КОЛЕСНАЯ Математика
ТЕХНИКА
/ОБОЗРЕНИЕ
КОЛЕСНАЯ Математика
В НЕЙ Лишь ОДНО Воздействие — УМНОЖЕНИЕ:
Общего количества КОЛЕС НА ВЕДУЩИЕ
ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
Набросок / АЛЕКСАНДР КРАСНОВ
ОТ БЕГУЩИХ НОГ
К ВЕДУЩИМ КОЛЕСАМ
на данный момент не легко представить, что когда-то предлагались авто с колесной формулой… 4х0 — создатели идеи почему-либо думали, что лишь вращением колес экипаж с места не стронуть! Вот и приделали к особенным шатунам ноги-грунтозацепы, каковые шагали по дороге.
Конструкторы прошлых времен прошли кроме этого варианты 3х1, 3х2, до тех пор пока, в итоге, не тормознули на простой всем нам формуле 4х2. Вторыми словами из 4 колес автомобиля два — ведущие.
на данный момент такая схема невообразима без дифференциала, разрешающего левому и правому ведущим колесам крутиться с различной скоростью, что совсем необходимо для прохождения поворотов. Но обыденный симметричный дифференциал, разделяя вращающий момент поровну меж полуосями, превращает колесную формулу в 4х1, стоит лишь одному из колес попасть на скользкую поверхность.
Вот в случае если б сделать на буксующем колесе сопротивление, притормозить его раздельно, тогда на 2-ое колесо отправится больший момент и оно, возможно, вынет машину из неудачи. Но… обыденные тормоза действуют строго симметрично. Другое дело, в случае если автомобиль обустроен электрической противобуксовочной совокупностью с распределителем и вращения персональными датчиками колёс тормозного упрочнения.
Умные тормоза способны одурачить простоватый дифференциал!
Аналогичного результата возможно достигнуть и механическими средствами, применив заместо обыденного дифференциала так именуемый кулачковый завышенного трения, что не допустит полной остановки 1-го из ведущих колес. Имеется вариант поординарнее для конструкторов, но посложнее для водителей — обыденный симметричный дифференциал. Его возможно заблокировать принудительно.
В соревновании механических и электрических устройств победа — за последними. Они надежнее, поточнее и… несложнее!
ДОЛОЙ КОЛЕСА-НАХЛЕБНИКИ
Так как в массе собственной авто почаще имели задние ведущие колеса, первой взяла распространение вэдовая схема с подключаемым фронтальным мостом. Коробка усложнялась сперва лишь для повышения внедорожных особенностей, потому о межосевом дифференциале еще не вспоминали (в грязищи и на снегу маленькая пробуксовка легко неприметна). В конечном счете появилась схема пользующегося популярностью до этого времени козла.
И не требуется мыслить, что она осталась лишь на полуармейских вездеходах. Так устроены, например, и всецело цивильные КИА-Подвескаидж,Сузуки Джимни Кросс Кантри… В случае если автомобиль сначала проектировался как переднеприводный, то не исключен и вариант с подключаемым задним мостом: таковой, например, ЛуАЗ.
В большинстве случаев, в этих внедорожниках полный привод в раздаточной коробке возможно подключить прямо на ходу, другое сделают автоматические муфты на колесах. КонструкторыСузуки Джимни обошлись вообщем без обгонных муфт, отключая фронтальные колеса у основания их приводов. В УАЗах еще остались муфты с ручным включением, требующие неотклонимой экипировки водителя болотными сапогами.
Вообщем говоря, эти муфты в случае если и нужны, то лишь для машин, проводящих огромную часть судьбы на шоссе: благодаря им приводы отключенных от мотора (но не от дороги!) колес не крутятся зря и, значит, не изнашиваются. Ну, и расход горючего чуток миниатюризируется. Кстати, создатели ЛуАЗа, предназначенного сперва для сельской глубинки, создавая личный вездеход, никаких муфт не ставили, не забыв, но, о колесных редукторах, увеличивающих дорожный просвет малютки.
Из-за отсутствия межосевого дифференциала включать такой полный привод стоит только на распутье, наряду с этим не надолго, и двигаться не резвее 60 км/ч. Компенсацией за неудобства обладателю помогают наилучшие внедорожные особенности проходимца.
ЗНАЙ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ!
Было бы страно, в случае если б Наша страна с ее немереными направлениями не сказала собственного слова в области полного привода. И она его… проорала на всю землю! Идет обращение об известной всем Ниве, открывшей новый класс машин, именуемый на данный момент SUV (в свободном переводе — для активного отдыха).
Вообще-то сначала ставилась задачка обеспечить комфортным ВСЕдорожным транПодвесканым средством тружеников села, до которых народные жигули на физическом уровне не могли добраться, в особенности по весне или озари. А так как конструкторам было нужно обойтись легковыми ведущими мостами, не талантливыми выдержать возросший вращающий момент, они выбрали экзотичную для той поры схему: неизменный полный привод с межосевым симметричным дифференциалом.
Оказавшийся автомобиль изумил всю мировую автообщественность: выяснилось, возможно сделать машину, превосходно управляемую и достаточно скоростную на шоссе и одновременно с этим талантливую преодолевать подлинное распутье. (Тут помогали принудительная блокировка межосевого дифференциала и понижающая передача в раздатке). Конкретно Нива вызвала такие бессчётные сейчас паркетные джипы, практически всем которых до ее проходимости — как до Луны.
НА РАСПУТЬЕ Превосходно И НА АСФАЛЬТЕ — ЛУЧШЕ!
Полный привод благотворно отражается на маневренности автомобиля — в случае если, конечно, обеспечить более-менее эластичное рассредотачивание вращающего момента меж осями. Ну и для разгона до сотки за считанные секунды силы сцепления лишь пары колес может не хватить. Потому по формуле 4х4 высчитали и дорожные автомобили.
Межосевой дифференциал стал несимметричным (вторыми словами с данным или кроме того регулируемым коэффициентом рассредотачивания момента по осям) и занял место в шоссейных полноприводниках — к примеру, Subaru и Порше-Каррера 4. В последнем момент меж осями распределяет вискомуфта — комплект ведущих и ведомых дисков в картере, заполненном силиконовой смазкой.
Чем больше отличие в скорости вращения этих пакетов, тем больший момент передается от ведущего к ведомому при помощи вязкого трения: тут — до 40% тяги для фронтальных колес. УSubaru Легаси Аутбек неповторимая схема с межосевым дифференциалом и параллельно включенной вискомуфтой заместо механической блокировки. Благодаря ей отпадает необходимость что-либо переключать вручную, разве что в самом томном случае пользоваться понижающей (1,2:1) передачей.
К огорчению, придумать одну какую-нибудь, наилучшую во всем схему невозможно. За новые плюсы приходится платить недочетами. Вот, например, два вэдовых Гольфа: Синкро и Фирмоушн (4MOTION, Фир по-германски четыре). 1-ый из их, с вискомуфтой не относится к пользующимся популярностью моделям — дороговат.
Его коробка ведет себя до некой степени по-умному, разрешая разрешённым образом распределять моменты на ведущие оси и тем изменять поведение автомобиля на автостраде. Трудности появляются при сопряжении такой совокупности с Abs (приходится додавать обгонные муфты в ступицах), на скользкой дороге автомобиль проявляет выраженную недостаточную поворачиваемость, а момента, передаваемого на заднюю ось, иногда не достаточно.
Превосходно ЗАБЫТОЕ Старенькое
Недавняя серийная новинка — Гольф-Фирмоушн с автоматическим межосевым сцеплением. Лет 5 вспять разработчики направили внимание на пластинчатое сцепление шведской компании Халдекс. Его база — пакет металлических дисков, крутящихся в масляной ванне (подобно тому, как делалось, в частности, на американских автомобилях еще в 30-е годы). При сжатии в осевом направлении сила трения в нем пропорционально растет.
Такое сцепление может трудиться с буксованием сколь угодно длительно, в отличие от сухого дискового. Оставалось лишь написать программку управления узлом применительно к определенному автомобилю, и новый полный привод взял путевку в судьбу.
В Гольфе пластинчатое сцепление установлено на редукторе заднего моста, в том месте, где ранее была вискомуфта. Ведущие диски соединены с карданным валом, ведомые — с основной передачей. Два роторно-поршневых гидронасоса, каковые снабжают необходимое упрочнение сжатия пакета дисков, управляются особенным компом.
Ко мне стекаются сигналы от колесных датчиков, противобуксовочной совокупности, тормозов, педали акселератора, тахометра… Быстродействие весьма громадно: сцепление срабатывает, пока колеса проворачиваются всего на 45° — восьмую часть оборота! Передаваемый на заднюю ось момент может бесступенчато изменяться от 0 до…
100%!
Как ведет себя Гольф-Фирмоушн на автостраде? Как и всегда — нейтральная или легкая недостающая поворачиваемость, при форсированном разгоне — лишная. Кроме того разворот на 180° при затянутом ручном тормозе — совсем неосуществимый маневр при наличии вискомуфты — тут не воображает заморочек.
Лишь бы скорость не превосходила 70 км/ч.
Ну, а вдруг какие-то датчики откажут? Тогда компьютер перейдет на особую автомобиль и аварийную программку перевоплотится в переднеприводный.
Схожая схема коробки все почаще видится на шоссейных вэдовых автомобилях, так что Гольф избран нами легко как пример — далековато не единственного. Не остается в забвении и вискомуфта — в случае если заполнить ее магнитоуправляемой жидкостью, она всецело сумеет составить конкурентнсть.
ТОРМОЗИТЬ, Чтобы… РАЗОГНАТЬСЯ
Мы упоминали о благотворном действии на проходимость независящего подтормаживания буксующего колеса. Страно, в случае если б в век электроники, с покон веков уже управляющей работой тормозов, разработчики не оценили бы так ординарную исходя из убеждений механики кандидатуру блокировке дифференциала. Ее реализовали, в частности, на Ленд-Ровере Дискавери и Мерседес-Бенце-ML с их сильными движками.
Оно и ясно: чтобы заставить крутиться останавливающееся колесо, энергия буксующего напарника переводится тормозами в тепло. Значит, на перемещение автомобиля остается меньше мощности.
В итоге машина взбирается по заснеженному склону верно, но… медлительно, наряду с этим водителю приходится существенно давить на газ. Не случаем в коробки имеется демультипликатор 1,21:1 (а у более слабенького ML230 кроме того 2,64:1)! Кстати, подтормаживанием балуются и шоссейные полноприводники Порше,Audi ТТ Кваттро…
Сочетание коробки а-ля Гольф Фирмоушн с электрической блокировкой междуколесных дифференциалов способом личного подтормаживания колес считается на данный момент более многообещающим.
А вдруг КОЛЕС БОЛЬШЕ?
Грузовые авто с колесной формулой 6х6 обладают завидной проходимостью, но — какой ценой! Чтобы стопроцентно воплотить способности коробки и нормально двигаться по дороге, трехосной машине нужны 5 дифференциалов, лучше самоблокирующихся или хотя бы с принудительной блокировкой, и вдобавок хорошо бы совсем отключать несколько мостов, в то время, когда они не нужны… Представьте для себя количество излишних рычагов и кнопок…
Автоматическое управление коробкой (ADM — Automatic Drive-train Management), созданное в технологическом центре компании Штайр, обещает фурор на рынке томных джипов. До тех пор пока оно проходит обкатку на пожарных машинах ИВЕКО-Магирус. Автоматика не только только включает по мере необходимости фронтальный мост, да и перекрывает межосевой и три междуколесных дифференциала.
Наряду с этим делает это не по твёрдой программке, поочередно вводя больше блокировок, а по командам компьютера, приобретающего данные о пробуксовке каждого колеса. Однако учитываются траектория перемещения автомобиля (едет ли он по прямой или поворачивает), необходимость резкого ускорения, в случае если водитель надавил на газ до упора, коэффициент сцепления с дорогой каждой шины. Как дорожные условия постоянно совершенствуются, блокировки и полный привод сами собой отключаются.
На опробованиях вся совокупность трудилась так превосходно, словно бы бы за рулем посиживал ас триала! А ведь по сути у водителя не было ни 1-го дополнительного рычага или кнопки. В купе с автоматической коробкой водителю остаются лишь две педали да баранка.
А с ними управится кроме того новичок, что в особенности принципиально для служб и армии спасения.
Итак, электроника и автоматика равномерно теснят из автомобиля не только только педали и рычаг коробки, да и дополнительные органы управления сложной вэдовой коробкой. Точно, так и должно быть… Но все-же весьма охото верить, что в каком-то, пускай хитрецком, неповторимом, случае эксперт вождения по пересеченной местности сумеет заткнуть за пояс данный компьютер на колесах.
Все начиналось с нуля: паровик Гордона с формулой 4х0 начала XIX века.
СХЕМЫ ТРАНСМИССИЙ Вэдовых Машин
УАЗы,Опель Фронтера,
Ниссан-Пэтрол…
Сузуки Джимни Кросс Кантри
Мицубиси Паджеро…
Нива, Надежда, Ода 4х4, Газель 4х4…*
Subaru…
Ауди-Кваттро,Фольксваген Гольф Фирмоушн…
Мерседес-Бенц-ML,
Ленд-Ровер Дискавери…
Порше-Каррера 4
Фольксваген Гольф Синкро,
Рено Сценик RX4…
Дифференциал
Кулачковая муфта
Пластинчатая муфта Халдекс
Вискомуфта
Раздаточная коробка
с понижающим редуктором
Блокировка
подтормаживанием колес
*…Мерседес-Бенц G-класса (блокируются все дифференциалы).
Коробка экспериментального автомобиля, снаряженного ADM: 1 — автоматом блокирующиеся междуколесные кулачковые дифференциалы; 2 — автоматом блокирующийся межосевой дифференциал; 3 — раздаточная коробка с автоматическим подключением фронтального привода.
Случайные статьи:
Колёсная пара Математические этюды
Статьи по теме:
-
Как реализовать автомобиль математика легкой выгоды
Приходит время, в то время, когда с автомобилем необходимо расстаться. Ожесточённые слова – реализовывать придется настоящего приятеля. К примеру, дабы…
-
УРОКИ ГЕОМЕТРИИ Перед тем как приступать к дорожным опробованиям, попытаемся проанализировать, что нас может ожидать. Начнем с колес или легко дисков,…
-
То, что угон автомобили для угонщика прибыльное дело, ясно всем, но кто-или вспоминал, как невыгоден и убыточен угон для уже бывшего носителя…
