О недостатках и достоинствах различных моделей внедорожников

Цель этого раздела, помочь читателю разобраться в конструктивных особенностях внедорожников. А так же рассказать о недостатках и преимуществах различных моделей, опираясь на опыт их эксплуатации в условиях экстремального бездорожья.
Можно выделить следующие факторы, воздействующие на автомобиль, передвигающийся по бездорожью.

1. Грунты не выдерживающие вес автомобиля или имеющие низкое сцепление с колесами (болото, грязь, снег, глина, лед, песок ).

2. Рельеф почвы (ямы, камни, колеи, сильные продольные и боковые уклоны).

3. Вода (броды, большие лужи).

4. Различные непредвиденные торчащие предметы, (ветки, бревна и пр.).

5. Вибрации, удары и высокие нагрузки.

Учитывая это, к внедорожному автомобилю предъявляются следующие требования:

- Малое удельное давление на грунт.

- Привод на все колеса.

- Большой крутящий момент, подаваемый на колеса.

- Большие ходы подвески.

- Большой дорожный просвет.

- Короткие свесы.

- Защищенность или отсутствие легко повреждаемых деталей.

- Повышенная прочность.

- Приспособленность к работе в воде.

Так же, важна для внедорожника простота конструкции. Это облегчает ремонты и повышает надежность. Рассмотрим как отвечают этим требованиям различные конструктивные решения, применяемые на внедорожниках.

Подвеска.

Существуют два основных вида подвески колес: Независимая и зависимая. Независимая подвеска представляет собой сложную систему рычагов. Одним концом рычаги, посредством резино-металлических шарниров, крепятся к раме или кузову. На другом конце при помощи шаровых опор крепятся колесные ступицы. Главная передача жестко крепится к раме при помощи специальной балки. Привод на колеса осуществляется через полуоси со шрусами.
В качестве пружинящих элементов применяются торсионы или пружины.
Подвеска зависимого типа, представляет собой жесткую балку, по краям которой находятся колесные ступицы. Внутри балки (в специальном утолщении) находится главная передача. Привод на колеса осуществляется через полуоси, которые так же, находятся внутри балки. В случае, если колеса поворотные, внутри балки находятся шрусы и подшипники шкворней. В качестве пружинящих элементов применяются рессоры или пружины.

Независимая подвеска имеет ряд преимуществ при скоростной езде.

- Малая неподрессоренная масса, по сравнению с зависимой подвеской (главная передача закреплена на раме, легче детали крепления.)

- При наезде на препятствие, колесо движется строго вертикально, всегда сохраняя перпендикулярность дороге.

- Положение одного колеса не влияет на положение другого.

Все это обеспечивает лучший контакт колеса с дорогой, лучшую управляемость и более мягкий ход. Но на этом преимущества заканчиваются. Недостатки независимой подвески на бездорожье, гораздо существеннее:

- Ход подвески сильно ограничивается длиной рычагов и предельным углом наклона шрусов.

- Резиновые пыльники шрусов рвутся о ветки, изнашиваются об грязь. (В зависимой подвеске шрус спрятан в металлическую сферу.)

- Шаровые опоры, являясь шарниром трения, имеют гораздо меньший ресурс и прочность чем подшипники шкворней.

- Обычно не предусмотрена возможность дополнительной смазки шаровых опор и шрусов независимых подвесок. В зависимой подвеске имеются отверстия для шприцовки поворотных кулаков, что позволяет обновлять смазку шрусов и подшипников шкворней.

Из этого следует, что зависимая подвеска имеет неоспоримые преимущества по надежности, прочности и ресурсу, а независимая имеет лучшие скоростные параметры, но имеет более сложную конструкцию и незащищена.
Если автомобиль проектируется для применения в основном на бездорожье, он, как правило, имеет зависимую подвеску. Автомобиль, предназначенный для езды в по дорогам, имеет полностью независимую или независимую переднюю, зависимую заднюю подвески. Что касается пружинящих элементов то трудно сказать что лучше пружины или рессоры. Пружинные подвески обладают, более длинным ходом, большей мягкостью. Рессорные подвески обладают большей грузоподъемностью. Но при поломке рессоры существует опасность что мост уйдет со своего места. В лучшем случае вы отделаетесь сломанной крестовиной кардана и оборванными тормозными шлангами. Торсионы обычно используют если не хватает места для пружин.

Двигатель.

Основное требование к двигателю внедорожника - он должен надежно работать в воде.
Наличие высоковольтных свечей, и соответственно, остального высоковольтного оборудования в бензиновом двигателе, делает его совершенно не надежным в условиях бездорожья. Так же не надежны, и чаще всего выходят из строя при попадании в воду, электронные системы управления двигателем.
Дизельному двигателю электричество почти не нужно. В большинстве внедорожников для работы двигателя достаточно лишь наличие напряжения на топливном клапане. Некоторые двигатели вообще не нуждаются в электричестве, они имеют механическое управление топливным клапаном. Дизельные двигатели обладают большим крутящим моментом на низких оборотах. Кроме того, солярка дешевле бензина и расход ее ниже.
Двигатель внедорожника не должен быть сложным. Так как на бездорожье гораздо больше вероятность выхода двигателя из строя, важно во сколько обойдется его ремонт. Понятно что отремонтировать четырехцилиндровый двигатель проще и дешевле чем восьми. Нежелательными являются гидротолкатели клапанов, уравновешивающие валы, многоклапанные двигатели и т.п.
Конечно приятно когда на двигателе применены высоко ресурсные конструкции, например привод распредвала при помощи шестерен. Нежелательно если привод распредвала осуществляется при помощи резинового зубчатого ремня. Как правило такой механизм не закрыт как следует, от внешней среды. Вода и грязь отрицательно воздействуют на резиновый ремень и подшипники роликов натяжителей. Да и собственный ресурс такой системы не велик, а последствия разрыва ремня почти всегда очень печальны. Мало того, что двигатель теряет работоспособность, и вы рискуете застрять далеко от людей и дорог. Поршни могут ударить по клапанам, что потребует дорогостоящего ремонта. Шестерни или цепь надежно закрыты от грязи, а кроме того они не откажут внезапно, вначале появится сильный шум.
Наличие турбины является спорным моментом. Она уменьшает ресурс двигателя и сама является довольно капризным устройством, но позволяет при той же мощности значительно уменьшить объем, а значит и вес двигателя. Это немаловажно в условиях бездорожья.
Двигатель внедорожника не должен быть слишком мощным. Разумеется его должно хватать для нормальной езды по дорогам. Но на бездорожье, способность автомобиля двигаться ограничивается не мощностью двигателя, а сцеплением колес с покрытием. Излишняя мощность будет снижать проходимость, так как более мощный двигатель будет иметь больший вес.

Трансмиссия.

Основное отличие внедорожника от обычного автомобиля - возможность привода на все колеса.
Полный привод может быть постоянный или отключаемый.
Большинство внедорожников снабжены отключаемым приводом передних колес. Действительно, при движении по хорошей дороге нет необходимости в полном приводе.
Для отключения переднего кардана от раздаточной коробки достаточно повернуть рычаг или нажать кнопку. Но в таком случае колеса остаются в зацеплении с полуосями, редуктором и карданом и при движении вращают все эти детали. Это оказывает сопротивление движению и повышает расход топлива.
Для отсоединения колес от полуосей предусмотрены колесные муфты. Они могут включатся автоматически и вручную. Автоматические колесные муфты имеют центробежный принцип действия. Они включаются, когда полуось двигается быстрее колеса. Для включения достаточно подключить передний кардан раздаткой и тронуться. Для отключения - отключить передний кардан и проехать один метр задним ходом. Однако, автоматические муфты имеют несколько существенных недостатков: Они менее надежны чем ручные, их включение сопровождается ударом, что разбивает трансмиссию и снижает проходимость, они запаздывают с подключением колес при движении враскачку, что существенно снижает шансы на успех.
Для включения ручных муфт необходимо выходить из машины, но это не является большим недостатком, так как отключать муфты можно только перед дальними переездами, а остальное время только отключать кардан раздаточной коробкой. Это и никак не отразится на трансмиссии.
За небольшим исключением, автомобили с отключаемым передним приводом не имеют межосевого дифференциала, поэтому нельзя двигаться с полным приводом по асфальту и другим покрытиям, обеспечивающим хорошее сцепление колес с дорогой. Это приведет к выходу трансмиссии из строя.
Автомобиль, снабженный межосевым дифференциалом, как правило не имеет возможности отключения одного из мостов. Это называется постоянный полный привод (Full Time WD). Он безопаснее на дороге, но менее экономичен и сложнее по конструкции. Однако возможность двигаться с полным приводом по любому покрытию очень полезна зимой, когда участки заснеженной дороги чередуются с чистым асфальтом. В таких случаях владельцам джипов не имеющих межосевого дифференциала приходится в ущерб безопасности двигаться на заднем приводе. Однако, наличие дифференциала снижает проходимость автомобиля. Дифференциал устроен так, что он передает усилие туда где меньше сопротивление. Достаточно забуксовать одному колесу и перестанут вращаться все остальные. Наличие межосевого дифференциала требует устройства для его блокировки, что конечно, усложняет и удорожает конструкцию. На дешевых машинах в качестве межосевого дифференциала применяются вискомуфты, блокировка отсутствует.
Трансмиссия внедорожного автомобиля должна иметь возможность передавать на колеса большой крутящий момент. Обычно это решается при помощи понижающей передачи в раздаточной коробке. Для работы на понижающей передаче детали трансмиссии (карданы, редукторы, полуоси) должны иметь большой запас прочности. "Паркетник" может не иметь понижающей передачи и соответственно, иметь более слабую трансмиссию, что позволяет уменьшить стоимость и вес. Но даже глубокий снег окажется для такого автомобиля непреодолимым препятствием.
Коробка переключения передач предпочтительнее механическая с ручным управлением. Она надежнее, легче и, самое главное, позволяет регулировать усилие на колесах при помощи сцепления. Это дает гораздо больше возможностей при управлении автомобилем. Автоматической коробкой невозможно "раскачать" застрявший автомобиль, а этот способ является очень полезным. Блокировки межколесных дифференциалов безусловно повышают проходимость автомобиля. Однако во многих, очень неплохих, внедорожниках жесткие межколесные блокировки отсутствуют. Почему?
Кроме очевидных преимуществ они имеют массу недостатков. При заблокированных дифференциалах резко повышаются нагрузки на трансмиссию, ухудшается управляемость автомобиля. Включенная блокировка на асфальте, может привести к поломке трансмиссии или заносу автомобиля. Более жесткая блокировка требует более профессионального использования. Не многие владельцы внедорожников знают что, даже на мягком грунте, не рекомендуется пользоваться блокировкой переднего моста при повернутых колесах. Польза блокировок не так велика, как об этом принято говорить. Если автомобиль не проваливается в грунт, и не задевает мостами и днищем за препятствия он будет великолепно двигаться и без всяких блокировок. Но если он упрется мостом в пень, или провалится по оси в болото, блокировки лишь помогут выкопать под каждым колесом ямы в грунте. Блокировки хорошо помогают при диагональном вывешивании и на скользких грунтах.

Кузов и рама.

Разумеется, настоящий внедорожник должен иметь прочный кузов, укрепленный на мощной раме. Если прочности конструкции не достаточно, на бездорожье могут возникнуть различные неприятности. Обычно такое случается с "паркетными" внедорожниками. Например, на Опель "Monterey" при перекосах кузова может выпасть лобовое стекло. "Нива", нормально работающая в болотах, не выдерживает нагрузок при езде по каменистой местности. Ее кузов разваливается по швам. Мицубиси "Pajero", крепкая машина, но известен случай образования складки на крыше длиннобазной машины, при совершении прыжка. Однако совсем не значит что отсутствие рамы говорит о том что автомобиль - паркетник. Несущий кузов это более оптимально распределенный материал, и совсем не значит что такая конструкция обязательно должна быть слабее рамной. Просто она намного сложнее в расчетах. Поэтому все старые внедорожники имеют раму. Однако существуют некоторые модели очень серьезных вездеходов, имеющих несущий кузов. Уж точно, не следует обращать внимание на наличие рамы если вы покупаете джип для езды по асфальту. Очень важна оптимальная геометрия кузова. Дорожному автомобилю лучше иметь длинную базу. Такой автомобиль меньше "козлит" и гораздо управляемее при заносе. Ведорожный автомобиль не должен иметь длинные свесы и чересчур длинную базу, иначе они сделают невозможным движение по рельефной местности.

Теперь рассмотрим наиболее популярные модели внедорожников, уделяя внимание всему, написанному выше. [Переход]

По материалам сайта www.off-road.spb.ru
 
Designed by Mercator, 2003