Особенности "полноприводников"

Успешно преодолевать бездорожье способен только тот водитель, который знает, как работают узлы...

Успешно преодолевать бездорожье способен только тот водитель, который знает, как работают узлы и системы, обеспечивающие проходимость, и понимает возможности своего автомобиля. Опять теория Возможность движения автомобиля определяется силой тяги, которая зависит от крутящего момента двигателя и передаточных чисел трансмиссии. Суммарная сила тяги ведущих колес автомобиля должна преодолеть силу сопротивления движению. На бездорожье главной составляющей силы сопротивления движению является сопротивление дороги. Предел же силы тяги определяется силой сцепления колес с дорогой: Рсц = m*k, где m – масса, приходящаяся на ведущее колесо автомобиля, k – коэффициент сцепления. Если сила тяги превышает силу сцепления, колесо начинает буксовать. Для чего полный привод? Привод на все колеса не увеличивает тяговую силу, т.к. крутящий момент двигателя остается прежним. Но распределяется тяговая сила не на два, а на четыре колеса, и на каждом из колес оказывается вдвое меньше, чем на колесе автомобиля с приводом на одну ось. В чем же улучшение? Вспомним, что тяговая сила ограничивается силой сцепления. Если на ведущую ось легкового автомобиля приходится 50% массы, то при массе автомобиля в 1000 кг нагрузка составит 500 кг. При коэффициенте сцепления 0,1 получим силу сцепления: Pсц = 500*0,1= 50 кг. Тяговая сила ограничена величиной 50 кг, иначе колеса начнут буксовать. На автомобиле 4х4 суммарная сила сцепления: Pсц = 1000*0,1 = 100 кг. Полный привод позволяет в два раза увеличить тяговые возможности автомобиля. Существует две принципиальные схемы трансмиссии 4х4: с подключением второго ведущего моста и с постоянным полным приводом. В первом случае второй мост включается только на бездорожье. Включение может быть принудительным или автоматическим. Принудительное включение производится с помощью зубчатой муфты, расположенной в раздаточной коробке (или в коробке передач). Для этого служит рычаг или электропривод, который включается клавишей на панели. Автоматическое подключение второго моста срабатывает, когда ведущие колеса начинают буксовать. Для этого используется вязкостная муфта (вискомуфта) или многодисковая муфта. Вискомуфта устанавливается на валу привода второго моста и представляет собой цилиндр, внутри которого – набор тонких дисков с отверстиями. Полость муфты заполнена специальной силиконовой жидкостью, вязкость которой почти мгновенно увеличивается при нагревании. Как только ведущие колеса начинают буксовать, соединенные с ними диски проскальзывают относительно дисков второго моста. От трения жидкость в вискомуфте быстро густеет, вплоть до твердого состояния. Загустевшая жидкость соединяет диски между собой и включает в работу второй ведущий мост. Схема имеет два недостатка: заметная задержка включения после начала буксования ведущего моста и перегрев вискомуфты при длительном движении по бездорожью. Использование многодисковой муфты потребовало устанавливать датчики оборотов на всех колесах автомобиля. После начала буксования электронная система управления с помощью гидроцилиндров или соленоидов замыкает многодисковую муфту, соединяя мосты между собой. Система обладает высоким быстродействием, но тоже может перегреваться на бездорожье. Постоянный полный привод использует повышенные тяговые возможности всегда, а не только на бездорожье. Постоянное распределение тяги на все колеса позволяет уверенно трогаться на скользкой поверхности и способствует улучшению управляемости. Автомобиль всегда готов преодолевать препятствия. «Раздача» мощности Раздаточная коробка, судя по названию, служит для «раздачи» мощности от коробки передач к ведущим мостам. На кроссоверах с передним приводом и поперечным расположением двигателя отбор мощности на задний мост производится непосредственно от коробки передач. Раздаточная коробка размещается в отдельном корпусе и соединяется с коробкой передач коротким карданным валом. Кроме функции «раздачи» мощности, раздаточные коробки снабжают понижающей передачей. Двухступенчатая раздаточная коробка вдвое увеличивает количество передач, повышая тяговые возможности автомобиля. Понижающая передача уменьшает скорость вращения колес, позволяя двигаться с минимальной скоростью, используя максимальную тягу двигателя. Используется она только при включении обоих мостов – большой крутящий момент может привести к разрушению деталей трансмиссии. Разные дифференциалы Принудительно включать полный привод рекомендуется только на бездорожье или на дорогах со скользким покрытием. После выезда на твердое покрытие второй ведущий мост нужно выключать. Чем это вызвано? Включенные мосты жестко соединяются между собой, и колеса их вращаются с одинаковой скоростью. В реальных условиях скорость вращения колес несколько различается из-за разницы в сцеплении и внутреннем давлении в шинах. На поворотах передние и задние колеса движутся по разным траекториям и должны катиться с разной скоростью. На дорогах с мягким или скользким покрытием эта разница компенсируется проскальзыванием колес. На твердом покрытии проскальзывание невозможно из-за высокого коэффициента сцепления. Появляется так называемая циркуляция «паразитной» мощности, вызывающая повышенные напряжения в трансмиссии. Для ее преодоления требуется затратить дополнительную мощность двигателя, значит, и расход топлива будет повышенным. У автомобиля с жестко соединенными мостами увеличивается недостаточная поворачиваемость, что уже небезопасно при быстром движении по извилистой дороге. На автомобилях, снабженных автоматическим подключением полного привода, происходит то же самое, но здесь «выручает» автоматика. Как только обороты колес обоих мостов выровняются, автоматика отключит второй мост и снова подключит его при пробуксовке ведущих колес. Однако это тоже «не есть хорошо». Движение по бездорожью с постоянным включением-выключением полного привода приводит к перегреву и отказу муфты включения. Чтобы избежать появления «паразитной» мощности, автомобили с постоянным полным приводом снабжаются межосевым дифференциалом. Он позволяет колесам передней и задней оси вращаться с разной скоростью. Но тут есть «подводный камень». На бездорожье одна пара колес может попасть на скользкую поверхность, тогда как другая стоит на твердом грунте. Дифференциал передаст весь крутящий момент на буксующие колеса, автомобиль остановится. Поэтому межосевой дифференциал делают блокируемым. Иногда для этого используют электронную муфту, которая автоматически блокирует дифференциал при пробуксовке колес. Преодоление глубоких канав, оврагов может привести к вывешиванию колес. Межколесный дифференциал весь крутящий момент передает вывешенным колесам, и автомобиль останавливается. Против вывешивания применяют самоблокирующиеся дифференциалы повышенного трения. Обычно их используют на тяжелых грузовиках, но иногда применяют и на легковых внедорожниках. Для блокировки межколесных дифференциалов применяют электромагнитные муфты, которые автоматически срабатывают при вывешивании колеса. Двигатель Характеристики двигателя играют существенную роль в повышении проходимости автомобиля. На кроссоверах обычно используют высокооборотные «легковые» двигатели. Это ограничивает их внедорожные возможности. Высокие обороты максимального крутящего момента (около 4000 мин-1) делают затруднительным использование крутящего момента при медленном движении. У двигателей большого рабочего объема максимальный крутящий момент достигается при меньших оборотах – около 3000 мин-1. Часто используются дизельные двигатели, у которых крутящий момент существенно выше и поддерживается в широком диапазоне оборотов, нередко от 1800 до 3000 – 3500 мин-1. На этом пока остановимся. В следующий раз поговорим о поведении полноприводного автомобиля на асфальте.

Оставить комментарий