Как работают колеса у нивы
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 21.09.2024
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.
Сегодня хотел бы поднять такую на первый взгляд простую тему. Понимаю, что значительная часть моих читателей и так знает ответ на вопрос, поставленный в заголовке статьи. В таком случае прошу прочитать с целью найти какие-либо неточности в моем объяснении и по возможности дополнить. Итак, начнем.
Колесная формула, в нашем случае 4х4, обозначает отношение количества колес всего у автомобиля и количества ведущих колес. То бишь формула 4х4 говорит, что у машины четыре колеса и все ведущие. Кто-то может подумать, что все четыре колеса крутятся сразу, но это отнюдь не так. А всему виной дифференциалы: межколесный и межосевой. Не вдаваясь в технические подробности, это механизмы, позволяющие крутиться тому колесу, которому крутиться легче.
Дифференциал – штука очень полезная для автомобиля. Например, без него было бы невозможно зайти в поворот на мало-мальски приличной скорости, ведь колеса, проходящие по внешнему радиусу поворота проходят больший путь по сравнению с теми, которые идут по внутреннему. Если бы колеса крутились с одинаковой скоростью, то в поворот войти бы попросту не получилось по весьма очевидным причинам. Машина вероятнее всего улетела бы с дороги.
Но у дифференциала есть и одно противненькое качество, которое особенно не любят те автомобилисты, кто любит покататься по бездорожья. Крутящий момент он передает на то колесо, которому легче крутиться: об этом я уже писал. Таким образом, даже если автомобиль полноприводный, в отдельно взятый момент времени крутящий момент передается только на два колеса: одно переднее и одно заднее, притом еще вероятнее всего не в равной пропорции. Об этом заботится межосевой дифференциал.
"А можно сделать так, чтобы крутились сразу все четыре колеса?"
Можно. Для этого существуют блокировки дифференциалов. В принудительном порядке дифференциалы (межколесный, межосевой или оба сразу в зависимости от того, какая блокировка имеется в машине) блокируются. При условии, что включены обе блокировки, у автомобиля будут всегда крутиться все четыре колеса. Разумеется, работают блокировки только до определенной скорости.
Используются они только в условиях жесткого бездорожья, да и сейчас автомобили, на которые с завода ставятся сразу все блокировки, можно пересчитать по пальцам одной руки. Впрочем, для любителей покататься по офф-роуду есть много внедорожников, в которые с легкостью ставятся эти самые блокировки.
Надеюсь, что ответил на изначально поставленный вопрос. Если понравилось объяснение, подпишитесь на "Владимирского тяжеловоза". Если нет – ругайте в комментариях ;)
Конструкция трансмиссии у всех моделей Нивы, начиная с ВАЗ 2121 и по ВАЗ 2131, имеет постоянный полный привод на все четыре колеса с блокируемым межосевым дифференциалом. Конструкция состоит из коробки передач, раздаточной коробки, переднего и заднего карданных валов, переднего и заднего моста.
Крутящий момент с двигателя через коробку передач передается на раздаточную коробку, которая перераспределяет его в двух направлениях, к переднему и заднему мосту. Далее, крутящий момент от раздаточной коробки, посредством переднего и заднего карданов, передается на передний и задний редуктор. Крутящий момент от переднего редуктора, через дифференциал переднего редуктора и левый и правый шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) перераспределяется на левое и правое передние колеса автомобиля. Крутящий момент от заднего редуктора через дифференциал заднего редуктора и левую и правую полуось, перераспределяется на левое и правое задние колеса автомобиля. Поскольку привод крутящего момента происходит на все четыре колеса, то он называется полным. А поскольку конструкция постоянно передает крутящий момент на все четыре колеса, то он называется постоянным полным приводом или в международном обозначении 4WD.
Какие дифференциалы у Нивы блокируются?
На пути при передаче крутящего момента от двигателя к колесам автомобиля у Нивы предусмотрены конструкцией три дифференциала. Первый, межосевой дифференциал, перераспределяет крутящий момент на переднюю и заднюю ось автомобиля. Он у Нивы является блокируемым. Блокировка межосевого дифференциала осуществляется малой рукояткой управления раздаточной коробкой. При блокировании межосевого дифференциала загорается сигнальная лампочка на панели приборов.
Два остальных дифференциала являются межколесными и расположены в переднем и заднем редукторах. Они перераспределяют крутящий момент к левому и правому колесам. Эти дифференциалы у Нивы являются свободными (т. е. не блокируются).
Когда и для чего надо блокировать межосевой дифференциал?
Межосевой дифференциал надо блокировать преодолевая сложные участки дорог. К таким участкам можно отнести: бездорожье, песок, крутые подъемы и спуски. При блокировании межосевого дифференциала на обе оси автомобиля начинает передается одинаковый крутящий момент (ALER: Ошибка! См. статью Привод Нивы). В связи с этим устраняются ситуации пробуксовки передней оси автомобиля по отношению к задней оси, что повышает его проходимость.
Блокировать дифференциал желательно до преодоления препятствия, а не после того, как автомобиль застрял. Это позволяет избежать многих неприятных ситуаций.
Я заблокировал межосевой дифференциал, но все равно застрял. При этом я заметил, что у меня вращаются только два колеса, одно спереди и одно сзади. Как это может быть?
При блокировании межосевого дифференциала передается одинаковый крутящий момент на переднюю и заднюю оси автомобиля (ALER: Ошибка: одинакова угловая скорость, а не крутящий момент. См. статью Привод Нивы). Поэтому, как минимум по одному колесу будет вращаться на передней и задней оси. Если бы межосевой дифференциал был бы не заблокирован, то вращалось бы только одно колесо на одной оси автомобиля.
Межколесные дифференциалы у Нивы являются свободными (не блокируемыми), поэтому они перераспределяют крутящий момент (ALER: перераспределяется не крутящий момент, а вращательное движение. См. статью Привод Нивы) в сторону меньшего сопротивления, т. е. на колесо, которое имеет меньшее сопротивление с дорожным покрытием. Поэтому при включенном межосевом дифференциале на передней и задней оси буксует по одному колесу.
Любимый автомобиль рыбаков и охотников – "Нива". А причиной подобного отношения является возможность с его помощью попасть в глухие и редко посещаемые места. Что же позволяет добиваться таких результатов? На "Ниве" работает блокировка. Как она помогает и в чем – об этом речь пойдет ниже.
О трансмиссии
Прежде всего несколько слов об устройстве "Нивы". Она обладает постоянным полным приводом. Что это значит? Все просто – крутящий момент одновременно передается на четыре колеса. В этом и состоит одно из принципиальных отличий "Нивы" от других автомобилей. У них момент подается только на один из мостов (передний или задний).
Полный привод реализован благодаря использованию раздаточной коробки. Крутящий момент, пройдя КПП, поступает на раздатку, а с нее – на передний и задний мосты. Такая конструкция позволяет создать блокировку межосевого дифференциала на "Ниве", которая совместно с полным приводом обеспечивает ей повышенную проходимость. Здесь нельзя не сказать несколько слов о дифференциале. Во многом благодаря ему реализуются отличные внедорожные характеристики "Нивы".
Понятно о дифференциале
Это устройство позволяет автомобилю свободно двигаться в заданном направлении. При повороте левое и правое колеса машины проходят разный путь. А если они жестко соединены, то одно будет проскальзывать, а другое тормозить. Кроме того, в этом случае резко возрастает нагрузка на ось, следствием чего будет ее поломка или чрезмерный износ резины.
То же самое относится к мостам в целом (переднему и заднему). Их движение, например в повороте, также различается. Для распределения усилий применяют так называемый межосевой дифференциал. Благодаря ему, в зависимости от условий движения, передаваемый на передний и задний мосты момент будет различаться.
Особенности работы дифференциала
Момент распределяется таким образом, что передается туда, где нагрузка меньше. Подтверждением сказанному может служить обычная картина – машина стоит тремя колесами на асфальте, а одним – на льду. Тронуться с места ей не удается. Сила трения резины о лед гораздо меньше, чем резины об асфальт, а значит, и нагрузка на колесе, стоящем на льду, меньше, чем на других.
А дифференциал весь крутящий момент передает в сторону минимальной нагрузки. В результате одно колесо вращается с бешеной скоростью, а остальные стоят на месте, автомобиль не движется. Примерно так же выглядит ситуация, когда автомобиль не может подняться в гору по обледеневшей дороге. В этом случае одно колесо, попавшее на наледь, крутится, но машина стоит.
Производится никому не нужная работа. Колесо "шлифует" дорожное покрытие (наледь). Избавление от подобной бесполезной работы – блокировка как на "Ниве", так и на любом другом автомобиле, приспособленном к трудным дорогам. Но обычно описываемые устройства есть далеко не на всех машинах.
Какие бывают блокировки
Обычно различают два типа – межколесные и межосевые. Первые блокируют работу дифференциала, установленного между колесами, на одной оси. Задача межосевой блокировки – обеспечить распределение усилий между мостами.
У "Нивы" три дифференциала, межосевой и два межколесных. Но они принципиально разные. Если межколесные дифференциалы свободные, на них нет никаких дополнительных устройств, то межосевой имеет принудительную блокировку. Она значительно облегчает движение автомобиля в условиях бездорожья, частично придавая ему возможности вездехода.
Как работает блокировка дифференциала на "Ниве", принцип работы
При движении по нормальной дороге крутящий момент распределяется относительно равномерно между всеми колесами. Но на бездорожье, в грязи этого недостаточно. Простая ситуация – машина забуксовала, например левое заднее колесо. Тогда весь крутящий момент будет поступать именно туда, и автомобиль не сможет ехать. В такой ситуации не поможет никакой полный привод.
Но выход есть. Надо включить межосевую блокировку. Как работает на "Ниве" такое устройство? В раздаточной коробке есть специальная муфта. При включении блокировки она соединяет валы, передающие момент на мосты. Скажем так, между ними принудительно поровну делится усилие, выдаваемое двигателем. Таким образом, момент не уходит весь на буксующее колесо, а часть его поступает на передний мост (в нашем примере).
Теперь начинает работать полный привод. На передний мост при включенной блокировке принудительно поступает половина момента, выдаваемого двигателем. Благодаря этому автомобиль начинает двигаться. Как только он тронется с места, прекратится пробуксовка заднего колеса, и крутящий момент поступит на все остальные. Тогда "Нива" благополучно преодолеет трудный участок.
Надо отметить, что автомобиль "Лада 4х4" не является единственным обладателем описанного устройства. Подобная блокировка дифференциала работает как на "Шевроле-Ниве", так и на других моделях внедорожников, правда, реализована она может быть по-разному. Но тем не менее выполняет аналогичные задачи.
Когда надо пользоваться блокировкой
В условиях нормальной дороги на "Ниве" ничего включать не надо. А вот на проселке или перед крутым подъемом водителю стоит подумать о подстраховке. Как работает блокировка на "Ниве", мы уже выяснили. Так что к ее помощи стоит прибегать в случае возникновения препятствий при движении, и сделать это надо заблаговременно, до того как машина застряла.
Если впереди трудный участок, то лучше всего заранее включить блокировку, тем более что много времени это не занимает. Надо только помнить, что пользование блокировкой без необходимости не способствует сохранности автомобиля, приводит к перерасходу бензина и износу резины.
Как включить блокировку
Делать это довольно просто. На автомобиле "Лада 4х4" справа от водителя есть три рычага, нас интересует из них самый маленький. Когда водитель передвинет его назад, работает блокировка на "Ниве 2121", как только переведет ручку вперед – режим отключится. Производить все манипуляции лучше всего на неподвижном автомобиле.
Опытные водители знают, что включается (выключается) блокировка не всегда с первого раза. Дело в том, что валы могут стоять не в том положении или их может "закусить", если на муфту приложено дополнительное усилие (например, автомобиль остановился на повороте). Тогда надо немного проехать вперед или назад, выровнять колеса и повторить попытку. Как правило, в этом случае все включается.
На "Шевроле-Ниве" эта процедура производится по-другому. Там не два рычага для управления режимами раздатки, а один. Нужный нам расположен ближе к водителю. Хотя работают блокировки на "Ниве-Шевроле", как и на автомобиле "Лада 4х4", одинаково, но включаются по-другому. На "Шевроле" для этого рычаг управления режимами раздаточной коробки надо перевести при выжатом сцеплении на стоящем автомобиле влево (к себе). Чтобы отключить блокировку – в противоположную сторону.
Блокировка дифференциала на "Ниве" – верный помощник водителя
Полный привод не всегда обеспечивает проходимость по бездорожью. Зачастую этого мало. Вот когда, как на "Ниве", блокировка работает совместно с полным приводом, можно говорить, что автомобиль, по крайней мере, близок к вездеходам. И на такой машине вполне реально если не покорять распутицу, то довольно смело передвигаться по проселочным и заброшенным дорогам.
Но при этом не стоит забывать, что блокировка дифференциала – режим для трудных условий движения. Но и бояться его не нужно. Надо помнить, что блокировка позволяет "Ниве" проехать там, где другие не будут и пытаться это сделать. Но не стоит без необходимости ее включать в городе. Это чревато излишним расходом бензина, износом резины и в конечном итоге – поломкой машины.
Читайте также: