Зачем грузовику нужна «медведка»: полный привод для экономных
Классические схемы передачи крутящего момента на колеса автомобиля от двигателя — это использование ШРУСов, если автомобиль оснащен передним приводом, либо карданного вала — при приводе на задние колеса. Есть еще гидроприводы или цепные передачи. Однако, существует и иной интересный вариант обеспечения передачи вращения на колеса — роликовый привод Робсона, к которому привязалось название «медведка».
Данная штука представляет собой дополнительный элемент в конструкции шасси автомобиля, который позволяет, без больших затрат, получить дополнительный привод на еще одну ось машины, тем самым увеличив ее проходимость.
Применяется такой привод в основном на колесных вездеходах, для перемещения по сложной местности, автомобилях используемых в лесозаготовках и грузовиках с несколькими осями. Использование привода Робсона существенно удешевляет стоимость и вес транспортного средства, по сравнению с моделями, оснащенными классическим полным приводом на другие оси с дополнительными карданами, раздаточной коробкой и прочей обвязкой.
Данный тип привода представляет из себя специальный ролик, выполненный в виде цилиндра с выступами в виде зубчатой шестеренки или решетчатой конструкции (фрикционный) с равномерно распределенными по его поверхности перекладинами. Устанавливается он на раме с каждой стороны в распор между колесами ведущей и пассивной (без привода) осей автомобиля. Существуют схемы, когда «медведка» используется в пассивной схеме, просто передавая, крутящий момент с ведущей оси на соседнюю, так и активная — когда двигатель вращает именно сам ролик, а уже он передает крутящий момент на колеса.
В пассивной схеме, при вхождении «медведки» в зацеп с покрышками колес, обеспечивается передача крутящего момента от ведущих колес на соседние. Тем самым обеспечивается «подключаемый» полный привод для машин с колесной формулой 4×2 или увеличение количества ведущих осей для схемы типа 6х2, которая преобразовывается в 6х4. Тем самым обеспечивается увеличение проходимости транспортного средства. Как говорится, дешево и сердито.
«Медведки» в виде фрикционного ролика применяются в основном на грузовых автомобилях, на которых используются обычные типовые покрышки. Сцепление и передача крутящего момента обеспечивается за счет трения между роликом и поверхностью покрышек. Подключается механизм, когда требуется пройти часть пути по сложным грунтам, снегу с риском завязнуть. Такие приводы на некоторых моделях грузовиков используют производители Volvo, Scania, DAF, Sisu.
Там где требуется повышенная проходимость регулярно, например, на вездеходах с большими колесами (для уменьшения давления на грунт), а оси располагаются достаточно близко, ставятся шестиренчатые «медведки», тут привод может быть как пассивный, так и активный (когда вращается сам ролик). В этом случае используются специальные покрышки с мощным протектором, рисунок которого совместим с зубцами ролика и входят с ним при контакте в полный зацеп, что обеспечивает высокую проходимость. Часто такой привод можно встретить на отечественных вездеходах. Например, грузопассажирский «Беркут-8» у которого на одном шасси аж два таких привода.
На самом деле сфера применения такого привода востребована в разных типах машин: передвижные буровые установки, лесные мульчеры (измельчители) и даже экскаваторы для использования в труднодоступной местности.
Естественно существуют как плюсы, так и минусы использования такой схемы привода. К плюсам можно отнести:
- высокая проходимость
- низкая стоимость
- снижение сложности конструкции и веса
- высокая надежность из-за простоты и надежности привода
- достаточно высокая проходимость
- более низкий расход топлива, по сравнению с конструкцией шасси с постоянным полным приводом
- для вездеходов, создание герметичного привода (при активной схеме), когда все основные элементы конструкции надежно спрятаны и защищены корпусом, а снаружи только ролик вращающий колеса.
К минусам можно отнести следующие моменты:
- больший износ покрышек в схеме с фрикционным роликом, когда они могут стираться за счет проскальзывания при контакте с роликом,
- зависимость сцепления во фрикционной схеме от внешних загрязнений, когда попавший грязь и мусор могут существенно ухудшить контакт,
- повышенный расход топлива, которое тратится при проскальзывании,
- повышенный шум,
- невысокая скорость движения (иначе покрышки будут быстро приходить в негодность).
В целом, весьма интересная и надежная конструкция, хотя, конечно, с достаточно специфической сферой применения. Часто энтузиасты пробуют ее использовать при создании самодельных транспортных средств, в том числе велосипедов. Кстати, в XX веке, во Франции, даже серийно производился (на протяжении более сорока лет) моторизованный велосипед VeloSolex в котором как раз был установлен активный привод Робсона на переднее колесо в виде резинового ролика, а вращал его двухтактный бензиновый мотор.
То, что крутит колеса
В своих постах о КПП — Классическая «кочерга» и Классический «автомат» — я упоминал такие узлы, как главная передача и дифференциал. А потому, возможно, есть смысл чуть подробнее рассказать и о них, чтобы сложилось полное представление о работе трансмиссии.
Как известно, вращение выходного вала КПП не передается напрямую на колеса автомобиля. Передача крутящего момента происходит через такой важный узел как главная передача, которая устанавливает соответствующее режиму соотношение крутящего момента и мощности.
Главная передача – это, по сути, набор шестерен (обычно две, но в некоторых конструкциях может быть и более одной пары).
В первую очередь она предназначена для увеличение крутящего момента, получаемого на выходе из коробки переключения передач.
Во вторую — для изменения направления вращения, «поворота» — когда двигатель и ведущая ось расположены перпендикулярно друг к другу, как в классических авто с продольным расположением силового агрегата.
Понятно, что данный блок шестерен должен быть вмеру компактен, обладать изрядным запасом прочности и не быть шумным в работе.
Таким требованиям вполне отвечает стандартная главная передача переднеприводных автомобилей с поперечным расположениям двигателя. Это, пожалуй, самая простая конструкция, поскольку в ее функции не входит изменение направления вращения, и при правильной технологии изготовления и установки она не требует обслуживания весь срок эксплуатации.
Данную конструкцию главной передачи называют цилиндрической. Стандартная цилиндрическая главная передача представляет собой пару шестерен, нарезанных на цилиндрических поверхностях. При этом зубья ведущей шестерни, передавая усилие, не «вгрызаются» жестко в зазоры зубьев ведомой, а как бы катаются друг по другу, поскольку профили зубьев шестерен не прямоугольные, а эвольвентные, то есть округлые (чем-то похожие на синусоиды). Получается, что в цилиндрических главных передачах используется трения качения вместо трения скольжения, а это является более щадящим для механизма, к тому же, и мощности отбирает заметно меньше. При этом, зубья ведущей и ведомой шестерен нарезаны не перпендикулярно оси вращения, а под углом к ней, то есть, шестерни в цилиндрической главной паре косозубые, что делает их надежнее простых прямозубых.
В автомобилях с продольным расположением двигателя помимо увеличения крутящего момента требуется еще и поворот вращения, так как ведущая ось расположена под углом 90 град. Для этого обычно применяют так называемую гипоидную главную передачу, в которой ведущая и ведомая шестерни расположены перпендикулярно друг к другу, а зубья нарезаются на поверхностях, имеющих форму гиперболоидов вращения.
При этом ведущий вал шестерни ориентирован не по центру ведомой шестерни.
Когда-то эту роль выполнял система конический узел. Это была довольно массивная система, забирающая на себя немалый процент мощности, шумная, требующая постоянного контроля сальников, чтобы не было течи. Но при всех своих недостатках у конического узла было одно неоспоримое достоинство – это очень надежное и неприхотливое устройство.
В современных легковых авто гипоидные главные передачи уже давно вытеснили конический узел. И уже постепенно вытесняют его из сектора грузового автомобилестроения. Эта передача имеет гораздо более высокий КПД, меньший размер и массу, более продуманную систему смазки и пр., пр., пр.
Однако следует помнить, что у гипоидных главных передач есть три существенных недостатка:
1. Они требуют дорогостоящих конических подшипников.
2. В случае ремонта очень сложно добиться точности работы.
3. Они требовательны к качеству смазки – для них необходимо дорогостоящее противозадирное масло (тогда как в конический узел достаточно было залить дешевый нигрол). Если в редуктор гипоидной главной передачи не залить специальное (гипоидное) масло, то при включении передач устройство можно испортить, особенно при включении задней передачи, когда шестерни работают в наиболее «загруженном» режиме.
Гипоидная главная передача, как правило, одинарная, то есть состоит из пары шестерен. А вот вышеупомянутые цилиндрические главные передачи нередко бывают и двойными. Действуя в два этапа, они более эффективно изменяют крутящий момент.
Схема простая — ведомая шестерня первой пары приводит в движение находящуюся с ней на одном валу ведущую шестерню второй пары, которая вращает свою ведомую деталь, непосредственно работающую с дифференциалом.
Замечу, не следует путать двойные главные передачи с двухступенчатыми – это, как говорится, две большие разницы.
Ну и поскольку был упомянут дифференциал, то нужно сказать и о нем.
Дифференциал – узел, который, получая вращение, преобразованное главной передачей, распределяет его между колесами. без него – никак. Если не применять дифференциал, то при любом повороте ведущие колеса будут получать одинаковое вращение. А ведь известно, что в момент поворота внутреннее колесо проходит меньший путь, так как имеет меньший радиус поворота, чем колесо, движущееся по внешнему радиусу. Таким образом, на заднеприводной машине при прохождении поворота резку ухудшится управляемость, внутреннее к повороту колесо станет пробуксовывать и снашивать резину.
Что касается переднеприводного авто, то тут повернуть будет вообще практически невозможно (разве что рывками). Так что дифференциал служит именно для получения разных угловых скоростей на ведущих колесах, потому его иногда называют «системой межколесного обгона».
Межколесные дифференциалы называются симметричными, так как при прямолинейном движении всегда распределяют крутящий момент поровну.
Классический дифференциал (то есть, не оснащенный блокировками) – узел, получающий крутящий момент от ведомой шестерни главной передачи. Его конические шестерни (сателлиты) передают вращение шестерням полуосей. Когда автомобиль движется по прямой, сателлиты дифференциала не вращаются, а в случае начала поворота они приходят во вращение и перераспределяют крутящий момент.
Следует отметить, что дифференциал по одному и тому же принципу вращает не только полуоси зависимой подвески, ни и карданные шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы) независимой подвески.
Кроме классических конических дифференциалов, массово также применяют цилиндрические и планетарные. Правда, последние используют только в качестве межосевых, а вот цилиндрические устройства могут быть и межколесными.
Говоря о дифференциале, нельзя не упомянуть о системе его блокировки.
Дело в том, что дифференциал распределяет крутящий момент симметрично только при равной нагрузке на колеса – движении по прямой. Но вот если одно из двух ведущих колес попадает в грязь или на ледовый участок, и сцепление с дорогой уменьшается, то резко уменьшается и его сопротивление вращению. В итоге, дифференциал «воспринимает» его как колесо, движущееся по внешнему радиусу поворота, передавая ему больший крутящий момент, тогда как второе ведущее колесо «воспринимает» как движущееся по внутреннему радиусу, уменьшая крутящий момент плоть до полной остановки. Каждому приходилось видеть картину, когда завязнувшее в грязи или застрявшее в яме колесо стоит «колом», тогда как вывешенное бешено раскручивается не в силах ничем помочь автомобилю выбраться. В такой пробуксовке и состоит основной недостаток дифференциалов без блокировок.
Но проблема решаема. Задача блокировки – достичь жесткого соединения одной из полуосевых шестерен с корпусом дифференциала, чтобы «насильно» передать крутящий момент колесу, находящемуся в хорошем зацеплении с дорогой.
Повышенное внутреннее трение лежит в основе принципа действия самоблокирующихся дифференциалов. Простой конический дифференциал легко превратить в самоблокирующийся с помощью комплекта фрикционных шайб.
Если использовать вместо шайб электромагнитную фрикционную муфту – тогда блокировку можно будет включать принудительно. Принудительные блокировки – удел серьезных внедорожников. Однако водителям таких автомобилей следует помнить о необходимости после преодоления тяжелого участка пути вовремя выключать блокировку и не в коем случае не разгоняться с заблокированным дифференциалом (на многих моделях вендорожников установлены: или специальный ограничитель скорости при включенной блокировке, или функция автоматического разблокирования при повышении скорости). Блокировка приводит к возрастанию нагрузки на ведущие оси и рулевое управление, и, к тому же, сокращает срок службы покрышек. Так что использовать постоянно не только расточительно, но и опасно.
Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о конструкции и принципе работы главной передачи и дифференциала в общих чертах.
Глава II. Трансмиссия
Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.
Агрегаты трансмиссии заднеприводного автомобиля распределены вдоль всего кузова и передают крутящий момент от двигателя на задние колеса. 
Рис. 33. Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля: I — Двигатель; II — Сцепление; III — Коробка передач; IV — Карданная передача: 1 — эластичная муфта; 2 — шлицевое соединение; 3 — передний карданный вал; 4 — подвесной подшипник; 5 — передний карданный шарнир; 6 — задний карданный вал; 7 — задний карданный шарнир; V — Задний мост с главной передачей и дифференциалом: 8 — полуоси; 9 — ведущие (задние) колеса
Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя (рис. 33): — сцепление, — коробку передач, — карданную передачу, — главную передачу, — дифференциал, — полуоси.
В автомобиле с приводом на передние колеса крутящий момент не уходит так далеко от двигателя, как в автомобиле с задним приводом. Все агрегаты трансмиссии переднеприводного автомобиля сконцентрированы под капотом машины и объединены в один большой агрегат (рис. 34). Механизм сцепления «зажат» в кожухе между двумя «монстрами» — двигателем и коробкой передач, которая, в свою очередь, содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач. 
Рис. 34. Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля: I — двигатель; II — сцепление; III — коробка передач; IV — главная передача и дифференциал; V — правый и левый приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей; VI — ведущие (передние) колеса
Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя: — сцепление, — коробку передач, — главную передачу, — дифференциал, — валы привода передних колес.
Выбрать другой раздел:
Сцепление является первым агрегатом трансмиссии и предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленчатого вала двигателя к первичному валу коробки передач. Сцепление позволяет водителю кратковременно прерывать передачу крутящего момента, как бы отделять двигатель от трансмиссии, а затем и плавно их соединять.
Сцепление состоит из привода сцепления и механизма сцепления.
Выбрать другой раздел:
Привод выключения сцепления
Дальнейшее изучение автомобиля невозможно без понимания термина «привод». Попробуем раз и навсегда с этим разобраться.
В обычной жизни человек самостоятельно, посредством своих ног и рук, перемещается по улице и квартире, прилагает усилия и передает их окружающим предметам. Что-то открывает и закрывает, включает и выключает, и все это без применения всяких там трубопроводов и рычагов.
И совсем другое дело в автомобиле. Когда надо передать усилие от водителя к некому механизму или от одного агрегата к другому, то без «посредников» не обойтись. Ведь в машине все надежно закреплено в различных местах кузова, и водитель не имеет возможности на ходу выйти из-за руля, чтобы, допустим, руками приоткрыть дроссельную заслонку карбюратора. Поэтому в автомобиле существует привод механизмов.
Представьте ситуацию, когда вам необходимо постоянно что-то закрывать и открывать, а сами вы передвигаться не можете. Если трудно себе это представить, тогда для начала привяжите себя покрепче к своему любимому дивану. А теперь попробуйте открыть входную дверь!
Для передачи усилия на расстоянии по «открыванию» и «закрыванию» двери вам придется применить веревку или палку, дистанционное управление или еще что-нибудь.
Пусть это будет длинная палка, привязанная веревками одним концом к вашей руке, а другим к ручке двери. А дальше дерзайте — тяните и толкайте, впуская к себе по одному толпу приглашенных в гости друзей. В этом случае палка с веревками и будут являться тем «приводом», который передает усилие на расстоянии.
В автомобиле практически каждый механизм имеет свой привод, посредством которого он приводится в действие. Привод может состоять из большого количества отдельных узлов и деталей, может быть механическим, гидравлическим или иным.
Привод выключения сцепления (гидравлический) состоит из (рис. 35): — педали; — главного цилиндра; — рабочего цилиндра; — вилки выключения сцепления; — выжимного подшипника; — трубопроводов.
При нажатии на педаль сцепления усилие ноги водителя через шток и поршень передается жидкости, которая, в свою очередь, передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего цилиндра.
Далее шток рабочего цилиндра перемещает вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который передает усилие на механизм сцепления.
Когда водитель отпускает педаль, под воздействием возвратных пружин все детали привода занимают исходные позиции. 
Рис. 35. Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления: 1 — трубопровод; 2 — нажимной диск; 3 — ведомый диск; 4 — маховик; 5 — коленчатый вал; 6 — картер сцепления; 7 — кожух сцепления; 8 — нажимные пружины; 9 — отжимные рычаги; 10 — выжимной подшипник; 11 — первичный вал коробки передач; 12 — шестерня первичного вала; 13 — вилка выключения сцепления; 14 — рабочий цилиндр; 15 — картер коробки передач; 16 — главный цилиндр; 17 — педаль сцепления
В гидравлическом приводе сцепления автомобилей ВАЗ ранних лет выпуска использовалась тормозная жидкость «Нева», «Роса», «Томь» На современных автомобилях применяется жидкость класса DOT-4. При покупке жидкости или, по крайней мере, перед тем, как заливать ее в бачок привода, стоит прочесть, что написано на этикетке флакона. Можно ли ее смешивать с той жидкостью, которая, уже залита в гидропривод сцепления вашего автомобиля? Как правило, ответ бывает положительным, но существуют жидкости, которые смешиванию не подлежат.
На переднеприводных автомобилях ВАЗ используется механический привод, где педаль сцепления связана с вилкой выключения с помощью троса в оболочке.
Выбрать другой раздел:
Механизм сцепления
Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем вновь плавно их соединять. Элементы механизма заключены в картер, сцепления который крепится к картеру двигателя.
Механизм сцепления состоит из (см. рис. 35): — картера и кожуха, — ведущего диска (которым является маховик коленчатого вала двигателя), — нажимного диска с пружинами, — ведомого диска со специальными износостойкими накладками.
Ведомый диск, связанный с первичным валом коробки передач, постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того движется его автомобиль или стоит на месте.
Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач (рис. 36). Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали. 
Рис. 36. Сцепление выключено
Для начала движения машины необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии) к вращающемуся маховику, то есть включить сцепление (рис. 37). И это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20-25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес — ноль. 
Рис. 37. Сцепление включено
Давайте подумаем, как решить эту задачу. Представьте, что вы опоздали на поезд, который уже начал движение. При грамотных действиях сначала вы его догоняете, двигаясь параллельно, затем хватаетесь за поручень, и когда ваша скорость уравняется со скоростью поезда, то можно уже и запрыгивать в вагон.
Но вам может присниться кошмарный сон, в котором вы, двигаясь наперерез поезду, пытаетесь сразу попасть в движущийся вагон. Конечно промахиваетесь и не попадаете в больницу только потому, что вовремя просыпаетесь в холодном поту. Зато после этого начинаете всегда правильно отпускать педаль сцепления только в три этапа.
На первом этапе работы по включению сцепления — приотпускаем педаль, то есть даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения (догнали поезд). За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а ваш автомобиль — потихоньку ползти.
На втором этапе — удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения в средней позиции в течение двух-трех секунд для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись (ухватились за поручни вагона). Машина при этом немного увеличивает скорость движения.
На третьем этапе — маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, стопроцентно передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса автомобиля (запрыгнули в вагон). Это соответствует состоянию механизма сцепления включено, автомобиль движется. Теперь остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.
Если в начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет. В худшем варианте что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.
Действия водителя по выключению и включению сцепления в течение поездки (при стартах с места, остановках и переключениях передач) повторяются многократно, особенно в условиях городского движения. Если вы освоите работу педалью сцепления в три этапа, то позже это войдет в незаметную полезную привычку, которая обеспечит плавность хода автомобиля, комфорт пассажирам и увеличение ресурса не только деталей сцепления, но и всего автомобиля в целом.
Выбрать другой раздел:
Основные неисправности сцепления
Сцепление «ведет» (выключается не полностью) из-за большого свободного хода педали сцепления, наличия воздуха в гидроприводе, перекоса нажимного подшипника, коробления ведомого диска или поломки пружин.
Для устранения неисправности следует отрегулировать свободный ход педали, удалить воздух из гидропривода, заменить неработоспособные диски и пружины.
Сцепление «пробуксовывает» (включается не полностью) из-за малого свободного хода педали, замасливания или износа фрикционных накладок ведомого диска, поломки пружин.
Для устранения неисправности необходимо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.
Сцепление включается резко вследствие заеданий в механизме привода, задиров на рабочих поверхностях дисков, маховика и разрушения фрикционных накладок ведомого диска.
Для устранения неисправности следует заменить неисправные узлы привода, если заметны задиры на поверхностях дисков, заменить их.
Подтекание тормозной жидкости в гидроприводе сцепления возможно из главного или рабочего цилиндров, а также в соединительных трубках.
Для устранения неисправности следует визуально определить место утечки и заменить неисправные узлы с последующей прокачкой всего гидропривода (удалить из него воздух).
Выбрать другой раздел:
Эксплуатация сцепления
При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять уровень в бачке, питающем жидкостью гидравлический привод сцепления. Если уровень окажется меньше нормы, то его обязательно следует восстановить, долив тормозной жидкости. В противном случае, когда уровень понизится до нуля, усилие вашей ноги на педали сцепления будет передаваться в никуда.
Пониженный уровень жидкости или неправильная регулировка сцепления может привести к тому, что передачи на вашем автомобиле будут включаться с огромным усилием или вообще не будут включаться. А если при полностью нажатой педали сцепления вам все-таки удастся воткнуть первую передачу, то автомобиль самопроизвольно начнет движение, хотя по результатам всего предыдущего разговора в данный момент двигатель отделен от ведущих колес. Здорово, да? Все стоят на красный сигнал светофора, а вы уже едете!
Как это может случиться, почему машина вдруг поехала?
Описанная неприятность называется — сцепление ведет (с этим выражением вы уже познакомились в неисправностях). Суть происходящего следующая. В то время, как ведомый диск сцепления не должен иметь контакта с маховиком, он все-таки за него немного цепляется, и часть крутящего момента передается на первичный вал коробки передач, а затем и на ведущие колеса.
Каковы причины того, что диск не полностью отходит от маховика? Их несколько и почти все они требуют вмешательства специалиста или вашей решимости не только испачкать руки, но и освоить «Руководство по ремонту и эксплуатации» вашего автомобиля.
На этом проблемы со сцеплением не заканчиваются. Поскольку каждый раз, отпуская педаль сцепления, мы заставляем обе поверхности ведомого диска сильно тереться о железный маховик и не менее железный нажимной диск, то, естественно, боковые поверхности ведомого диска изнашиваются. Это нормальный процесс, обусловленный конструкцией автомобиля, и ведомый диск является расходным материалом. Но наступает в жизни опять не очень смешной момент, когда все уже давно уехали с того самого перекрестка со светофором (после включения зеленого сигнала), а вы все еще стоите на месте. Хотя и первая передача включена, и педаль сцепления наверху, и газуете вы так, что у проезжающих мимо водителей сердце кровью обливается. Но износ накладок ведомого диска оказался настолько велик, что теперь он не зажимается между маховиком и нажимным диском с должным усилием и, пробуксовывая, не передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Такое явление имеет название — сцепление пробуксовывает.
Конечно, здесь описан пример совсем уж «глухого» и «слепого» водителя, потому что машина намного раньше «предупреждала» его о том, что несмешной случай может произойти в ближайший месяц. Еще раньше на подходе к максимальному износу ведомый диск уже начал пробуксовывать, сначала на четвертой передаче, затем на третьей и так далее. А вообще, при нормальной эксплуатации автомобиля, замена ведомого диска сцепления требуется после 80 тысяч и более километров пробега. Но не все водители являются мастерами вождения, и поэтому износ диска может наступить значительно раньше.
Начало критического износа легко определить, двигаясь на четвертой передаче со скоростью 40-45 км/ч. Если при активном нажатии на педаль «газа» обороты двигателя начинают увеличиваться, а машина продолжает движение с прежней скоростью, то в подтверждение своей догадки вы еще и почувствуете специфический запах «подгорающих» накладок диска. Значит, пора покупать диск и искать автосервис подешевле или понадежней, кому что больше подходит.
Неоднократно в этой книге упоминалось и будет упоминаться о том, что автомобиль пытается с вами «разговаривать», он заранее предупреждает о своих «недугах» и «болячках» с помощью звуков вибраций и запахов.
Например, что это там «шелестит» в районе сцепления и перестает «шелестеть» при полностью нажатой педали сцепления. Этот звук означает, что вы должны готовиться к замене выжимного подшипника.
А что это там постукивает, поскрипывает, попахивает и так далее. И не важно, что у вас новый «Фольксваген», он точно так же, как и старый «Жигуленок», подвержен износу, а тем более на наших родных дорогах. Поэтому прислушивайтесь и принюхивайтесь к своей машине!
О стиле вождения автомобиля разговор уже был, и он будет продолжаться. Резкие старты и ускорения машины, постоянное «держание» ноги на педали сцепления при движении («болезнь» таксистов) ведут к износу не только сцепления, но и других агрегатов автомобиля.
Укорачивает срок службы сцепления и еще одна не очень «мудрая» привычка. Это когда водитель удерживает педаль сцепления в нажатом состоянии на все время остановки перед красным сигналом светофора. Грамотным ожиданием разрешающего сигнала светофора по многим причинам будет — нейтральная передача и полностью отпущенная педаль сцепления.
Выбрать другой раздел:
Устройство коробки передач и её виды
Коробка передач
Коробка передач предназначена для изменения по величине и направлению крутящего момента и передачи его от двигателя к ведущим колесам. Также она обеспечивает длительное разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок и без усилий со стороны водителя (по сравнению со сцеплением). 
Рис. 38. Схема работы коробки передач: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения передач 3 — механизм переключения передач; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер коробки передач
Коробка передач состоит из (рис. 38): — картера; — первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями; — дополнительного вала и шестерни заднего хода; — синхронизаторов; — механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами; — рычага переключения.
Картер содержит в себе все основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Поскольку шестерни коробки передач при работе испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому в картер коробки передач залито трансмиссионное масло (в некоторых моделях автомобилей применяется моторное масло)
Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.
Синхронизаторы необходимы для плавного бесшумного и безударного включения передач путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен (наши руки на поручне вагона поезда в примере с работой сцепления).
Механизм переключения передач служит для смены передач и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения. 
Рис. 39. Передаточное отношение
Как же происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах? Давайте с этим разберемся на примере (рис. 39 а).
Возьмем две шестерни, не поленимся и сосчитаем число их зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит, при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).
На рисунке 39 б у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») снова 20, у четвертой («Г») опять 40.
Дальше очень простая арифметика. Первичный вал коробки передач и шестерня «А» вращаются с угловой скоростью, допустим, 2000 об/мин. Шестерня «Б» на промежуточном валу вращается в 2 раза медленнее — 1000 об/мин. Поскольку шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то третья шестеренка вращается с той же скоростью — 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» на вторичном валу будет вращаться еще в 2 раза медленнее — 500 об/мин.
Итак, от двигателя на первичный вал коробки передач пришло 2000 об/мин, а на вторичном валу получилось 500 об/мин, в то время как на промежуточном валу было 1000 об/мин.
В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже двум. Общее передаточное число этой схемы: 2?2 = 4. Следовательно, вторичный вал коробки передач будет вращаться в 4 раза медленнее, чем первичный вал.
Обратите внимание, если мы выведем из зацепления шестерни «Г» и «В», то вторичный вал коробки вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что соответствует нейтральной передаче.
Задняя передача, то есть вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительной осью с шестерней заднего хода. Эта шестерня необходима для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент изменит свое направление (рис. 40). 
Рис. 40. Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 — первичный вал; 2 — шестерня первичного вала; 3 — промежуточный вал; 4 — шестерня передачи заднего хода; 5 — вторичный вал
Поскольку в коробке передач реального автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары (включая различные передачи), мы изменяем и общее передаточное отношение.
Все о дифференциалах: крутящий момент истины
Мы перестали спорить в курилках на технические темы. А жаль. Какой нормальный мужик откажется побазарить о том, как распределяется по колесам крутящий момент мотора? Или хотя бы постоять рядом, храня молчанье в важном споре. Не сериалы же нам обсуждать!
Про мощности и скорости спорить неинтересно, а вот момент – дело другое! Разброд мнений здесь гарантирован. По секрету скажем, что даже «доценты с кандидатами» сгоряча давали противоположные ответы на простые, казалось бы, вопросы. В итоге истину удалось постичь только после длительной дискуссии с представителями заводов ГАЗ и УАЗ и нескольких профильных вузов, а также в результате консультаций с зарубежными коллегами.
Предлагаем всем желающим попытаться найти правильные ответы в предложенных нами ситуациях. А предварительно перечислим условия, которые следует учитывать при выборе правильного варианта.
ВОПРОС № 1
Автомобиль сел на брюхо и беспомощно крутит ведущими колесами в воздухе. Чему при этом приблизительно равен момент на маховике двигателя?
Б – зависит от оборотов
В – заявленной паспортной величине
Г – зависит от включенной передачи
Правильный ответ: А
Тем, кому непонятен ответ, поясняем: момента без сопротивления не бывает! Представьте себе электрическую розетку, рядом с которой стоит неподключенный утюг. Напряжение в розетке есть, но отдаваемый ток – нулевой. Так и здесь: двигатель не совершает никакой полезной работы, колеса не встречают сопротивления, а потому и момент отсутствует.
* Если это понятно, то даем задание более сложное – уже с участием дифференциала. Тем, кто подзабыл, что это такое, рекомендуем заглянуть в подсказку ниже.
C чем его едят
Дифференциал (от лат. differentia – разность, различие) – механизм, обеспечивающий вращение ведущих колес с разными скоростями (например, в повороте). Реальные условия движения автомобиля обусловливают разницу в угловых скоростях его колес. Почему? Потому, что они проходят пути разной длины (в повороте или по неровностям) и радиусы качения также различны. Поэтому ведущие колеса работают с участием межколесных и межосевых дифференциалов – чтобы не возникал так называемый паразитный (тормозящий) крутящий момент на одном из колес, как это бывает на поворотной оси телеги с цельной осью. Дифференциал, распределяющий крутящий момент между выходными валами поровну, называют симметричным.
ВОПРОС № 2
Автомобиль ВАЗ‑2107 едет по кругу на четвертой передаче. Как приблизительно распределены моменты на его задних колесах?
Б – обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес
В – в зависимости от силы сцепления с дорогой и от нагрузок
Г – прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес
Правильный ответ: А
Моменты распределены поровну: по-другому симметричный дифференциал просто не умеет себя вести. Напоминаем, что трение и прочие потери мы условились не учитывать
*Если и это понятно, то усложняем вопросы.
ВОПРОС № 3
У ВАЗ‑2107 при включенной передаче одно ведущее колесо вывешено в воздухе. Как приблизительно распределены моменты на задних колесах, если принять момент, поступающий от двигателя, за 100%?
А – 100% на вращающемся колесе и 0% на неподвижном
Б – на обоих колесах момент равен нулю
В – в зависимости от сцепления неподвижного колеса с дорогой
Г – пропорционально оборотам двигателя
Правильный ответ: Б
Почему нулю, если колесо крутится? Дело в том, что полезной работы двигатель не совершает. Висящее колесо не испытывает сопротивления, а потому и момент на нем нулевой. На неподвижном колесе, само собой, момент также равен нулю.
*Теперь переходим к полноприводным автомобилям: здесь к межколесным дифференциалам добавлен межосевой.
ВОПРОС № 4
Chevrolet Niva едет по кругу на четвертой передаче. Включена блокировка межосевого дифференциала. Каково приблизительное соотношение моментов на всех колесах, если принять момент, поступающий от двигателя, за 100%?
А – по 25% на каждом
Б – по 50% на каждом
В – пропорционально оборотам двигателя
Г – на колесах каждой оси моменты делятся поровну, а распределение по осям – в зависимости от нагрузок и сил сцепления
Правильный ответ: Г
Межколесные дифференциалы на каждой из осей делят моменты поровну, как и в предыдущих примерах. Если бы межосевой дифференциал оставался свободным, каждому колесу досталось бы по 25% крутящего момента. Но водитель его заблокировал, а потому распределение между осями стало зависеть от конкретной дорожной ситуации. В пределе (колеса одной из осей стоят на сухом асфальте, а колеса другой – на гладком льду) практически весь момент реализуется на асфальте.
*А теперь предположим, что мы немножко застряли.
ВОПРОС № 5
У вседорожника Chevrolet Niva при включенной передаче одно ведущее колесо вывешено в воздухе. Водитель заблокировал межосевой дифференциал. Как приблизительно распределены моменты на всех четырех колесах?
А – на вывешенном колесе 0%, на втором колесе той же оси 0%; на другой оси моменты на каждом из колес равны половине момента, поступающего на ее дифференциал от двигателя
Б – на вывешенном колесе 0%, на остальных – по 33,3% момента, поступающего от двигателя
В – на всех колесах по 25% момента, поступающего от двигателя
Г – в зависимости от нагрузок и сил сцепления
Правильный ответ: А
Висящее в воздухе колесо не работает – следовательно, момент на нем нулевой. То же относится к другому колесу на этой оси: незаблокированный межколесный дифференциал обеспечил равенство. А вот другая ось работает в штатном режиме. И ненулевые моменты на ее колесах при свободном межколесном дифференциале равны между собой.
*Теперь попробуем заблокировать межколесный дифференциал!
ВОПРОС № 6
Полноприводный вседорожник едет по кругу на четвертой передаче. Включена блокировка заднего дифференциала. Межосевой дифференциал не заблокирован. Каково приблизительное соотношение моментов на колесах?
А – на каждом по 25% момента, поступающего к межосевому дифференциалу от двигателя
Б – на каждом по 50% момента, поступающего от двигателя
В – зависит от оборотов мотора
Г – на передних колесах по 25%. Остальные 50% распределяются между задними колесами пропорционально нагрузке на них и силам сцепления.
Правильный ответ: Г
Благодаря работающему межосевому дифференциалу задний мост получает столько же ньютон-метров, сколько и передний. Но реальное соотношение моментов на его колесах уже зависит от конкретной дорожной ситуации, поскольку блокированный межколесный дифференциал ничего не выравнивает. Если одно из колес зависнет в воздухе, то всё достанется второму колесу, а если сцепление одинаковое, то и дележ будет равным. Поэтому соотношение моментов определяется нагрузками и силами сцепления. ;
*Попытаемся застрять еще раз.
ВОПРОС № 7
У полноприводного вседорожника при включенной передаче одно заднее колесо вывешено в воздухе. Включена блокировка заднего дифференциала. Межосевой дифференциал не заблокирован. Каково примерное соотношение моментов на колесах, если условно принять момент, поступающий от двигателя, за 100%?
А – 100% на колесе, касающемся земли, 0% на вывешенном и по 25% на передних колесах
Г – 50% на колесе, касающемся земли, 0% на вывешенном и по 25% на передних колесах
Правильный ответ: Г
Межосевой дифференциал поделил моменты между осями поровну. Висящее колесо не испытывает сопротивления, а потому его момент равен нулю. За него отдувается другое колесо на этой оси, толкающее машину, – и весь передающийся назад крутящий момент (50% общего) достается именно второму колесу.
*Напоследок напомним основные принципы, которые помогут разобраться в моментах, осях и дифференциалах.
- Там, где нет сопротивления, момент всегда равен нулю.
- Заблокированный межколесный дифференциал фактически превращает ось автомобиля в аналог колесной пары железнодорожного вагона. Но даже при этом момент на вывешенном колесе равен нулю.
- На вывешенном колесе момент равен нулю независимо от того, блокирован дифференциал или нет.
- Симметричный дифференциал всегда выравнивает моменты: межосевой – на осях, межколесный – на колесах.
Всем удачи на дорогах – без зависших колес и нулевых моментов!
Как работает дифференциал
Дифференциал состоит из корпуса (1), шестерен-сателлитов (2) и полуосевых шестерен (3). Корпус обычно совмещен с ведомой шестерней главной передачи (4). Шестерни-сателлиты играют роль планетарного механизма и соединяют полуосевые шестерни с корпусом дифференциала. Полуосевые (солнечные) шестерни соединены с ведущими колесами через полуоси.
Ведомая шестерня главной передачи вращает корпус с сателлитами, который в свою очередь вращает шестерни полуосей. Когда автомобиль движется идеально прямо, сателлиты неподвижны относительно своих осей. Но как только движение становится неравномерным (например, при повороте), сателлиты начинают собственные фуэте, ускоряя одну полуось и замедляя другую.
Если сцепление колес с покрытием разное, то крутящий момент, реализуемый на скользком покрытии, ограничен коэффициентом сцепления шины с дорогой. Чем меньше сопротивление, тем ниже момент на этом колесе. Но таким же становится момент и на другом колесе той же оси. А вот если заблокировать дифференциал, то дележка моментов между колесами происходит в соответствии с силами их сопротивлений (или сцеплений) с дорогой.
В так называемых дифференциалах повышенного трения сателлиты изначально лишены возможности вращаться свободно. Это сделано как раз для того, чтобы при вывешивании или проскальзывании одного колеса машина беспомощно не застревала. Если с обычным дифференциалом в таких случаях моменты на колесах падают до нуля, то его «коллега» с повышенным трением оставляет им запас, равный заложенному в него моменту трения! Получается эдакий облегченный вариант полной блокировки, помогающий выбраться из неприятных ситуаций, если это позволяет сила трения на колесе с лучшим сцеплением.