Как работает блокировка на ниве
Как работает блокировка дифференциала на Шевроле Нива: включение блокировки межколесного дифференциала
Все внедорожники отличаются от обычных автомобилей тем, что такие машины могут преодолевать любое препятствие на дороге, даже в том случае, когда дорога полностью отсутствует. Такую особенность эти автомобили получили из-за наличия в них полного привода, который может быть как постоянным, так и подключаемым.
Полный привод приводится в действие при помощи дифференциалов. Такой есть и у Нивы Шевроле.
Для чего предназначена блокировка?
В этом механизме присутствуют валы и шестерни. Предназначается дифференциал для распределения крутящего момента от двигателя к колёсам. В Ниве основными ведущими колёсами являются задние. При помощи дифференциала колёса могут крутиться с разной скоростью, например, при прохождении поворотов. В таком случае одно колесо проходит малый радиус, а другое – большой. Если бы не было дифференциала, то колёса станут пробуксовывать, что станет причиной повышенного износа резины.
При движении по прямой дороге тяга от мотора распределяется между колёсами равномерно. Если одно колесо начинает пробуксовывать, например, на льду, то дифференциал передаёт больше усилия от двигателя именно на него. Такой механизм в основном устанавливают на ведущем мосту. У Нивы же он стоит на:
- Заднем и переднем мосту.
Видео о том как работает блокировка межколесного дифференциала на Нива Шевроле
Включение блокировки дифференциала
На Ниве Шевроле есть возможность включать одновременно все три дифференциала. Благодаря этому проходимость машины увеличивается в несколько раз при езде по бездорожью.
Принудительная блокировка заключается в том, что ведущие колёса объединяются между собой, в результате чего они могут вращаться с одинаковой скоростью. Благодаря блокировке, максимально будет использоваться тяговое усилие двигателя, и передаваться на колёса.
Как уже говорилось, что узел дифференциала состоит из валов и шестерён. При помощи их в автоматическом режиме распределяется тяговое усилие между ведущими колёсами. Блокировка дифференциала производится при помощи блокиратора (муфты). В таком случае, когда водитель включает принудительную блокировку, то колёса «становятся» связанными между собой. Это способствует тому, что они будут вращаться равномерно.
Если будет принудительно включён межосевой блокиратор, то тогда передние и задние мосты также жёстко связываются разом, что гарантирует равномерное распределение тяги ко всем четырём колёсам. Таким образом, проходимость автомобиля будет увеличена в несколько раз, что делает Ниву Шевроле настоящим внедорожником.
Применение блокировки
Не все автомобили оснащаются блокираторами, а потому на бездорожье они будут уязвимыми. Шевроле в данном плане представляет собой уникальный автомобиль, который может двигаться как с одним приводом, так и с полным, что позволяет ему уверенно себя чувствовать даже на горных дорогах.
Для включения блокировки дифференциала тянем рычаг влево до конца
Принудительную блокировку следует включать в таких случаях:
- При преодолении сложных участков трассы. В таком случае блокировку следует включить заблаговременно, ещё до выезда на такой участок.
- На крутых подъёмах или склонах, когда возможна пробуксовка колеса.
- При движении по песку.
- При езде по снегу или льду.
Отключение блокировки
Когда Нива будет передвигаться по обычной дороге с ровным покрытием, то ей не потребуется включать блокировку всех колёс. Они будут нормально сцепляться с покрытием и не пробуксовывать, так как тяговое усилие от двигателя на них будет распределяться равномерно. По этой причине, когда машина будет двигаться по хорошей дороге, где колёса не будут пробуксовывать, использование дифференциала не потребуется.
Правила использования дифференциала
К ним относятся такие:
- Переключение раздатки надо проводить только тогда, когда автомобиль не движется.
- Включать дифференциал можно и при движении транспорта.
- Переходить на пониженную передачу можно при движении авто.
- Чтобы обеспечить продолжительную и бесперебойную работу дифференциала, надо периодически его включать, особенно в зимнее время. Делать это следует раз в 7 дней.
Месторасположения рычага переключения
В салоне Нива Шевроле между передними креслами находится два рычага. При помощи одного из них можно переключать передачи в КПП, а при помощи другого – управлять раздаткой.
Рычаг переключения дифференциала
В основе раздаточной коробки лежит редуктор, состоящий из двух ступеней. Из него и выходит в салон рычаг управления. Передвигаться он может вперёд или назад. При этом он включает/выключает пониженную передачу. Если рычаг двигать влево или вправо, то он может включать/выключать блокировку дифференциала.
Схема переключения передач и раздатки
Понижающая передача: что она даёт?
Основной составляющей раздатки является понижающий редуктор. Если рычаг управления будет находиться в заднем положении, то число раздатки уменьшается и составляет 1.2 . Когда рычаг будет в переднем положении, то передаточное число увеличивается. Оно будет уже составлять 2.1 . Когда рычаг будет в нейтральном положении, то передаточное число равно .
Дифференциал – неотъемлемая часть механизма полного привода в любом автомобиле. Использовать его рекомендуется только тогда, когда машина движется по бездорожью.
Блокировка дифференциала. Половина пути
Какие только идеи не приходят в головы изобретателей! Но, «как ни полезна вещь», ожидать, что она станет доступной для всех, в ней нуждающихся, порой просто наивно
Изобретатель
Петербургский инженер Георгий Козлов уже знаком нашим постоянным читателям. В свое время мы рассказывали о его работе над роторно-поршневым дизельным двигателем для малой авиации. На изобретение был получен европейский патент, опытный образец проходил стендовые испытания, но для доведения мотора до серийного производства не хватило ни собственных средств, ни денег родственников, ни выданной части обещанного государственного гранта. Платить за продление патента стало нечем. Наработками нашего соотечественника с удовольствием, законно и абсолютно бесплатно воспользовались западные компании.
Вывешенное колесо будет крутиться на месте, пока бензина хватит. Фото: Георгий Козлов
Но не сидится изобретателю без дела. Новое его изобретение состоялось из-за куда более «приземленного» желания порыбачить и отдохнуть в хорошей компании и в хорошем (т.е. труднодоступном) месте. Внедорожных способностей имевшейся в наличии старенькой «Нивы» явно не хватало. После изучения вопроса и относительно несложных станочных и слесарных работ машина поехала по буеракам значительно увереннее, а ее «модернизатор» получил очередной патент — на сей раз на «самоблокирующийся дифференциал с дополнительными свободными сателлитами».
Зачем это надо?
Рискуем обидеть грамотных автомобилистов, но не можем вкратце не пересказать факты из учебника для автошколы. Не все же были отличниками. У первых автомобилей ведущие оси делали целиковыми: оба колеса постоянно вращались с одинаковой скоростью. Вскоре выяснилось, что в поворотах на твердом покрытии машина ведет себя несколько «неадекватно», шины ведущих колес быстро изнашиваются, ломаются детали привода и сами оси. Примитивный анализ показал, что в повороте «наружное» и «внутреннее» колеса описывают дуги разной длины, следовательно, должны иметь разные скорости вращения. Жесткая целиковая ось не давала такой возможности, что приводило к проскальзыванию колес, а то и к поломкам в наиболее нагруженных точках. Решением проблемы стало изобретение межколесного дифференциала — механизма, при определенных условиях допускающего разные угловые скорости колес одной оси.
Фото: Георгий Козлов
Ось разрезали пополам и на образовавшиеся торцы установили конические шестерни. Между ними на общей перпендикулярной оси разместили пару сателлитов — шестеренок меньшего размера, входящих в зацепление с шестернями полуосей. Колеса получили свободу относительно друг друга. Этот набор шестерен окружили корпусом, в котором закрепили концы оси сателлитов. Теперь, вращая корпус с помощью конического редуктора или даже ремня или цепи, можно заставить колеса вращаться. Когда оба колеса едут по достаточно твердой поверхности по прямой, скорость их вращения одинакова, на кривой же, хоть горизонтальной, хоть вертикальной, механизм дифференциала обеспечивает необходимую разность угловых скоростей.
Но это достоинство дифференциала очень быстро превращается в его основной недостаток. Если одно из колес при трогании окажется на скользкой дороге, второе просто остановится. Каждому из нас доводилось буксовать на льду или глине. Знайте: основная вина за отказ автомобиля двигаться лежит не на рисунке протектора и не на крутящем моменте двигателя, а на столь полезном в других условиях дифференциале.
Фото: Георгий Козлов
Весь прошлый век автомобильные инженеры, совершенствуя конструкцию дифференциала, пытались справиться с этим его недостатком. Были разработаны разные способы сцепления при необходимости двух полуосей в одну единую ось. Очень удачной оказалась принципиально иная конструкция дифференциала со спиральными шестернями Torsen, успешно используемая в автомобилях семейства Audi Quattro на протяжении уже четырех десятков лет. Капризные дифференциалы повышенного трения, схожие по конструкции с многодисковым сцеплением, при создании жидкости, густеющей при нагревании, развились в весьма эффективные вискомуфты. Но у всех этих механизмов требования к качеству материалов и уровню производства столь высоки, что современные российские предприятия, в отличие от советских, просто не в состоянии их воспроизвести. Сегодня в Петербурге, в былые годы задыхавшемся от переизбытка машиностроительных заводов, с трудом удалось разместить заказ на изготовление примитивных прямозубых (!) конических шестерен. Не удивительно, что лидеры нашего автопрома начинают комплектовать свою продукцию самоблокирующимися узлами американского производства, а уникально успешная «Нива», оснащенная межосевым дифференциалом с принудительной блокировкой от рождения, межколесной блокировки так и не получила. Как и УАЗы всех лет и моделей. А для внедорожника, рискующего на переломах местности вывесить одно из колес, блокировка осей нужна как воздух. Помогла бы она и популярным в стране «Газелям»: негруженые, они начинают буксовать даже на мокрой траве.
Фото: Георгий Козлов
В стране, где и без того позорно малая протяженность автодорог в иные из последних лет не только не росла, но и уменьшалась, простая и недорогая межосевая блокировка колес облегчила бы жизнь очень многим водителям. И питерский изобретатель Георгий Козлов искренне верит, что у него такая конструкция получилась.
Фото: Георгий Козлов
Железо
Желающих изучить новый агрегат во всех деталях отошлем к российскому патенту № F16H 48/28. Остальных ознакомим с основными принципами его работы.
Внутри корпуса обычного конического дифференциала перпендикулярно оси сателлитов размещаем еще одну ось с двумя коническими шестернями на ней. Концы этой оси заправлены в овальные отверстия в корпусе, а шестерни имеют меньший, чем у сателлитов, диаметр, что обеспечивает их зацепление только с одной из полуосевых шестерен. При резком разгоне одного из колес новая ось «отстает» за счет инерции деталей и вязкости масла. Малая дополнительная шестерня входит в зацепление одновременно с полуосевой и сателлитом, блокируя дифференциал. При выравнивании угловых скоростей колес шестерни расцепляются под воздействием пружин. Поверх корпуса надета «управляющая муфта», в фигурные отверстия которой входят концы дополнительной оси. За счет сдвига муфты простым механическим (тросовым, например) или электрическим приводом осуществляется переключение режимов блокировки. Отверстия в корпусе и муфте совместно в той или иной степени ограничивают свободу перемещения оси. Просто и изящно!
Но внимательное изучение патента в редакции вызвало ряд вопросов. Вязкость традиционного трансмиссионного масла зависит от его температуры, следовательно, режим самоблокировки рассматриваемого узла едва ли будет стабильным. Вызвали опасения и пружины, возвращающие дополнительную ось в исходное положение: регулировка их натяжения и замена показались нам довольно затруднительными. Других изъянов при предварительном знакомстве мы не нашли.
В поле
Пришла пора опробовать новинку в действии. Опасения наши подтвердились: режим самоблокировки еще не отработан. Вероятно, потребуется синтетическое масло с высоким индексом вязкости или какое-то техническое ухищрение. Зато от принудительной блокировки удалось получить огромное удовольствие. Хотя и здесь необходимы оговорки.
В Петербурге не удалось найти ни требуемого сорта стали, ни качественной термообработки для изготовления блокирующих шестерен. Пока эта технологическая задача не решена, во избежание рискованных ударных нагрузок от включения блокировки на ходу пришлось отказаться. Подъезжаем к сложному участку дороги, останавливаемся, включаем блокировку — и в бой!
Заблокированная задняя ось испытуемой на асфальте «Ниве» не понравилась, о чем свидетельствовало характерное ее «приседание» на каждом изгибе «змейки». Ничего удивительного: не зря же придумали дифференциал. Выезжаем на грязь, близкую к топи. «Нива» — знатный «проходимец», а с межколесной блокировкой машина, кажется, обретает способность заползать на ледяные стены.
Переходим к любимому упражнению джиперов: на переломе бездорожья вывешиваем одно из колес. Блокировка выключена — «освободившееся» колесо вращается в воздухе, остальные стоят. Рычажком между сиденьями блокируем ось и как ни в чем не бывало выезжаем из канавы. Даже в нынешнем «полуфабрикатном» состоянии механизм оказался эффектным и эффективным. Даже возникла крамольная мысль: а нужна ли вообще самоблокировка? Не на офф-роудные же гонки мы собрались. А необходимость останавливаться для включения мостов и блокировок присуща многим куда более дорогим внедорожникам. Впрочем, пожелаем изобретателю дальнейших успехов в работе над изделием.
Что дальше?
Вариантов дальнейшего развития событий и конструкций несколько. Наиболее вероятный в наших экономических условиях: Георгий украсит стенку еще одним красивым патентом и в свободное время будет вывозить друзей на природу. Вполне вероятно, как это уже случилось с вертолетным роторным дизелем, его наработки помогут построить свой бизнес предприимчивым иностранцам. Но очень хочется, чтобы «собственные Невтоны» и их идеи оказались востребованы в родной стране. Тем более что вся проблема на сегодня сводится к качественным шестеренкам. Остальное при наличии пары станков можно сделать в любой мастерской.
Режимы трансмиссии 4×4: Все включено
«Подключите все, что есть, и тогда выберетесь из любого сугроба!» — такую рекомендацию частенько слышишь от владельцев вседорожников. А вот насколько это поможет, расскажет Сергей Мишин. Фото автора.
Chevrolet > Niva
Вискомуфты, «халдексы» и прочая механическая и электронная автоматика, самостоятельно подключающая полный привод и блокирующая дифференциалы, уже не редкость в трансмиссиях полноприводных автомобилей. Тем не менее на многих вседорожниках осталось ручное управление блокировками межосевых (на некоторых — и межколесных) дифференциалов. А уж переход между рядами раздаточной коробки — «ручной» непременно.
Chevrolet Niva
У любой «Нивы», будь она хоть «Шевроле», в арсенале есть две дополнительные возможности трансмиссии. Водитель сам волен решать, блокировать межосевой дифференциал или нет, и может выбрать один из двух рядов раздаточной коробки. Однако, чем больше вариантов выбора, тем больше шансов ошибиться.
ВМЕСТЕ ИЛИ ВРОЗЬ?
Вот, например, весьма распространенная рекомендация — межосевую блокировку всегда включать на обледенелых и заснеженных дорогах. Многие полагают, что благодаря ей улучшается поведение автомобиля на скользкой дороге. Проверим, замерив разгон автомобиля на льду и снегу, прохождение ледяного круга и скорость успешного выполнения переставки на укатанном снегу. Торможение юзом исключили, поскольку состояние межосевого дифференциала на тормозной путь не влияет. Попутно оценили удобство управления автомобилем и проходимость в глубоких сугробах.
Экзамен держала «Шевроле-Нива» на шинах-липучках Nokian HKPL R размерностью 205/70R15. Выписка из зачетной книжки — в приведенных таблицах.
Chevrolet Niva
Ничто не вызывает сомнений, кроме, пожалуй, разгона на льду. Наука говорит, что блокировка должна слегка улучшить разгон, однако в жизни получилось по-другому. Казус в том, что удерживать два колеса на грани пробуксовки гораздо проще, чем четыре — одновременно они резче срываются в буксование. А даже небольшое проскальзывание на льду приводит к потере эффективности разгона.
Результаты подтверждены оценками, полученными на круге и переставке, — очевидно, что маневрировать лучше при разблокированном дифференциале. А вот на прямой жесткая связь мостов слегка стабилизирует поведение автомобиля. Реальная помощь от блокировки — на подъемах, когда изменяется развесовка и разгруженный передок склонен к пробуксовке.
Итак, блокировка межосевого дифференциала на ровных скользких дорогах, за исключением движения на подъем, не дает никаких преимуществ, а в поворотах даже вредит, усложняя управляемость.
Chevrolet Niva
ВО ВРЕД.
При движении по прямой все колеса проходят пути равной длины и вращаются с одной скоростью. Соответственно блокировка здесь никак себя не проявляет. Другое дело — движение в повороте, где все колеса идут собственными траекториями, проходят разные пути и должны вращаться с различными угловыми скоростями. Чем круче поворот, тем существеннее разница. И здесь жесткая связь только вредит. Уравнивание угловых скоростей колес приводит к их проскальзыванию или пробуксовке и, как следствие, к потере траекторной устойчивости.
Интереса ради можете убедиться в этом на наглядном примере: на асфальтовой площадке выверните колеса «Нивы» до упора, включите «нейтраль» в коробке и раздатке и попробуйте протолкать машину руками до описания полного круга. Одному, возможно, будет тяжеловато, но вдвоем — запросто. А теперь заблокируйте межосевой дифференциал. Даже объединив усилия нескольких человек, не сможете сделать и четверти круга.
…И НА ПОЛЬЗУ
Теперь поговорим о проходимости, во многом зависящей от величины реализуемого крутящего момента. Он ограничен весом, приходящимся на ведущие колеса, и сцеплением их с дорогой. (Двигатель на первой пониженной передаче, как правило, способен создать куда больший момент!)
Проблемы здесь могут возникнуть в двух случаях. Первый — у колес разное сцепление с дорогой. Второй — значительное перераспределение веса (например, при движении на подъем) или потеря контакта с дорогой из-за значительных неровностей.
При подобном раскладе дифференциалы оказывают медвежью услугу — реализуемый момент определится самым «бесполезным» колесом, вплоть до нулевого момента на том, что повисло в воздухе. Тогда, чтобы автомобиль смог двигаться, межосевой «диффер» нужно заблокировать.
Вывод: блокировка необходима только на неоднородном покрытии, скользком подъеме или таких неровностях, какие способны привести к диагональному вывешиванию автомобиля.
Chevrolet Niva
ПЕРВАЯ ПОНИЖЕННАЯ
Здесь все гораздо проще. Пониженная передача нужна, лишь если автомобилю не хватает тяги — в рыхлом песке, густой грязи, на крутом подъеме либо с тяжелым прицепом на крюке.
Если момент ограничен сцеплением колес с грунтом, излишняя тяга вредна. Пробуксовка лишь усугубит положение. Трогаться в таких условиях можно, лишь ограничивая подачу газа, то есть величину крутящего момента. Пониженная передача в таких условиях зачастую может осложнить ситуацию.
Когда силы сопротивления больше сцепления, движение попросту невозможно. Тогда придется расчистить колею или убрать снег из-под машины.
Так что если ваш полноприводник буксует в снегу четырьмя колесами, берите лопату или ищите трактор. Буксует двумя — включение блокировки еще поможет. Переход на пониженную передачу оправдан, если не хватает тяги, то есть мотор не способен провернуть колеса.
Как работает блокировка на ниве
|
