Понижайка или доступно о сложном
В наш нелегкий век нано технологий и добычи нефти в Арктике счастливые обладатели «джипов» начинают привыкать включать полный привод красивой кнопочкой на торпеде и радоваться как дети тому что у них «настоящий» внедорожник, но как только большинство этих монстров офроада съезжают с асфальта владельцы начинают вспоминать о таком атавизме как понижайка и громко материться на перегретую вискомуфту.
Но мы то с вами настоящие джиперы и знаем, что без понижайки это совсем не джип и без нее живется плохо, и именно поэтому при выборе машины предпочитаем пусть и из прошлого века и гнилой как прошлогодний помидор, но все-таки настоящий джип.
Не так давно, в процессе постройки железного коня пришлось вникать в вопрос что и зачем и с чем это едят.
Все с умным видом вещают про какие то ньютоны, кстати про них и в тест драйвах любых машин любят упоминать с таким видом, как будто средний автолюбитель просто обязан знать как они влияют на поведение машины. Забегая вперед скажу, что ничего эти цифры не скажут, если нет понимания о том что в итоге дойдет до колес. Больше всего меня добили рассуждения более опытных товарищей о том какое понижение раздатки лучше 4,16 или 4,9. Вот лично для меня это просто цифры и смысловой нагрузки в них не больше, чем в данных о населении Аргентины. От странных цифр и умных слов закружилась голова и захотелось кнопку на торпеде, вместо всей этой заумной фигни. Но это не наш метод, поэтому я решил разобраться что это за фигня и полез изучать вопрос, в процессе и родилась эта статья, так как ни одного вменяемого источника где по простому рассказано не нашлось, вернее нашлись, но тоже срывающихся в «заумные дали». Постараюсь объяснить все максимально просто и доступно. Сразу оговорюсь, во всех расчетах будет много допущений из серии «берем одного белого коня в вакууме», в частности не будем учитывать потери на трение, КПД агрегатов и прочее иначе формулы и выкладки будут очень длинными, кому надо точные цифры разберется и сам, мы же ограничимся «общим обзором в идеальных условиях». Итак, глубокий вдох и поехали!
Будем считать, что все знают общий принцип работы коробки передач и объяснять его не надо, но если кто не в курсе, то ее задача передавать вращение двигателя, преобразовав его в зависимости от выбранной передачи на карданный вал, а дальше на редуктор и колеса. Но для движения без дорог зачастую получается, что «надо бы пониже» для этого ставят раздатку, то есть по сути еще один промежуточный блок шестеренок, который позволяет еще раз преобразовать вращение и понизить частоту вращения. Как это работает? Самый простой и понятный пример – велосипед. Катались когда-нибудь на велосипеде с переключалкой скоростей? Помните, как себя чувствуете, когда спереди стоит самая большая шестеренка, а сзади самая маленькая? Велосипед очень трудно сдвинуть с места, но если сдвинули, то на один оборот педалей он делает несколько оборотов колеса и летит стрелой. А если наоборот? Да, да вы в мыле крутите педали, а велосипед ползет как черепаха, зато ползет и в горку и по грязи и куда угодно. Ну вот с понижайкой то же самое, только вместо вас работает двигатель. На пониженной передаче нагрузка на двигатель становится заметно меньше, скорость движения тоже, зато ползет где угодно и как угодно.
Но на велосипеде все просто – две шестеренки, на авто тоже ничего сложного, но шестерёнок больше и чуть ли не в каждом узле вращение преобразуется на ту или иную величину. Но давайте по порядку. Сначала двигатель у нас раскручивает БОЛЬШУЮ шестеренку, которую называют маховиком. На картинке ниже это такая большая шестеренка справа.
Дальше это вращение передается на коробку передач, за ней в раздаточную коробку (если есть), потом уже через карданный вал на дифференциал и потом уже на колеса.
Теперь математика и физика.
Как только начинаешь разбираться с вопросом, то всплывают какие-то страшные цифры, которыми собеседники оперируют, а ты как дурак ничего не понимаешь, но уже уловил, что столько то процентов понижение это круто, а если 1к еще сколько то, «ваще трактор», а заодно и в мостах можно понизить. Все эти разговоры начинаются когда встает вопрос о настоящем бездорожье, когда штатного понижения уже не хватает, что бы вращать колеса от трактора, которые вы насмотревшись на более опытных товарищей зачем то поставили на машину.
Итак, пробуем вместе разобраться, на примере Suzuki Jimny.
Сразу оговорюсь, цифры примерные и взятые из интернета, могу ошибиться.
Для начала мы открываем мануал и находим следующие данные:
— Передаточные числа в коробке передач
-Передаточные числа в раздаточной коробке
-Передаточные числа в дифференциалах
Еще нам потребуется вращающий момент на ДВС и Диаметр колеса.
Конкретно для джимника это выглядит так:
— В штатных дифференциалах (редукторах, называйте как угодно) это 4.3 (хотя бывают и другие)
— Так же из книжки максимальный момент силы у Suzuki Jimny 110Нм при 4500 оборотах двигателя.
Остается вопрос диаметра колеса. Можно просто померять рулеткой или посчитать по формуле.
Стандартный размер колес Джимни – 205/70/15. Это означает, что диаметр колеса составляет 2 профиля+диаметр диска=205мм х 70% х 2 + 15 х 25,2 = 665 мм или примерно 26,4 дюйма.
Ну вот вроде всеми исходными данными мы запаслись начинаем считать страшные цифры. Хотя нет, прежде чем забивать себе голову этой фигней надо объяснить зачем это все. А нужно это для того что бы вы могли лучше понять физику движения автомобиля, могли рассчитать оптимально понижение при возросших нагрузках. Ведь производитель совершенно не рассчитывал, что его продукцию будут запихивать по стекла в болото и соответственно, если вы хотите большей проходимости без ущерба для агрегатов, то стоит задуматься о занижении штатных значений.
Для начала у нас есть двигатель, который передает вращение на коробку передач, с какой частотой он вращается мы можем посмотреть на тахометре. Дальше мы лезем в ТТХ коробки передач и выясняем, что на первой передаче понижение составляет 2.962 (для коробки АТ) то есть на выходе после коробки карданный вал будет делать почти в три раза меньше оборотов, грубо говоря на 1000 оборотов двигателя мы получим 337 оборотов карданного вала. Дальше идет раздатка на пониженной передаточное число составляет 2,145, то есть за раздаткой мы имеем уже 157 оборотов, и дальше уходим на мосты, на главную пару, которая имеет понижение 4.3 итого на выходе на колесах 36.5 оборотов колеса в минуту с тысячи оборотов на двигателе. Общее понижение составляет: iоб=2,962×2.145×4.3=37.32
Еще мы можем посчитать крутящий момент на колесах – эта характеристика куда реальнее, чем абстрактные лошадиные силы или крутящий момент двигателя.
Разобраться, что такое крутящий момент, можно на простом примере. Возьмем палку и один ее конец зажмем в тисках. Если надавить на другой конец палки, на нее начнет воздействовать крутящий момент (Мкр). Он равен силе, приложенной к рычагу, умноженной на длину плеча силы. В цифрах это выглядит так: если на рычаг длиной один метр подвесить 10-килограммовый груз, появится крутящий момент величиной 10 кг*м. В общепринятой системе измерения СИ этот показатель (умножается на значение ускорения свободного падения – 9,81 м/с2) будет равен 98,1 Н*м. Из этого следует, что получить больший крутящий момент можно двумя путями – увеличив длину рычага или вес груза.
Двигатель создает крутящий момент Mдв. После преобразования трансмиссией этот момент передается на каждое ведущее колесо машины в виде Mк и заставляет колесо вращаться, т. е. создает сдвигающую силу Fкт=Mк/R в точке контакта колеса с дорогой, причем эта сила через колесо приложена к дороге. Поверхность дороги препятствует вращению колеса силой трения Fрт той же величины, но приложенной к колесу и направленной противоположно. Чтобы показать, что силы действуют на разные объекты, точки приложения сил на рисунке условно немного разнесены по вертикали:
Эта сила реакции трения Fрт, умноженная на число ведущих колес, и движет машину. Применительно к jimny разгоняющим усилием будет величина 4Fрт. Определим эту величину.
Максимальный крутящий момент Mдв=110 Н.м двигатель развивает при 4500 об/мин Значит, на первой передаче в КПП при всех наших понижаниях:
4Mк=Mдв.iт=110×37.32 = 4105.2 Н.м.
При колесах штатного размера тяговое усилие всех четырех колес составит:
4Fрт=Mдв.iт/R=4105/0,332=12364 Н=1236 кГ.
То есть, немногим больше тонны.
Для сравнения для 1й передачи без понижения это будет всего 557кг, а для третий 437кг
Ну вот во общих чертах мы и разобрались. Конечно в реальных условиях все эти цифры сильно меняются в зависимости от рельефа, грунта и прочих факторов, но хотя бы в общих чертах стало понятно, что и зачем. Опять же, если вы хотите понизить передаточное число в раздатке или главных парах, то теперь может подставив свои цифры посчитать что из этого может получится. Вообще считается что для автомобилей которые покоряют тяжелое бездорожье общее передаточное число должно быть с механической коробкой передач – от 50:1 до 80:1 и с автоматической коробкой — от 40:1 до 70:1.
Так что включайте понижайку и вперед!
PS При написании материала использованы всякие разные источники, в частности этот
Очень рекомендую для тех кто хочет глубже влезть в вопрос с точки зрения физики процесса.
Зачем нужна пониженная передача в автомобиле
Как известно, основным назначением трансмиссии является передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса. При этом трансмиссия не только передает, но и преобразовывает крутящий момент. Большинство водителей знают, что ступенчатая коробка передач имеет низшие и высшие передачи. Условно, 1,2 и 3 можно считать пониженной, 4 принято считать прямой передачей, тогда как 5 и 6 повышенной.
Сразу отметим, что применительно к внедорожникам, грузовикам и различным видам техники такого условного деления недостаточно. Дело в том, что КПП на подобных машинах имеют не только «низшие» и «высшие» передачи, но и так называемые понижающие передачи. Далее мы рассмотрим, зачем нужна понижающая передача, что это такое и как работает, а также как пользоваться пониженной передачей.
Для чего нужна пониженная передача
Итак, остановимся на примере внедорожника. В данном случае понижающая передача позволяет значительно повысить проходимость машины. Простыми словами, наличие понижающей передачи позволяет такому автомобилю проехать там, где машины с обычной КПП не имеют возможности преодолеть препятствие и продолжить движение.
Чтобы было понятнее, нужно обратить внимание на следующее. Обычно силовой агрегат выдает максимальную мощность при определенном количестве оборотов. Также на определенных оборотах, причем отличных от оборотов максимальной мощности, достигается и максимум крутящего момента, который передается посредством трансмиссии на ведущие колеса.
Так вот, обычно коробки передач выполняются так, чтобы двигатель отдавал максимум момента и мощности достаточно равномерно на различных скоростях. Первая передача позволяет трогаться с места, причем на такой передаче «упор» сделан на максимальный крутящий момент, тогда как на 5-ой автомобиль может двигаться с высокой скоростью на оборотах максимальной мощности.
Результата — при нажатии на педаль газа машина «зарывается» колесами в снег или грязь, буксует и не может продолжить движение. Если же переключиться на вторую скорость и выше, двигатель попросту заглохнет, так как ему недостаточно оборотов и мощности для преодоления сложного участка.
Получается, в ситуации, когда нужна высокая мощность двигателя (высокие обороты), однако также необходима плавная езда с невысокой скоростью и небольшой частотой вращения колес, обычная КПП бессильна. Именно с учетом данных особенностей внедорожники получают раздаточную коробку с пониженной передачей.
Так вот, активная пониженная передача имеет высокое передаточное отношение. Это позволяет снизить частоту вращения колес и одновременно раскручивать двигатель до оборотов максимальной мощности. В результате машина получает возможность двигаться с низкой скоростью на оборотах максимальной мощности. Такая особенность незаменима на бездорожье, при движении на подъем, на крутых спусках и т.д.
Пониженная передача и особенности использования
Начнем с того, что пониженная (понижающая) передача может присутствовать как в устройстве механической, так и автоматической коробки. При этом наилучшим вариантом принято считать решение с раздаточной коробкой отдельного типа. К сожалению, обычно отдельную раздатку сегодня ставят на дорогостоящие полноценные внедорожники, так как такая коробка повышает вес и приводит к общему удорожанию авто. Если же отдельной раздатки (с собственным рычагом) нет, тогда пониженную передачу нужно включать отдельной кнопкой.
Также нужно помнить, что пониженная передача на разных авто имеет определенное передаточное число. Чем это число оказывается выше, тем лучше автомобиль «выгребает» на плохом покрытии под нагрузкой.
Еще следует учитывать, что наличие пониженной передачи накладывает на водителя определенные обязательства. Другим словами, нужно уметь пользоваться данным решением, так как некоторые необдуманные действия и грубые ошибки могут вывести КПП из строя. Давайте рассмотрим, если в авто есть пониженная передача, как пользоваться такой передачей правильно.
Это возможно, если водитель слишком активно нажимает на педаль газа и держит ДВС в диапазоне оборотов максимальной мощности одновременной с интенсивной работой педалью сцепления.
Что в итоге
Как видно, пониженная передача в автомобиле, который позиционируется в качестве внедорожника, является необходимостью. При этом от передаточного отношения будет зависеть и эффективность работы самой понижающей передачи.
Пониженная передача — что это и для чего она нужна
Понижающая передача делает внедорожник полноценным проходимцем, способным преодолеть те препятствия, которые другим автомобилям будут не под силу. Пониженная передача в трансмиссии, будучи включена, даёт возможность крутить колёса с меньшим количеством оборотов при стандартных оборотах самого двигателя. Что такое понижающая передача и для чего она нужна в настоящем джипе — об этом ниже.
Пониженная передача — принцип работы
Пониженная передача является частью трансмиссии и монтируется непосредственно в раздаточную коробку. Именно там распределяется крутящий момент от движка на оси ведущих мостов внедорожника.
Двигатели развивают свою полную мощность при заданном количестве оборотов, и весь крутящий момент передаётся через трансмиссию на ведущие колёса (у каждого агрегата свой порог оборотов, при достижении которых он выдаёт максимальный крутящий момент). Обыкновенная КПП делается так, чтобы двигатель передавал всю мощь правильно и равномерно на различных скоростях, с которыми двигается автомобиль. Например, на первой передаче можно трогаться с места при оборотах немного выше стандартных холостых (например, около 1000), а на пятой развивать большую скорость на нескольких тысячах. Как правило, двигатели развивают свою максимальную мощность как раз таки на нескольких тысячах оборотов. У какого-то движка это 2,5-3 тысячи, у другого — под 6 тысяч. На первой передаче с такими высокими оборотами ехать не получится, поэтому мощность двигателя при езде будет далека от максимальной.
Раздаточная коробка
Следовательно, на высокое препятствие уже не заехать — двигатель будет глохнуть или колеса срываться в пробуксовку. Тоже самое при езде по грязи, снегу и другим подобным препятствиям. В других же ситуациях требуется высокая мощность двигателя, но неспешная и аккуратная езда — например, по каменистой дороге с обрывом.
Именно в этих случаях и пригодиться пониженная передача. И не только в этих, но и во многих других. Что происходит при её включении? Активная пониженная передача имеет достаточно высокое передаточное отношение, что позволяет снижать частоту вращения колёс при максимальной мощности двигателя. Вот и получается, что при небольшой скорости автомобиль работает на максимальной мощности, что при должном подходе обеспечивает огромное преимущество на бездорожье, при подъеме по крутому склону и в других условиях движения.
Пониженная передача — особенности функциональности
Пониженная передача может быть как на внедорожниках с ручной коробкой передач, так и с автоматической. Классическое решение с отдельной раздаточной коробкой есть далеко не у всех машин, особенно нового типа. Если раздаточной коробки у авто нет, то пониженную нужно включать специальным рычагом или кнопкой (в современных автомобилях). Почему раздаточную коробку не ставят во вроде бы полноценные внедорожники? Она утяжеляет автомобиль и делает его дороже. В поисках эффективных экономных решений множество джипов раздаточной коробкой не оснащаются. Даже в стареньких моделях её иногда нет. Взять для примера ЛУАЗ — у него ведущий привод передний, задний подключается непосредственно через коробку передач. Но авто едет на пониженной только вперед, что во многих ситуациях является серьезным минусом.
Пониженная передача имеет определенное передаточное число. Чем оно выше, тем эффективнее будет грести автомобиль даже на небольших оборотах. Например, на УАЗ первая передача идет с числом от 3,78 до 4,155 (распространенные марки КПП типа Ульяновской или Dymos ). Вместе с раздаткой, которая имеет понижающее значение в 1,95 цельное число будет примерно 8,1. Для того, чтобы увеличить этот параметр, в раздаточную можно установить специальные, нестандартные шестерни с передаточными отношениями, например, 2,89 или 3,80. При перемножении это даст нам общее передаточное число в 15,8. А значит джип сможет преодолевать еще более суровые препятствия, а также свободнее крутить в грязи более крупные, нестандартные колеса.
Одним словом, пониженная передача в автомобиле повышенной проходимости очень нужна и от того, какой она будет, зависит его проходимость. Конечно же, нужно уметь ею пользоваться и не сломать с дуру трансмиссию или даже двигатель (что тоже бывает).
Пониженная передача — как пользоваться
Включение пониженной передачи происходит когда автомобиль стоит на месте. Соответствующий рычаг приводится в нужное положение (как правило, в положение первой пониженной передачи) при выжатом сцеплении. В более новых автомобилях пониженная может включаться электронно, специальной кнопкой.
Ездить по твердому покрытию на пониженной передаче нельзя. Трансмиссия получает сильную нагрузку и может не выдержать. Двигатель тоже нагружается зря и могут начаться проблемы. Речь не идёт о подъеме в горку по грунту или передвижению по более-менее твердому снежному полотну, но ездить на пониженной по простым грунтовкам или по асфальтовым дорогам нельзя.
Для того, чтобы достигнуть максимально полезного эффекта от пониженной передачи, трогаться желательно уже на высоких оборотах (на тех, на которых двигатель работает на своём максимуме и выдаёт оптимальный крутящий момент). При этом, нужно следить за тем, чтобы не сжечь сцепление. Хоть нагрузка на него и снижается примерно в два раза, по неопытности его можно повредить (если пытаться резко отпускать, раскочегарив движок до высоких оборотов).
Полезно знать о работе блокировки и понижающей передаче
Всем доброго вечера, листая разные форумы в поисках нужной мне информации, наткнулся на замечательную статью, о том: Что такое блокировка, как она работает, зачем нам пониженный ряд и в каких ситуациях это правильно применять.
Читаем все.
1. Дифференциалы Нивы
2. Блокировка дифференциала
3. Понижающий ряд передач
4. Полезные советы
5. О блокировке на скользкой поверхности
6. Блокировка+ручник
7. Распределение моментов в раздатке
8. Переключение повышенная/пониженная «на ходу», автор Васик-Нивасик
Нива отличается от классических ВАЗов (и других одноприводных машин) постоянным полным приводом. Это потребовало введения в трансмиссию (связь между двигателем и колесами) раздаточной коробки (РК, раздатки). Отличие порождает у новичков много вопросов и заблуждений. Эта статья — попытка дать простым и понятным для непосвященных языком ответы на такие вопросы.
1. Дифференциалы Нивы
Все мало-мальски знакомые с автомобилем, знают, что такое дифференциал. Это механическое устройство, которое распределяет тяговое усилие от двигателя на два колеса, и при этом колеса могут вращаться с разной скоростью. Суммарная же скорость колес в мосту с дифференциалом зависит от общей скорости автомобиля и при постоянной скорости движения постоянна.
Необходимость установки дифференциала в ведущий мост автомобиля объясняется очень просто: на повороте внутреннее колесо проходит меньший путь (делает меньше оборотов), а внешнее — больше. Отсутствие дифференциала привело бы к катастрофическому износу резины: либо одно колесо при повороте буксовало, стремясь вращаться быстрее, либо другое терлось об асфальт — тормозило — стремясь вращаться медленнее. Кроме того, пробуксовка колес провоцирует занос. И, наконец, нагрузка на ось (усилие в ней) была бы чрезвычайно высокой.
В трансмиссии Нивы три таких дифференциала: в каждом мосту есть свой (межколесный), чтобы колеса оси могли вращаться с разной скоростью, а третий (межосевой) — в раздаточной коробке — распределяет тяговое усилие между мостами. Он позволяет колесам осей вращаться с разной суммарной скоростью: сумма скоростей колес передней оси может отличаться от суммы скоростей колес задней оси.
При прямолинейном движении автомобиля без пробуксовки все дифференциалы делят тяговое усилие точно пополам, и тяговые усилия на всех колесах равны. Если же сцепление колес с покрытием недостаточное, возникает пробуксовка, и через дифференциалы все движение, создаваемое двигателем, пойдет на вращение буксующего колеса, а тяговое усилие на остальных уменьшится.
2. Блокировка дифференциала
Одно из типичных заблуждений в отношении Нивы — это назначение передней (малой) ручки раздатки. Почему-то думают, что она «подключает передок». На самом деле «передок», т. е. передний привод у Нивы включен всегда, так же, как и задний — она имеет постоянный полный привод на все четыре колеса. А эта ручка управляет работой дифференциала раздатки. При нормальном положении — вперед — дифференциал в раздатке работает. Переключение ручки назад блокирует дифференциал.
При включенной блокировке выходы раздатки на передний и задний приводы соединяются между собой специальной муфтой. Тем самым принудительно приравниваются скорости этих приводов: сумма скоростей колес передней оси будет равна сумме скоростей колес задней оси. Распределение тягового усилия при включенной блокировке принципиально меняет свой характер. Теперь оно передается в сторону наибольшего сопротивления: например, если снять передний кардан, при заблокированной раздатке Нива поедет на заднем приводе — все тяговое усилие будет передано на заднюю ось.
Если буксует одно колесо — допустим, заднее, нужно включить блокировку. Тогда в сторону переднего привода будет передана бОльшая доля тягового усилия, и передние колеса могут вытащить машину. Но если забуксовало еще и одно из передних колес — Нива сама выбраться не сможет.
Блокировку дифференциала можно включать и выключать при выжатой педали сцепления, как на ходу, так и на стоящей машине. При некотором навыке это можно делать без выжима сцепления при сбросе газа.
Существуют подобные, блокируемые дифференциалы и для мостов, в том числе с автоматической блокировкой. Теоретически с ними застрявшая Нива сможет выбраться в том случае, если хотя бы одно колесо имеет достаточное сцепление с почвой. Такие устройства довольно дорого стоят, обычно имеют небольшой срок службы и используются преимущественно в спортивных машинах.
3. Понижающий ряд передач
Бытует еще одно заблуждение: якобы переключая заднюю ручку вперед, мы увеличиваем мощность двигателя. Ничего подобного — двигатель будет работать так же, как и раньше. Эта ручка может менять передаточное число трансмиссии между двигателем и колесами. Чем это число больше, тем больше тяговое усилие на колесах (быстрее разгон), но меньше скорость. Точно так же мы переключаем передачи в КПП — едем медленно, но быстро разгоняемся на низких передачах, едем быстро, но медленно разгоняемся на высоких.
Помимо дифференциала в раздатке имеется понижающий редуктор — как бы двухступенчатая коробка передач. Его-то работой и управляет вторая (задняя) ручка раздатки. В нормальном положении — назад — передаточное число раздатки 1,2. Если ручку переключить вперед до упора, передаточное число будет 2,135 — так называемая пониженная передача. Между этими двумя положениями есть среднее — нейтраль — когда редуктор в раздатке разомкнут и не передает тяговое усилие от двигателя.
Передаточные числа двух редукторов — коробки передач и раздатки — перемножаются. Включая пониженную передачу, мы смещаем передачи в КПП в сторону больших передаточных чисел (пониженный ряд передач). В результате, при той же передаче в КПП скорость будет меньше, а тяговое усилие — больше. В таблице приведены рассчитанные передаточные числа совокупности КПП и раздатки для нормального и пониженного ряда передач.
Передача
КПП+РК (норм.)
Перед бездорожьем, где скорость все равно будет невелика, заблаговременное переключение на пониженный ряд передач позволяет при необходимости повысить тяговое усилие. Максимальная же скорость — на пятой передаче — до 70…80 км/ч.
Включать и выключать пониженную передачу лучше только на стоящей машине при выжатой педали сцепления. Хотя в Руководстве написано, что переходить с пониженной на повышенную можно и при движении автомобиля, новичку лучше этого не делать: раздатка не имеет таких синхронизаторов, как КПП.
4. Полезные советы
Нормальное положение ручек раздатки: передняя — вперед, задняя — назад. Так должны стоять ручки при движении по дорогам с нормальным покрытием.
Блокировку (передняя ручка — назад) рекомендуется включать на дорогах со скользким покрытием (лед, снежный накат, жидкая грязь). Машина при этом ведет себя устойчивее. Когда скользкий участок закончился — блокировка должна быть немедленно выключена. Подробнее об этом приеме написано в разделе 5. Безусловно, блокировку нужно включать, когда машина застряла, но лучше переключиться заранее — см. п. 7.
На неподвижной машине иногда не удается включить блокировку дифференциала даже при выжатом сцеплении. Дело в том, что зубья блокирующей муфты упираются в зубья шестерни. Попробуйте включить блокировку при медленном движении в повороте — дифференциал будет проворачиваться, и в какой-то момент против зубьев муфты окажутся впадины между зубьями шестерни. При затрудненном выключении тоже попробуйте сделать это на ходу, на минимальной скорости, выжав сцепление (для верности — поставьте раздатку в нейтраль). Можно чуть покачивать руль.
Примечание от 19.11.05. Появилась статья Включение и выключение блокировки.
Если нужно включить или выключить блокировку «на ходу» используйте следующий прием. Сбрасывая газ, уловите пограничный момент между разгоном и торможением двигателем и мягко, без усилия переключите ручку. Включение блокировки будет легче, если это делать на повороте.
Пониженный ряд передач (задняя ручка — вперед) включается при выезде на тяжелые грунтовые дороги или бездорожье, при буксировке тяжелых прицепов, на очень крутых подъемах (когда на нормальной первой передаче двигатель глохнет). Можно использовать пониженную для очень медленного устойчивого движения.
Переключение с пониженной на повышенную и обратно «на ходу» не рекомендуется. Но при острой необходимости это можно сделать при включенной передаче КПП через нейтраль раздатки с учетом того, что передаточное число меняется примерно в 1,8 раза (2,135/1,2). Переход на пониженную: сбросить газ, переключить ручку в нейтраль, прогазовать и в момент, когда обороты двигателя будут в 1,8 раза выше — включить пониженную. Переход на повышенную: сбросить газ, нейтраль, когда обороты упадут в 1,8 раза — включить повышенную. При переключении в нейтраль и из нейтрали — кратковременно выжимать сцепление. Все переключения нужно делать мягко (без усилий).
Небольшие (до 10-15 м) «засадные» участки (лужи, заболоченные или перепаханные места, полоса глубокого рыхлого песка) лучше преодолевать следующим образом. Заранее наметьте маршрут (мысленно или пройдите собственными ногами, поставьте вешки) — лучше всего по прямой или по пологой дуге. Включите блокировку и пониженный ряд передач. Вытяните ручку подсоса до 2000 об/мин — чтобы двигатель не заглох. Разгонитесь перед опасным участком так, чтобы ехать на второй пониженной передаче при оборотах двигателя 3000-4000 в минуту. При проезде участка ни в коем случае не переключайте скорости — давите на газ, поддерживая указанные обороты, и меньше работайте рулем. После проезда не забудьте выключить блокировку и убрать подсос. Для относительно ровных мест рекомендуется третья пониженная передача. Если машина все-таки увязла, не нужно газовать — она только глубже зароется.
Зимой загустевшее от холода масло в КПП можно размешать и немного прогреть во время прогрева двигателя. Для этого раздатка переводится в нейтраль (среднее положение), а в КПП включается первая или вторая передача. При начале движения рекомендуется первые несколько сотен метров ехать на небольшой скорости, чтобы размешать масло в раздатке и мостах. Раздатка смазывается разбрызгиванием масла при вращении самых нижних валов, которые при таком прогреве не вращаются. Но поскольку подшипники верхнего вала шариковые, в лунках обойм после стоянки останется достаточно масла для вращения валов на холостом ходу.
При проезде извилистых узких мест можно использовать свойство заблокированного дифференциала принудительно делать равными суммарные скорости колес по осям. Если дифференциал работает (блокировка выключена), при повороте задние колеса идут по меньшему радиусу, чем передние, причем разница радиусов достигает 65 см. Включение блокировки уменьшает эту разницу (на асфальте — на 5-10 см). Не следует злоупотреблять приемом из-за повышенной нагрузки на раздатку и ускоренного износа резины.
Не следует ставить на переднюю и заднюю оси Нивы колеса разных типов. Разные радиусы качения колес (реальные, под нагрузкой) будут постоянно компенсироваться проворачиванием дифференциала, что ускорит износ раздатки, а включение блокировки в таких условиях вызовет просто колоссальные нагрузки в трансмиссии.
Если долгое время не пользоваться возможностями раздатки, ее рычаги имеют свойство «закисать», что делает переключение невозможным. Особенно часто это происходит зимой в городе с ручкой блокировки дифференциала: почищенные и посоленные дороги не требуют включения блокировки, а рассол ускоряет коррозию. Поэтому рекомендуется хотя бы раз в неделю несколько раз передергивать обе ручки.
При медленном движении в жаркий летний день (обычно, в пробке) двигатель может сильно перегреться. Если в системе охлаждения вашей Нивы обычный механический вентилятор (с приводом через ремень генератора), рекомендуется перейти на пониженную передачу. Обороты двигателя возрастут, его охлаждение улучшится. С той же целью рекомендуется немного выдернуть тягу подсоса, чтобы обороты холостого хода возросли до 1500-2000.
Преимущество полного привода: на скользкой дороге Нива может разгоняться примерно в два раза быстрее, чем машина с приводом на одну ось, ведь «гребут» все четыре колеса вместо двух. Если поддерживать газом усилие на колесах на пределе проскальзывания, общее тяговое усилие будет в два раза больше (здесь влияет еще развесовка по осям). То же преимущество имеет полный привод и при торможении двигателем. Кстати, на скользкой дороге рекомендуется тормозить двигателем с переключением передач вниз и прогазовкой во время каждого переключения. А вот при торможении тормозами такого преимущества нет — они у всех машин стоят на каждом колесе. Обратите также внимание на п. 2.
Наиболее частая причина повышенного шума и вибрации в Ниве — неправильное центрирование раздатки. Тому, как это сделать, посвящена другая статья. Распечатав ее, вы сможете отцентрировать раздатку на любом сервисе, где есть подъемник или сделать это самостоятельно в гараже на яме.
Тем, кто хочет подробнее узнать об особенностях полного привода и его реализации в машинах зарубежного производства, рекомендую почитать статьи «Введение в системы полного привода» и «Различия в системах полного привода», а также ссылки во второй статье. Посмотрите анимированную картинку, иллюстрирующую поведение трансмиссии полноприводной Subaru при разном сцеплении с дорогой; там не все так, как в Ниве, по поиграть с ней интересно и познавательно. Еще одна анимированная картинка иллюстрирует работу дифференциалов Гелендвагена. Советую также почитать статью в журнале «За рулем».
Под конец — почитайте статью Привад нивы, которую написал mcden — мне она очень нравится:-)
Я выражаю свою признательность всем участникам Нивской конференции на сервере www.auto.ru. Сейчас уже невозможно установить, кто первым дал тот или иной совет, кому принадлежит то или иное объяснение. И невозможно отделить это от того, что я познал на собственном опыте. В любом случае, эта статья — коллективный опыт конференции.
ALER.
Последнее изменение 19.11.01.
Дополнение от 07.01.04.
5. О блокировке на скользкой поверхности
Первым в конференции мысль о пользе блокировки высказал White Akela (тогда его ник был AB-2131, оригинал сообщения 09.09.99):
«Езда по скользкой поверхности с блокированным диффом.
Еду недавно по шоссе, а участок на протяжении нескольких километров заляпан глиной (с колес кировцев и самосвалов, которые вывозили грунт с котлована). Какой то умный решил прогнать поливалки, чтобы смыть ее. В результате смыть не смыли, но смочили и размазали.
Получился полигон для подготовки к зимнему вождению;). Обочина 20 см и сразу кювет.
Так вот. Я ехал как обычно, все в порядке, только при неаккуратной перегазовке слегка потаскивало. Решил попробовать включить дифф. Очень неплохо».
Поначалу я долго спорил с ним, пытаясь доказать, что при включенной блокировке склонность машины к заносу наоборот должна повышаться. Но впоследствии, проверив его утверждение, полностью убедился в его правоте.
После публикации данной статьи споры относительно пункта 2 раздела 4 возникали в конференции постоянно. Статья Сергея Мишина «Слитно или раздельно?» на сайте проекта «За рулем-Регион» породила очередную дискуссию в конференции на эту тему.
При всем моем глубоком уважении к Сергею Мишину, хочу отметить, что он иногда путает момент и движение (пример, цитата из статьи: «блокировка-то включена и «лишний» момент не может уйти на другой мост»). Повторю, что именно при включенной блокировке момент переходит с моста на мост в сторону наибольшего сопротивления, а при выключенной — делится строго поровну между всеми четырьмя колесами.
При экспериментах на льду Сергей не проверил то, ради чего я, начиная с зимы 1999/2000 года, включаю блокировку на скользких поверхностях — курсовая устойчивость машины на прямой. И на жидкой глине грунтовки, и на заснеженном асфальте, и на чистом льду при выключенной блокировке Нива склонна к потере курсовой устойчивости. При достижении какой-то скорости задние начинают обгонять передние, и машину разворачивает на 90о или больше. Видимо, это следствие короткобазности машины, усугубляющееся неровностями дороги.
Если же включить блокировку дифференциала, этого не происходит: скорость задних колес принудительно приравнивается блокировкой к скорости передних колес. Проходить повороты с включенной блокировкой тоже можно, но занос наступает раньше, чем без блокировки, хотя машина ведет себя более предсказуемо. Впрочем, на скользких поверхностях всегда нужно ездить осторожно и медленно.
Мой опыт подтверждается опытом других нивоводов. Dil_21213 пишет в конференции 23.11.03 (оригинал):
«Товарищи, полагаю, что в Книге по технической эксплуатации Нивы в разделе про использование заблокированного дифференциала надо внести дополнение в части использования этой фичи в скользких погодных условиях (которые не далее как сегодня ночью наблюдались). Это я к тому, что вчера ночью поехать мне пришлось в г. Железнодорожный. А там дороги антигололедным реагентом не посыпают. И на заснеженной трассе пару раз занесло машину мою не по-деЦки. И тогда я плюнул на всё и врубил раздатку. Ощущение — потрясающее — машина _гораздо_ управляемее стала в поворотах. Когда уже вернулся в Москву, на нормальную расчищенную более-менее трассу выехал, раздатку конечно вырубил. Но в области, да на таком снегу — рекомендую в общем блокировать дифференциал».
S406 проверял эффективность этого приема на льду Гребного канала в Крылатском (оригинал):
«Решил освежить в памяти поведение машины на скользкой дороге с заблокироанным диффом и в нормальном режиме, с этой целью потратил около трех часов наматывая километры по льду гребного канала. Резюме следующее — с заблокированным диффом машина охотнее входит в поворот, ее туда легче направить и легче вести в заносе в повороте».
6. Блокировка+ручник
В дискуссии был рассмотрен еще один интересный момент. При включенной блокировке нельзя пользоваться ручником при движении, как это делается при спортивной езде для поворота с заносом задней оси. И это можно доказать с математической точностью.
При включении блокировки дифференциала скорости вращения переднего и заднего карданов принудительно делаются равными. Поэтому и суммарные скорости вращения колес переднего и заднего моста будут равны. Если задние колеса заторможены ручным тормозом, то суммарная скорость передних колес тоже будет равна нулю. В результате, возникает занос не задней оси, а всех четырех колес, и машина полностью теряет управление.
Строго говоря, в этой ситуации передние колеса могут вращаться, но только в противоположные стороны и с равной скоростью (повторяю: сумма скоростей колес будет равна нулю).
Еще интереснее будет, если при блокировке раздатки частично выдернутый ручник из-за асимметрии его действия на задние тормоза заблокирует только одно колесо. Поскольку суммарная скорость задних колес принудительно равна суммарной скорости передних колес, незаблокированное заднее колесо увеличивает скорость своего вращения вдвое. В результате заблокированное тормозит, а противоположное — разгоняется, и машину разворачивает в сторону заблокированного колеса. Без выключения ручника «поймать» в таком заносе машину просто невозможно.
Пример подобной неприятности привел в конференции Бульдог 4х4: «В прошлом годе на гребном канале при использовании ручника и блокировки вкупе прилег на крышу jorka. И именно потому, что колесо одно заднее — заблокировалось».
Резюме по этому вопросу: при включенной блокировке дифференциала пользоваться при движении ручным тормозом нельзя.
Хочу подчеркнуть, что прохождение поворотов с ручником — спортивный прием, который отрабатывается длительной и настойчивой тренировкой на специально отведенных для этого площадках. Не рекомендуется применять его при гражданской езде без соответствующей подготовки.
Дополнение от 10.04.05.
7. Распределение моментов в раздатке
Вопрос возникает довольно часто. Непонимание возникает из-за того, что путают совершенно разные физические явления: силу (момент) и движение (вращение).
Сначала несколько исходных положений.
1. Незаблокированный симметричный дифференциал распределяет приходящий с входного вала момент на выходные валы строго поровну: 50/50. Это следует из того, что передаточные отношения от входного вала к выходным одинаковы. При этом выходные валы могут вращаться с разной скоростью, но средняя скорость (полусумма скоростей) равна скорости входного вала, деленной на передаточное отношение.
2. Заблокированный дифференциал перестает быть дифференциалом. Поровну на выходные валы передается движение (вращение) входного вала. Скорости выходных валов равны между собой, а их сумма равна скорости входного вала, деленной на передаточное отношение.
3. Если суммарный момент, приложенный к валу (колесу) не равен нулю, вращение будет с ускорением или с замедлением. Это — второй закон Ньютона. Если вал или колесо вращается равномерно, суммарный момент, действующий на него, в точности равен нулю. Отсутствие движения — это тоже равномерное вращение, но с нулевой скоростью.
В ниве три симметричных дифференциала. Когда они все незаблокированы, на каждое колесо приходится по 25% момента, переданного через трансмиссию от двигателя. И вращение, создаваемое двигателем, также передается на все четыре колеса, но не обязательно поровну. Например, в повороте задние колеса проходят меньший путь (идут по меньшему радиусу), чем передние, но при этом тянут все четыре колеса одинаково.
Рассмотрим ситуацию, когда одно колесо буксует, остальные — стоят. Все вращение двигателя передается на буксующее молесо. Как это ни странно на первый взгляд, на буксующее колесо приходится 25% крутящего момента, ровно столько же, сколько на остальные. Но момент этот мал: он равен моменту силы трения (только в трансмиссии, если колесо совсем вывешено). Значит, и на остальных колесах момент тоже очень мал, он не может сдвинуть машину. Машина стоит, а вывешенное колесо вращается со скоростью, которая в четыре раза больше, чем было бы при нормальном движении на скорости при тех же оборотах двигателя и при тех же передачах в КПП и раздатке.
А теперь включаем блокировку межосевого дифференциала. Скорости вращения карданов принудительно приравниваются. Суммарная скорость передних колес должна сравняться с суммарной скоростью задних. Но сзади колесо вывешено, вращение осуществляется практически без сопротивления, реакция со стороны заднего моста через кардан практически нулевая. Кардан вращается равномерно, т. е. суммарный момент на нем равен нулю. Значит и момент, приходящий на него с двигателя тоже равен нулю. А передние колеса имеют хорошее сцепление с поверхностью, т. е. обеспечивают большую реакцию при попытке их провернуть. И на передние колеса передается практически весь момент двигателя. Чтобы заставить их вращаться, нужно преодолеть силу трения колес о поверхность, что и делает приходящий с двигателя момент.
Получается, что заблокированный дифференциал передает большую часть момента входного вала на тот выходной вал, где реактивный момент больше, т. е. крутящий момент пойдет в сторону наибольшего сопротивления.