Повышение проходимости внедорожника: механическое вмешательство

Большие колёса и хорошая геометрическая проходимость позволяют подготовленному внедорожнику проехать там, где обычный просто не пройдёт. Но наличие полного привода не всегда может гарантировать нужное распределение крутящего момента. Для того, чтобы оно соответствовало условиям бездорожья, можно использовать дополнительные механизмы.    

   

Немного о дифференциалах

В конструкции внедорожника, как и любого автомобиля, присутствует дифференциал. Иногда даже в трёх экземплярах: межосевой (находится в раздаточной коробке) и два межколёсных (находятся в мосту). Для чего же нужен дифференциал?

Когда автомобиль движется по твёрдому покрытию и колёса не проскальзывают, при прямолинейном движении они проходят равные расстояния. А вот при повороте все четыре колеса едут по разным траекториям и проходят разное расстояние, соответственно, оптимальна ситуация, когда скорость вращения у них разная. Собственно, дифференциалы дают возможность передавать на колёса такой крутящий момент, при котором они самостоятельно «выбирают» себе скорость. Если бы дифференциала не было, а колеса были связаны друг с другом намертво, то ось, которой были бы скреплены колёса, скорее всего бы лопнула — одно из колёс в повороте скрутило бы ее, как пружину (ведь внутреннее к повороту колесо крутится гораздо медленнее внешнего).

Главный недостаток дифференциала — обратная сторона достоинства.  Колесо на бездорожье, стоит ему чуть потерять контакт с грунтом, начинает буксовать, а дифференциал честно отдаёт на это колесо весь крутящий момент — ведь механизм «думает», что оно просто «едет быстрее» другого. В результате даже автомобили с постоянным полным приводом типа Full-Time могут спокойно буксовать одним колесом, а три оставшихся будут при этом стоять на месте, хотя на бортах и присутствует магическое сочетание символов 4х4. То есть получается, что на дороге без дифференциала нельзя, а на бездорожье очень даже желательно? Для этого и придуман самый, пожалуй, почитаемый у любителей бездорожья способ улучшения проходимости — блокируемый дифференциал.

Конструкции блокируемых дифференциалов могут различаться. Есть автоматические «самоблокируемые» и с ручной блокировкой. А есть и их электронные заменители.

Электронные имитации блокировок

​Самый простой и дешёвый способ псевдо-блокировки был придуман еще нашими дедами и знаком многим водителям внедорожников со стажем. Для распределения крутящего момента между буксующим и стоящим колесом нужно зажать тормоз. Тогда свободное колесо затормозится, а нагруженное получит крутящий момент, сопоставимый с силой торможения.  Но у этого способа есть два существенных минуса — нужно обладать филигранной точностью в дозировании тормозного усилия и очень точно ловить момент начала движения, порой управляясь при этом с тремя педалями двумя ногами. Да и само по себе торможение не способствует движению вперёд, отбирая энергию на нагрев тормозных механизмов и преодоление трения.

Для борьбы с недостатками такого метода на основе систем ABS и TCS (анти-блокировочной системы тормозов и системы трекшн-контроля) были созданы различные версии и вариации псевдоблокировок, работающих на принципе подтормаживания потерявшего контакт с поверхностью колеса. Эффективность такой системы тем меньше, чем сложнее условия. На сухом бездорожье всё это работает просто великолепно, позволяя электронным имитаторам даже превосходить механические системы. Но чем глубже колеи и мягче грунт, тем хуже псевдоблокировка справляется. В итоге на тяжёлых грунтах и крутых подъёмах, то есть там, где действительно необходима блокировка дифференциалов, электронные имитации на основе тормозных механизмов пасуют. Но из-за дешевизны конструкции (ABS и TCS есть уже почти во всех автомобилях, нужно добавить только пару микросхем) они часто предлагаются автопроизводителями.

   

   

Самоблокируемые дифференциалы

Обычно применяются как заводское решение, чаще всего устанавливаются на автомобили как штатные. Есть несколько типов самоблокируемых дифференциалов, но самый распространённый из них — LSD, Limited Slip Differencial, то есть дифференциал повышенного трения. Их еще называют «не стопроцентными». Дифференциалы такого типа имеют определённый набор положительных и отрицательных качеств.

Их безусловный плюс — способность блокировать дифференциал при резком росте скорости одного из колёс. Минус, а вернее минусы — неспособность блокироваться при высоких нагрузках, довольно небольшой срок службы, ухудшение поведения автомобиля на скользких покрытиях, случайные срабатывания при разных покрытиях под разными колёсами, например когда вы съехали на скользкую обочину колёсами одного борта. 

Несмотря на эти недостатки, конструкция весьма популярна из-за отличной «защиты от дурака», заложенной в системе изначально. Сломать LSD специально можно, но в обычной эксплуатации довольно сложно. Поэтому LSD и появляется в мостах внедорожников прямо на заводах: производители очень не любят, когда их техника выходит из строя. Но самое главное — LSD не особенно помогает на бездорожье. Так что если в заднем мосту вашей машины установлена такая система, не слишком надейтесь на глобальное улучшение проходимости.

Дифференциалы, подключаемые вручную

Здесь все просто. Пока автомобиль движется по асфальту — это обычные дифференциалы, в той или иной степени похожие на штатные. Как только вам понадобилось зафиксировать колёса друг относительно друга — нажимается кнопка, или дергается ручка, или поворачивается кран (в зависимости от конструкции привода), и между шестернями дифференциала возникает некий «клин», фиксирующий колёса друг относительно друга. Получается как раз эффект полной стопроцентной блокировки. Здесь также есть разные системы, но самые распространённые варианты имеют или электромагнитный, или пневматический привод. Электромагнитные системы несколько менее надёжны при контакте с водой и требуют хорошей герметизации. Для работы пневматических же необходима установка мощного недешёвого компрессора, который, впрочем, можно использовать и при накачке шин или лодки. Так что пневматика пока предпочтительнее. Тем более, что при поломке компрессора такие блокировки можно включить даже с помощью обычного насоса.

Дмитрий Ляховенко, независимый эксперт: «Всё, что я знаю о бездорожье, всегда связано с двумя предметами — лебёдка и блокировка дифференциала. И блокировка — это действительно самое необходимое средство, позволяющее буквально преобразить машину, заставить её «прогрызаться» сквозь такие участки, от которых даже у бывалых квадроциклистов волосы шевелятся. Когда вращаются одновременно все четыре колеса, обутые в серьёзную внедорожную резину, — это впечатляющее зрелище. Машина, как корабль, рассекает грязь и глину, как муха, взбирается на отвесные стены. Сделать такое с обычными открытыми дифференциалами просто невозможно. Физика…

Свой же выбор я останавливаю на пневматических системах. Они крайне просты в установке и обслуживании и очень, очень надежны. Электромагнит может не сработать. Давление же воздуха не сработать просто не способно».