Что я знаю про блокировки
3 402

Что я знаю про блокировки
Апрель 10 13:00 2015

Ну, во-первых, для внедорожника они просто нужны, чтобы однажды не опозориться на офисной стоянке; для гражданского автомобиля — с ними, что называется, прикольнее. Когда я только решался на их установку, то мотивация была связана с частой ездой по зимним дорогам со снежными переметами, скользкими, раскатанными участками, с неровными и плохо заметными обочинами — т.е. по таким, каких у нас, за городом, подавляющее большинство. Казалось — если колеса будут в любом случае крутиться с одной скоростью, то и машина должна меньше реагировать на разное сцепление под разными колесами и сохранять прямолинейное движение. Получилось все несколько сложнее и интереснее.

Оказалось, что выбор если не огромен, то достаточно велик, и перед покупкой пришлось вначале разбираться, что именно устанавливать. Первыми ушли принудительные полные блокировки. Вариант когда нужно остановиться, заблокировать дифференциал, проехать участок, остановиться, разблокировать и поехать дальше, — точно не мой выбор — я не спортсмен, не любитель группового природогубительства и соваться в одиночку туда, откуда есть опасность не выбраться самому, не стану даже на всех четырех колесах.

О блокировках дифференциала

Когда началось рассмотрение блокировок, включающихся автоматически, пришлось разобраться с физическими основами работы простого, открытого дифференциала, который, по народным легендам, якобы, «передает весь момент» на то колесо, которое имеет меньшее сцепление. А вот и нет. На самом деле, он ничего никуда не передает, а, наоборот, — толкающая сила ограничивается минимальной силой сцепления колеса, — в этом состоит роль саттелитного узла — при разных силах сопротивления он перестает вращать «сопротивляющуюся» полуось, а напротив, начинает бегать вокруг нее, сообщая большую скорость тому колесу, которое сопротивляется (а значит и толкает) с меньшей силой. Таким образом, машина никогда не сможет получить больший импульс, чем это позволит сила трения под самым «слабым» колесом и, если эта сила трения мала, то машина и не едет. Трение же второго колеса просто игнорируется, а двигатель не может развить мощность, уходя в красную зону оборотов при минимальной подаче топлива.

Это неприятно, но имеет и важный положительный момент:

дифференциал, кроме того, что позволяет колесам вращаться с разной скоростью, сохраняет трансмиссию от чрезмерных перегрузок, — ее детали ни при каких условиях не испытают нагрузок больше, чем в случае «идеального» сцепления колес по обоим сторонам привода.

Злые языки клевещут, что советский технологический прорыв с «Нивой» произошел не от гениальности ее конструкторов, а от убогости советской промышленности, которая не могла произвести надежной трансмиссии, и наличие центрального дифференциала между передней и задней осью позволило использовать детали обычных заднеприводных ВАЗов в полноприводном внедорожнике без риска их быстрого разрушения.

Что же произойдет, если в той же ситуации применить прямо противоположную конструкцию — жесткое соединения правого и левого колеса? В этом случае ничто, кроме силы трения о сухой асфальт, не ограничивает момент, передающийся на левое колесо, и его, скорее всего, окажется вполне достаточно, чтобы сдвинуть автомобиль с места. Или разрушить ту часть трансмиссии, которая ответственна за передачу момента на колесо, имеющее сцепление. Ситуация хорошо знакомая владельцам «подготовленных внедорожников».

О блокировках дифференциала

Понятно, что даже оставляя за скобками проблемы резко возрастающих нагрузок на детали, жесткая блокировка не может использоваться на машинах, которым нужно передвигаться по дорогам общего пользования со сколько-либо приемлемой скоростью. Вообще, когда на форумах всплывает тема блокировок, то обязательно появится какой-нибудь, не побоюсь этого слова, шизофреник, с типичной для этого заболевания неспособностью смотреть на вещи с точки зрения людей с отличными от его потребностями, который заявит, что-то типа «блокировка либо полная, либо никакая». На самом деле такой тип блокировок по большому счету имеет смысл лишь на машинах, предназначенных для совсем уж тяжелых условий эксплуатации, только вне дорог и на относительно небольших скоростях.

Так что в этом месте я потерял интерес к дифференциалам, которые создают 100% жесткое сцепление между колесами. Они хороши, имеют право на жизнь, хоть и не долгую, но мне просто не нужны.

О блокировках дифференциала

И вот тут начинается самое интересное — частичные блокировки. Те самые «30/70», халдексы, квайфы, вискомуфты, электронные системы, зажимающие тормозные колодки на буксующем колесе, и прочие попытки как-то сделать так, чтобы колеса вращались независимо, когда это надо, блокировались вместе, когда в этом возникает необходимость, да еще при этом не подвергали хлипкую, ради снижения себестоимости, трансмиссию опасности разрушения, когда на одну полуось приходится усилие, необходимое для движения всего автомобиля.

Теоретически частичная блокировка занимается тем же самым, что и открытый дифференциал — она ограничивает момент, передаваемый на колесо, имеющее сцепление с дорогой.

Но только ограничивает его не минимальной силой трения, а силой трения, умноженной на какой-то коэффициент, который называется коэффициентом блокировки (КБУ). Упрощенно, его можно описать так, что если, скажем, сила трения под правым колесом эквивалентна 10 кг, то частичная блокировка с КБУ=3 позволит передать на левое колесо усилие 30 кг, что уже лучше, чем 10, но еще меньше, чем усилие, которое бы передалось при прямой передаче. Такое решение оказалось оптимальным для гражданских автомобилей, и, по сути, все, что мы сегодня наблюдаем на рынке кроссоверов — это эволюция (или деградация) различных механизмов частичного блокирования.

Собаку съевшие на истории автомобилестроения специалисты могут сильно возразить, но мне приятно считать, что все началось с моей некогда любимой Audi Quattro, после того, как она потерпела неожиданное фиаско на реальной гоночной трассе: свободный дифференциал между передней и задней осью почти обездвиживал ее в поворотах, ограничивая мощь двигателя трением самого разгруженного колеса. И тогда родился Torsen, первый, наверное, вариант винтовой блокировки, в которой разница сил между осями использовалась для движения штифтов сжимающих половинки корпуса дифференциала.

Это было действительно гениальное решение, значимость которого обидно недооценена. Во-первых и главных, это то, что «решение» о необходимости блокировки принимается в момент возникновения силы, еще до того, как эта сила реализовалась в ускорение и вызывала пробуксовку. Современные электронные системы, которые кажутся куда более продвинутыми и эффективными, работают на основе датчиков скорости вращения, а, значит, уже всегда запаздывают. Чтобы электронная система стабилизации начала работать, она вначале должна дождаться, когда одно из колес начнет вращаться быстрее, а, значит, уже потеряет сцепление. Механическая винтовая блокировка еще до этого момента начнет прижимать колесо, которое только собирается начать пробуксовывать, к тому, которое имеет сцепление, и даже не позволит ему раскрутиться. Конечно, все имеет свои пределы, и, если ситуация продолжит ухудшаться, то электронные системы вмешаются уже более решительно, чтобы из опасной ситуации выйти, а механическая передача лишь чуть поможет водителю в нее не попасть.

Лично мне вариант механической системы нравится гораздо больше. Они не мешают, они добавляют возможности управления, – педали газа и тормоза становятся по сути дополнительными средствами управления.

Придавил педаль, и УАЗик спокойно и уверенно ускоряется по выбранному прямому участку, в нужный момент отпустил, и он, вспомнив свою заднеприводную сущность, резко «закинулся» прямо в нужную точку. Это подразумевает определенное чувство машины и умение и не всегда означает комфорт предсказуемости, но доставляет удовольствие, которое, честно скажу, не дает «гражданская» повозка, которая просто едет, куда повернут руль.

Несмотря на то, что торсен и его современные разновидности работают от возникающего момента и вводят оси в зацепление относительно плавно, пропорционально нарастанию разницы моментов между колесами, но все равно — сцепление происходит за очень небольшое время и ощущается, как чувствительный удар при подключении второго колеса. Чтобы избавиться от этого эффекта, на следующем шаге эволюции в «винт» добавился механизм «преднатяжения» — упругие элементы, которые вызывают постоянное небольшое сцепление между полуосями. Достаточно маленькое, чтобы не оказывать заметного влияния на прохождение поворотов, но достаточное, чтобы при усилении блокирующего усилия оно не начиналось с резкого толчка.

О блокировках дифференциала

Опять же на форумах в буквально всех случаях всегда находится путанник, который не различает понятия КБУ и преднатяга и заводит дискуссию в тупик. На самом деле все просто. Преднатяг — небольшое постоянное блокирование, которое существует всегда. Коэффициент блокировки определяет максимальную силу отталкивания второго колеса относительно пробуксовывающего. Если сила трения колеса на снежной обочине Fтр1, то максимально возможная сила тяги второго колеса на асфальте при свободном дифференциале будет Fтяги=Fтр1, при 100% блокировке машина будет толкаться со всей силой, которую позволяет трение резины об асфальт Fтяги=Fтр2, при частичной Fтяги=Fтр1 x КБУ, а при частичной с преднатягом Fтяги=(Fтр1+ Fпрдн)x КБУ.

Отсутствие жесткого удара при подключении, а также небольшой коэффициент блокировки, которого быть может недостаточно, чтобы на одном колесе вытащить две тонны железа из болота, но зато не лишающий возможности пройти на скорости поворот, сделали возможным установку винтовых самоблокирующихся дифференциалов на совсем гражданские автомобили под широко известным, но редко понимаемым именем LSD.

Это расшифровывается как Limited Slip Differential, и Limited здесь обозначает как раз то, что блокировка частичная и достигаемая с помощью Slip — трения тех самых штифтов или сателлитов особой формы, которые под действием разницы сил начинают плавно прижиматься друг к другу или корпусу.

На этом я и остановился, — электроника, которая вмешивается, не интересна не потому, что я такой сноб и ас вождения, а просто потому, что не езжу на тех скоростях, где бы она была нужна.

Сейчас разновидностей и марок блокировок полных и частичных, включаемых автоматически и вручную, реагирующих на момент и скорость, использующих металлические детали, дисковые фрикционы, трансмиссионные жидкости, огромное количество и писать про них долго и вряд ли нужно. А закончить все-таки нужно моим личным опытом и впечатлением.

У меня третий год стоит винтовая блокировка фирмы, название которой, как сейчас стало модно, я не решусь назвать, чтобы что-то случайно не прорекламировать, которая является прямым потомком того самого Torsen’а, и, вдобавок, сразу имеет небольшое постоянное трение между осями.

Прошла она где-то 60 тысяч километров зимы, лета, грязи уровня «дастер на пузо лег — я ходом прошел», ездила по снежной целине, таскала газели и за это время никак себя особенным образом не проявила: просто едет и все. Вначале предполагалось, что в помощь к ней в передний мост будет установлен 100% блок с ручным включением для совсем сложных случаев, но в ней, при моих условиях эксплуатации, необходимость возникла только ровно один раз.

Что же до поведения на дорогах общего пользования, то практика разошлась с теорией в положительную сторону. По теории, когда мы движемся по поверхности, на которой под колесами постоянно то с одной, то с другой стороны оказывается то снег, то лед, то чистый асфальт, машина с блокировкой должна постоянно испытывать ощутимые толчки со стороны твердой поверхности. В реальности их нет.

Устойчивость, способность держать прямую, как говорится «на все деньги» — вместе с боевым кличем «УАЗика не жалко» легко дает от 75 км/ч и выше на обледенелых грейдерах «с шишками», разбитых асфальтовых тропах с ледяными же лужами, и позволяет быть расслабленно спокойным на автомобильных трассах в любой снегопад. Собственно — то, ради чего именно этот самоблок и покупался.

А вот в поворотах все уже не так оптимистично. И сильно зависит о того, кто находится за рулем. Инстинктивное поведение «придавить газ», чтобы загрузить колеса и резче зайти в поворот, играет злую шутку — нарастающие усилие от кардана на блокирующие сателлиты вызывает увеличение блокировки, колеса начинают вращаться в повороте с одинаковой скоростью и, вместо того, чтобы вкручиваться в поворот, траектория, напротив, распрямляется, вынося машину хорошо если на обочину, а то на круговом, например, движении может оказаться, что и в правый ряд, по которому где-то там внизу, может телепаться какая-нибудь несчастная ламборджини.

В особо сложных случаях приходится разбивать поворот на небольшие прямые отрезки с подачей и опусканием газа, чтобы распустить полуоси и дать возможность машине встать на нужное направление — ничего сложного, но сзадиедущих мотание здорового куска железа от края до края полосы настораживает.

Неприятно то, что такое изменение управляемости еще и нестабильно — зависит от степени ускорения, состояния дороги, радиуса, — условия казалось бы совсем одинаковые, а вот ведет себя машина чуть-чуть, но по-разному и как-то «нервно». Для единственной, постоянно эксплуатируемой машины это наверное было бы утомительно. Для фан-мобиля — напротив, интересно, — он живой. Как конь.

В результате своим вариантом доволен. Но рекомендовать и не могу, да и не считаю нужным — эта та деталь тюнинга, вариантов которой счет идет на десяток разновидностей, и каждому свое. Но вот, что бы я точно не хотел, дак это воткнутых производителем непонятных штук, про которые известно только то, что «это LSD» и тем более, бюджетных имитаций с греющимися вискомуфтами и горящими тормозными колодками. Не та страна.

Сергей
Сергей

Являюсь владельцем УАЗ Патриот с 2012-го года, купил после приезда из США плохо понимая, что именно беру, с мотивацией "хочу русский пикап". Купленный, как фан-мобиль, постепенно превратился в единственную машину на каждый день.

Больше статей
write a comment

4 комментария

  1. serg_s_vyatki
    Апрель 10, 13:46 #1 serg_s_vyatki

    Большое спасибо. Кратко, доходчиво, по делу и с душой.

  2. Maykl Grishin
    Май 09, 06:52 #2 Maykl Grishin

    Узнаю, узнаю, главную передачу, которая получает, изменяет и балансирует вращательное движение…

  3. Владимир Логинов
    Май 09, 22:54 #3 Владимир Логинов

    Вот-бы с автором пообщаться- вопросов куча остаётся))

Only registered users can comment.