двигаетесь в низком диапазоне первым или вторым, вероятно потеря сцепления на одном или нескольких колесах, но есть хорошее сцепление с другими колесами, и вам не нужно круто поворачивать.

Не используйте шкафчики, если:

  • Вам нужно сильно повернуть, например, при резком обратном повороте, потому что шкафчики увеличивают радиус поворота;
  • Все четыре колеса находятся на земле с примерно равной массой на них или равной массой двух колес на оси, потому что колеса, вероятно, будут иметь одинаковое сцепление с дорогой, поэтому предотвращение пробуксовки одного колеса не проблема;
  • На боковых склонах, так как автомобиль будет катиться вбок из-за дифференциала, не допускающего проскальзывания колес по оси; и
  • Вы едете относительно быстро и вам необходимо маневрировать, например, по песку, в некоторых ситуациях в грязи и снегу.Jeep Grand Cherokee внизу нуждается в противодействии рулевому управлению, чтобы продолжить движение в гору, а шкафчики сделают это сложнее. К тому же это происходит относительно быстро.

Итак, чтобы подвести итог…

Термин «блокировка дифференциала» является сокращением от «блокировки дифференциала», а также сокращается до рундуков. Существует два типа межколесных дифференциалов, которые описаны здесь, и центральные блокировки дифференциалов (центральные блокировки дифференциала), которые мы объясним более подробно в другой статье. Следите за этим.

Дифференциал сам по себе означает, что два колеса на оси могут приводиться в движение с разной скоростью, но это означает, что одно колесо на оси может вращаться, когда оно теряет тягу, что приводит к замедлению хода. Шкафчик решает эту проблему, устраняя эффект дифференциала.

Есть два типа, большинство из которых ручные, но некоторые автоматические. Некоторые 4X4 поставляются с ними в стандартной комплектации либо на задней оси, либо на передней и задней осях («двойная блокировка»), и в зависимости от точной марки и модели вашего автомобиля вы можете установить шкафчик для вторичного рынка.Запирающиеся шкафчики очень полезны на бездорожье, но их не следует рассматривать как решение всех проблем с тягой, и их установка не должна быть приоритетом для новых внедорожников, которым следует в первую очередь сосредоточиться на защитном снаряжении.

Как правильно использовать блокировку дифференциала - 4SITE 4x4 Tires


Блокируемый дифференциал (блокировка дифференциала) может придать вашему автомобилю необходимый импульс, когда он попадает в сложную ситуацию на бездорожье. Знание того, как и когда использовать блокировку дифференциала, позволит вам с легкостью преодолевать труднопроходимую местность, помогая получить больше от вашего внедорожника.

Прочтите, чтобы узнать, что такое блокировка дифференциала, почему это важно и как использовать блокировку дифференциала во время вождения.

Что такое Diff Lock?

Четыре колеса вашего 4X4 должны иметь возможность двигаться с разной скоростью, чтобы ваш автомобиль мог эффективно поворачивать повороты. Таким образом, все ведущие мосты - передняя и задняя в полноприводном автомобиле - имеют дифференциал. Этот дифференциал направляет мощность на колесо, которое легче всего вращать, обеспечивая разную мощность для каждого колеса в соответствии с его потребностями.

Автомобили имеют только один дифференциал, но автомобили 4X4 могут иметь до трех дифференциалов - переднего, центрального и заднего.

Блокировка дифференциала удерживает этот дифференциал на месте, заставляя все колеса оси двигаться с одинаковой скоростью. Это обеспечивает равную мощность на всех колесах, что необходимо при движении по труднопроходимой местности.

Почему ваша блокировка дифференциала так важна?

Блокировка дифференциала заставляет все колеса вращаться с одинаковой скоростью независимо от тяги. Это полезно, если вы столкнулись с труднопроходимой местностью, и одно или несколько колес отрываются от земли, поскольку полная мощность остается на других колесах, гарантируя, что вы все еще движетесь в направлении движения.

Например, вы едете по каменистой местности, и одно из ваших колес отрывается от земли. Это может быть колесо, обладающее наибольшей движущей силой, в результате чего три других колеса изо всех сил пытаются набрать достаточное сцепление, чтобы толкнуть автомобиль вперед. Блокировка дифференциала обеспечивает передачу максимальной мощности на все колеса, обеспечивая столь необходимый импульс вашему движению вперед.

Таким образом, блокировка дифференциала обеспечивает противобуксовочную систему и является ключевым компонентом предотвращения пробуксовки колес, что может спасти жизнь в сложных условиях вождения, таких как снег или лед.

Как использовать блокировку дифференциала при вождении

Во-первых, блокировку дифференциала не следует включать при движении по дороге, если только погодные условия, такие как снег или лед, не требуют дополнительной тяги. Используйте блокировку дифференциала, когда хотите съехать по бездорожью, для езды по труднопроходимой местности, такой как грязь, гравий, грязь или снег. Вам нужно будет включить блокировку дифференциала только тогда, когда вам понадобится дополнительное сцепление, поэтому вы можете использовать его только в течение нескольких минут в каждом приключении по бездорожью.

Есть два типа блокировки дифференциалов - автоматическая и ручная.

Автоматические блокировки дифференциалов срабатывают автоматически при потере сцепления. Блокировка дифференциала отключится, как только будет восстановлено сцепление с дорогой. Некоторые дифференциалы с автоматической блокировкой отключаются только тогда, когда одно колесо начинает вращаться быстрее, чем другие.

Ручная блокировка дифференциала позволяет водителю контролировать ситуацию, позволяя ему решать, когда и требуется ли дополнительное тяговое усилие. Существуют различные типы ручных блокировок дифференциала, большинство из которых включаются переключателем на приборной панели или рычагом переключения передач.Они работают либо со сжатым воздухом, либо с электромагнитом, либо с тросом.

Когда ваш дифференциал заблокирован, ваш автомобиль будет двигаться по прямой, что затрудняет повороты. Слушайте свой автомобиль и не подвергайте его чрезмерной нагрузке, иначе вы можете серьезно повредить оси.

Энтузиасты бездорожья расходятся во мнениях относительно того, какая из трех потенциальных блокировок дифференциала (передняя, ​​задняя или центральная) работает лучше всего, и хотя задний дифференциал с блокировкой кажется предпочтительным, вы найдете свою собственную систему, когда будете выходить на гусеницы. .

После того, как вы освоите блокировку дифференциала, движение по бездорожью станет намного более захватывающим, так как вы сможете преодолевать более сложные трассы и труднопроходимую местность.

Шины 4x4 Оставайтесь в безопасности при выезде на бездорожье. Мы рекомендуем всегда иметь при себе запасное колесо и шину, чтобы быть наготове в случае разрыва или прокола. Узнайте больше о нашем ассортименте шин и дисков для 4x4 и узнайте, как легко заказать через Интернет с 4SITE 4X4 Tyres.


Вернуться в блог

Как работает блокировка центрального дифференциала?

Опубликовано в Безопасное вождение

Блокировка центрального дифференциала применима только к автомобилям с полным приводом (AWD) или постоянным полным приводом, а также к транспортным средствам, которые способны обеспечивать такой привод.С частичным 4WD, таким как Patrol или Landcruiser, передние колеса не двигаются, пока водитель не выберет 4H или 4L, а раздаточная коробка не перейдет в 4H или 4L, привод распределяется через раздаточную коробку на основе 50/50 спереди. к задним колесам.

Ваш Toyota 4WD может выглядеть так.

Вождение неполного полного привода в 4X4 по твердой поверхности, такой как асфальтированная или битумная дорога, будет означать, что разные скорости и расстояния, пройденные передними и задними колесами, будут действовать так же, как и при ручной блокировке дифференциала поперечной оси. заблокирован.Единственный способ повернуть, подняться или спуститься по самому маленькому уклону - это протереть шины и / или толкнуть огромные силы назад через раздаточную коробку, это известно как раздаточная коробка « Wind Up» , и это может повредить раздаточную коробку. очень быстро, так что не делайте этого. В раздаточной коробке с полным приводом в раздаточную коробку встроен центральный дифференциал, чтобы все время отвлекать часть привода на передний или задний дифференциал и при этом позволять им работать с разными скоростями, чтобы вы могли поворачивать или подниматься на холмы и т. Д., Обычно открытый дифференциал, но всегда (по необходимости) устройство несколько меньшего размера, чем дифференциал вашей поперечной оси на каждом конце.Узнайте больше об обучении 4WD

Когда центральный дифференциал разблокирован, он часто является открытым дифференциалом, поэтому он действительно передает привод только на тот конец транспортного средства, у которого меньше всего тяги, хотя это может измениться, по сути, полный привод Автомобиль с центральным дифференциалом без блокировки на самом деле в любой момент времени управляет только одним колесом (тем, которое имеет наименьшее тяговое усилие). Но он может выбрать любой из 4-х из-за характера трех установленных дифференциалов: переднего, заднего и центрального.Неполный 4WD без других блокировок дифференциала будет управлять только одним из двух колес, когда он находится в режиме 2WD, или любыми двумя из четырех колес, если выбран 4WD. Таким образом, полный привод не находится в режиме 4WD, пока не будет заблокирована блокировка центрального дифференциала, точно так же, как неполный полный привод НЕ находится в режиме 4WD, пока вы не выберете 4WD с помощью селектора.

Джеймс Горри ездит на полноприводных автомобилях в NT более 20 лет См. Профиль Джеймса

Девять самых впечатляющих внедорожников и внедорожников

Автомобильный рынок США, возможно, вступает в нечто вроде золотого века для внедорожников, в основном благодаря общему сдвигу во вкусовых предпочтениях потребителей от автомобилей к внедорожникам. и грузовики.Производители в США, Азии и Европе обновляют старые конструкции и выпускают новые модели.

Вот список некоторых из наиболее примечательных.

Jeep Wrangler Rubicon

Гости едут на Jeep Wrangler Rubicon по моделированному бездорожью на автосалоне в Чикаго 8 февраля 2018 года в Чикаго.

Getty Images

Самый высокий уровень отделки салона, доступный для самого мощного внедорожника Jeep, Wrangler. Два дифференциала с блокировкой, выбор автоматической или механической коробки передач и множество других функций.Jeep впервые за 10 лет модернизировал Wrangler для модели 2018 года. Новейшая версия призвана сделать автомобиль более «пригодным для жизни», - сказал Jeep.

Начальная цена: 40 995 долларов (базовая модель Wrangler начинается с 30 995 долларов).

Ford F-150 Raptor

Ford F-150 Raptor был частично смоделирован с грузовиков для гонок по пустыне и лучше всего подходит для "сухопутных" бездорожья. движение по дороге в отличие от ползания по камням.

Источник: Ford Motor Company

Ford F-150 Raptor - это грузовик F-150, модифицированный, чтобы включить многие атрибуты грузовиков для гонок по пустыне с некоторыми дополнительными технологиями.Как и многие модели из этого списка, грузовик имеет задний дифференциал с одинарной блокировкой. У него есть несколько режимов движения, включая специальный режим «внедорожник». Главный инженер Ford Performance Джамал Хамиди сказал CNBC, что подвеска Raptor делает его самым удобным F-150 для езды по дорогам.

Начальная цена: 50 115 долларов США

GMC Sierra AT4

GMC Sierra AT4, первая из нескольких моделей, предлагающих внедорожный пакет. GMC нацеливает грузовик на клиентов, которым нужен пикап более высокого качества с внедорожным комплектом, таким как блокируемый задний дифференциал и 2-дюймовый подъемник прямо с полки.

Роберт Феррис | CNBC

GMC представила пакет AT4 перед Нью-Йоркским автосалоном. GMC позиционирует свою внедорожную линейку как более премиальный внедорожник в соответствии с общей идентичностью бренда. Грузовик имеет блокируемый задний дифференциал и различные режимы движения, а также функции, типичные для грузовиков GMC, такие как уникальные подъемные ворота бренда и карбоновая кровать.

Начальная цена: Не выпущена

Chevrolet Colorado ZR2

Chevrolet Colorado ZR2 Concept

Источник: General Motors

ZR2 - это среднеразмерный пикап Chevrolet Colorado, предназначенный для бездорожья, но рассчитанный на повседневную езду. хорошо, говорит Chevy.Грузовик имеет дорожный просвет чуть менее 9 дюймов, блокировку передних и задних дифференциалов, как у Jeep Wrangler, и систему подвески Chrevrolet, разработанную совместно с поставщиком Multimatic, которая также используется в Camaro. Chevrolet заявляет, что система помогает сделать поездку более комфортной как по дороге, так и по бездорожью. Он также поставляется с опцией дизельной силовой передачи, что необычно для этих автомобилей.

Начальная цена: 40 360 долларов

RAM 1500 Rebel и 2500 Power Wagon

Ram Power Wagon 2017 года, ветеран внедорожной категории, был представлен еще в 2005 году, раньше многих других известных моделей.Грузовик имеет дорожный просвет более 14 дюймов.

Источник: Fiat Chrysler

Rebel - это пакет отделки, доступный для самого маленького полноразмерного грузовика RAM 1500. RAM переработала 1500 на 2019 год. У него есть блокируемый дифференциал, буксирные крюки и другие функции. Массивный 2500 Power Wagon является ветераном этого направления, а название Power Wagon существует уже несколько десятилетий, задолго до того, как пикапы были выделены из Dodge в отдельный бренд RAM.

Начальная цена: 45 495 долларов (Rebel), 52 295 долларов (Power Wagon)

Land Rover Discovery / Land Rover Defender

Land Rover Discovery

Источник: Land Rover

На данный момент Discovery является самым прочным автомобилем Land Rover. Ягуар Ленд Ровер.Дорогой Range Rover, безусловно, по-прежнему пригоден для бездорожья, хотя богатые водители часто предпочитают его в качестве символа статуса, более склонного путешествовать по Майами-Бич, чем по африканской саванне. Примечательно, что Discovery может преодолевать водоемы глубиной до 33,5 дюймов. Тем не менее, Land Rover планирует повторно представить свой лучший внедорожник Defender по всему миру в 2019 году.

Начальная цена: 52 090 долларов США

Toyota Land Cruiser

Toyota Land Cruiser

Источник: Toyota

Один из самых дорогих внедорожные внедорожники Toyota Land Cruiser начинаются примерно с 85000 долларов и продаются как роскошный внедорожник, так и внедорожник.Но у него есть полный привод, один блокируемый дифференциал и переключатель режимов движения для разной местности.

Стартовая цена: 84 315 долларов США

Toyota TRD Pro Series

Toyota Tacoma TRD Pro

Источник: Toyota

Внедорожник Toyota 4Runner и пикап среднего размера Tacoma можно приобрести с пакетом TRD Pro или пакетом TRD для бездорожья. . Версия Pro является наиболее функциональной, но обе они предназначены для езды по бездорожью. TRD означает Toyota Racing Development, внутреннюю мастерскую Toyota.Есть чуть менее дорогие версии TRD Off-Road и Off-Road Premium. Примечательно, что TRD Pro Tacoma можно купить с механической коробкой передач.

Начальная цена: 41 520 долларов (Tacoma TRD Pro)

Mercedes G-Class

Mercedes G-Wagon

Источник: Daimler

Линия Mercedes G-Class (иногда называемая G-Wagen) предлагает три различных настройки блокировки дифференциала. . Даже в базовой модели он имеет настройку под названием «G-Mode», которая оптимизирует автомобиль для езды по бездорожью.Настоящие внедорожники захотят G550 4X4² с полными 17 дюймами дорожного просвета, но это будет стоить 227 300 долларов.

Начальная цена: 123 600 долларов

Почему Land Rover Defender 2020 года - отличный внедорожник

См. Полный обзор модели

Land Rover Defender 110 2020 года, являющийся исключительным внедорожником, не должен быть сюрпризом, но отчасти это так. Вопреки расхожему мнению, в новом Defender отказались от конструкции кузова на раме, ведущих мостов и, в наиболее эффективных характеристиках, даже стальных рессор.Так как же Defender 110 смог справиться с проблемой высадки в бесплодном и малонаселенном регионе Кунене Намибии? Читайте дальше, пока мы разбираем кусочки головоломки, которые помогают сделать новый Land Rover Defender 110 таким способным к бездорожью.

Размеры приборной панели

Посмотреть все 192 фотографии

Мы оказали бы директору по дизайну Land Rover Джерри Макговерну огромную медвежью услугу, если бы сначала не признали ту тяжелую работу, которую он, его команда дизайнеров и команда инженеров проделали для обеспечения качества новый Defender и выглядел как Defender, и мог управляться как один.Что бы вы ни говорили о его стиле, нельзя отрицать, что он дает Defender впечатляющие возможности на бездорожье. Defender 110 может похвастаться 38-градусным заходом на посадку, 29-градусным разворотом и 40-градусным углом съезда - последние два угла превосходят углы отрыва и съезда Jeep Wrangler Unlimited Rubicon в 20 и 37 градусов соответственно. (Wranglers действительно выигрывают по углу въезда в 44 градуса.)

Defender также может похвастаться впечатляющим клиренсом в 11 дюймов и глубиной прохождения вброд 35,4 дюйма с его пневматической подвеской в ​​максимальных настройках.Его полностью плоская нижняя часть также хорошо защищена и не подвергает трансмиссию риску зацепиться за препятствия.

Полный привод

Посмотреть все 192 фото

Система постоянного полного привода Land Rover - это сердце Defender. Как и Discovery, Range Rover и Range Rover Sport, Defender оснащен системой постоянного полного привода, которая сочетает в себе лучшее из системы полного привода с возможностями системы полного привода. Независимо от того, на дороге или вне ее, система полного привода Defender постоянно направляет крутящий момент назад вперед и из стороны в сторону, балансируя производительность, эффективность и тягу.Если вам это нужно на бездорожье, переключите раздаточную коробку на 4-ступенчатую коробку передач и используйте соотношение 2,91: 1, что поможет преодолеть экстремальные препятствия.

Дифференциалы с автоматической блокировкой

Посмотреть все 192 фото

Обычно я первый, кто ненавидит автоматическую блокировку дифференциалов. У нашего старого Chevrolet Colorado Z71 Duramax с долгим сроком эксплуатации была задняя автоблокировка, и я обнаружил, что он медленно блокируется при средних препятствиях бездорожья, что делает процесс бездорожья более сложным, чем нужно.Итак, я немного скептически относился к автоблокировке центра и задних дифференциалов Defender при езде по трассам в Намибии. Оказывается, причин для такого скептицизма не было; Два дифференциала Defender могут действовать как дифференциалы повышенного трения и блокирующие дифференциалы, и они часто (и, что более важно, быстро) блокируются и разблокируются во время вождения. На самом деле они блокируются и разблокируются так быстро, что вы в конечном итоге используете их гораздо чаще, чем с ручными шкафчиками, что может быть незначительным неудобством для включения и выключения.

В Defender отсутствует блокируемый передний дифференциал, и вместо этого используется электронный «дифференциал» на основе тормозов, который автоматически захватывает тормоз вращающегося колеса, чтобы усилить тягу колеса. Система работает быстро и эффективно, но я бы не возражал против реального механического дифференциала для дополнительного спокойствия.

Пневматическая подвеска

Посмотреть все 192 фотографии

Пневматическая подвеска обычно не подходит для бездорожья, несмотря на то, что Land Rover использует их уже много лет.Проблема проста: при максимальном движении (что необходимо для максимального дорожного просвета) подушка безопасности становится жесткой и громоздкой, что приводит к резким ударам, замедлению и увеличению вероятности того, что что-то пойдет не так.

В чем дополнительная пневматическая подвеска Defender отличается от предыдущих систем, так это то, что она использует многоступенчатую пневматическую подвеску с большим ходом. Это означает, что даже на максимальной высоте для бездорожья подвеска сохраняет достаточный запас хода и амортизации. Четыре угла пневмоподвески также имеют поперечные связи.Это означает, что когда один угол пневматической подвески полностью сжимается, он толкает воздух к противоположной стороне грузовика, толкая колесо вниз и обратно на землю, как это сделал бы автомобиль с ведущей осью, тем самым увеличивая тягу.

Система Terrain Management

Посмотреть все 192 фото

И, наконец, все вместе объединяет система Terrain Response 2 от Land Rover. Хотя у него есть специальные режимы для различных поверхностей, таких как песок или камни, его настройка «Авто», пожалуй, лучшая.Система производит замеры окружающей среды Defender до 500 раз в секунду, постоянно - но также тонко - изменяя реакцию дроссельной заслонки, рулевое управление, контроль устойчивости, а также полный привод, дифференциал и настройки пневматической подвески, когда вы едете по дороге или тащить.