Эпопея о колёсных редукторах: Зачем они ЛуАЗу?

Начнем, как и все нормальные люди, с азов, то есть с теоретических основ «джипостроения». Колесный редуктор на самом деле является чуть – чуть большим чем «просто шестеренчатой передачей внутри колеса», о нем и пойдет речь в этом обзоре конструкций.

Если подходить к оценке джипа со стороны общепринятых стандартов « машина, которая везде пролезет, имеет раму мосты и непременно кенгурятник спереди» то есть, так как рассуждает подавляющее число обывателей, которые думают что джип пригоден исключительно для езды по пересеченной местности крутым парням в соответствующей компании – функциональный анализ самой его конструкции становится попросту лишенным смысла. В этом случае конструкция не поддается абсолютно никакому анализу, не говоря уже о функциональном. В принципе абсолютно безразлично на джипе какой размерности ехать, на «мини» или на «монстре», в последнем случае просто получается, по мнению большинства, гораздо круче.

С таким подходом решение проблем проходимости в пределах одного класса могут иметь лишь одно направление – увеличение размеров колес и «подъем» подвески и кузова, а все остальное пусть будет заботой дизайнера. Самым ярким примером такого решения можно считать Jeep Wrangler.

Разговор перейдет в иную плоскость если присмотреться к джипу не как к совокупности общепринятых условных свойств, а как к некоему транспортному средству, в обязательный набор функций которого входят способности обеспечить своему хозяину возможность быть в какой угодно точке и минимальное вложение средств. Под этим подразумевается достаточно нетипичный (скорее интеллектуальный) взгляд на теорию джипостроения и соответствующий подход к ней.

В основной своей массе потребитель относится к автомобилю шаблонно – позиционирует его именно как Автомобиль и, соответственно, использует его именно как обычный автомобиль и ничего более. Следовательно, доказывать потребителю, что машина это не есть вертолет или, к примеру, корабль, что у машины должно быть четыре колеса, а не пять или семь и так далее, становится совершенно бессмысленно.

В остальной своей концепции теория относительно проста. Чтобы соответствовать упомянутой выше идеологии, автомобиль должен быть оборудован салоном универсала повышенной проходимости и иметь минимальные габаритные размеры. Однако было бы заблуждением считать, что идеалом такой машины будет вагон на колесах. К джипу предъявляются такие же требования пассивной безопасности, как и к любому автомобилю, повышенные по сравнению с обычными машинами требования к плавности хода и как следствие комфорту водителя. Согласитесь, если предстоит езда по напрочь разбитой дороге, то речь идет уже даже не столько о комфорте сколько, об элементарной переносимости тряски.

Исходя из вышесказанного, получается, что наиболее выгодной посадкой водителя является прямая посадка (которая, кстати, традиционно принята в УПВ) и размещение водительского места внутри колесной базы, где меньше трясет. Экономность, маневренность и проходимость джипа напрямую зависят от его габаритов – чем они меньше и чем джип легче, тем лучше. Соответственно, хороший джип, который претендует на практичность, должен, прежде всего, иметь грамотную компоновку по принципу « от оптимизированного салона» а не от стереотипного «хорошо возить себя и человека», последнее, кстати, и является побудительным мотивом пресловутой «монстрофикации».

Относительно компоновки можно сказать то, что высота, на которой пол салона расположен относительно земли, в минимальной степени определяется глубиной брода, который джип может преодолеть и при этом водитель не замочит своих сапог. Пол должен находиться там, где он получается при проектировании компоновки еще на листе ватмана и чем ниже он окажется – тем ниже будет расположен и центр тяжести транспортного средства. А значит, машина будет более устойчива к опрокидыванию на пересеченной местности и легче управляема при движении по хорошим дорогам с высокой скоростью. Между дорогой и полом – шасси и дорожный просвет. Чем меньше места требует для себя шасси – тем лучше (во всяком случае, для дорожного просвета точно).

Независимая подвеска обладает одним неоспоримым достоинством – при необходимости существует возможность подтянуть всю трансмиссию к полу без необходимости резервирования пространство под ним для работы подвески. Строго говоря, и кроме этого у нее есть и масса других известных всем преимуществ перед вариантами с зависимой подвеской. Например возьмем преимущество в проходимости машины с независимой подвеской – при попадании колес в глубокую колею и их вывешивании они потеряют контакт с поверхностью не сразу (как в случае с зависимой) а только после того как будет выбран весь свободный ход подвески до отбоя.

По поводу дорожного просвета нужно упомянуть что для «паркетников» 200 мм являются вполне приемлемыми почти под всем низом автомобиля. Такой клиренс позволяет сравниться их поведению на хороших дорогах к аналогичному параметру обычных легковых машин. Дорожный просвет в 200-250 мм у «серьезного» джипа может считаться допустимым только под мостами, а в пределах пространства внутри колесной базы его величина бывает обычно в 1,5-2 раза. В этом случае высота, на которой находится пол над задней осью, составляет примерно 60-75 см. Такая величина в принципе достаточна для того, чтобы увидеть расстояние от поверхности дороги до поджатого к полу редуктора главной передачи равным 350-450 мм.

В то же время увеличения дорожного просвета у «еще более серьезных» джипов, как и раньше, осуществляется только с помощью увеличения размерности колес. Не подлежит сомнению, что чем больше колеса – тем лучше, но тут возникает масса препятствий. Среди них такие как: резкое увеличение стоимости, повышенная нагрузка на детали трансмиссии, увеличение неподрессоренной массы (а ведь это сказывается на комфорте и управляемости) и такая очень важная деталь как необходимость обеспечить колеса (в том числе и запаску) необходимым «жизненным пространством». Отмечу, что последнее возможно только за счет сокращения использования полезного объема салона, или, как вариант, увеличения габаритных размеров автомобиля.

Стоит отметить, что потенциал проходимости, которым наделены колеса (даже наименьших диаметров, составляющих 700-800 мм) для джипов, оказывается нереализованным при дорожных просветах, упомянутых выше. Имеется в виду проходимость колеса, которое катится по поверхности грунта самостоятельно под приложенной вертикальной нагрузкой. Логичное стремление к максимальной реализации этого потенциала подразумевает под собой выполнение трех основных требований:

• Трансмиссия должна быть полноприводная с возможностью полной блокировки.

• На машине должна обязательно присутствовать система регулировки давления воздуха в шинах с возможностью работы при движении авто.

• Дорожный просвет должен быть достаточно большим чтобы не допустить «замыкания на массу» джипа задолго до того момента как колеса сами по себе окажутся неспособными преодолеть бездорожье.

По теоретическим выкладкам и практическим наблюдениям, исходя из критерия проходимости, оптимальный размер дорожного просвета колесного «проходимца» должен равняться радиусу колеса, то есть половине его размера. Если дорожный просвет меньше оптимального, то на слабых грунтах проходимость чаще всего ограничена «посадкой шасси на грунт» сопровождающейся вывешиванием колес или «эффектом бульдозера». Если иже дорожный просвет больше указанной величины, то существенного влияния на проходимость он уже не оказывает за исключением особых условий движения (очень глубокие колеи или преодоление больших камней). Описанная величина опять-таки в полтора-два раза больше чем существует под ведущими мостами джипов БЕЗ КОЛЕСНЫХ РЕДУКТОРОВ. При этих условиях беспроблемное движение по колеям приемлемого для них размера начинается при величине дорожного просвета от 300 миллиметров. Конструкция независимой подвески может осуществить увеличение дорожного просвета под корпусом редуктора главной передачи лишь на 5-6 см, связано это с необходимостью обеспечения нормальной работы полуосевых шарниров.

Колесные редукторы способны увеличивать дорожный просвет до любого размера, и уменьшают вероятность нарушения целостности чехлов шарниров на полуосях (так как располагаются они в этом случае дальше от поверхности земли), кроме этого они позволяют иметь свободный доступ к торцу оси с внутренней стороны колеса. Последнее является немалым достоинством, так как дает возможность создания простых и надежных схем снабжения воздухом шин (в этом случае они способны работать с использованием жидкой смазки и отпадает необходимость в охвате ими полуоси). Не стоит забывать и о том что колесные редукторы обладают еще одним плюсом – по мере того как увеличивается их передаточное число, уменьшается нагрузка на полуоси и редукторы главных передач. Отсюда следует, что уменьшаются габаритные размеры и вес этих агрегатов при сохранении степени надежности. Вот вам еще одна возможность дополнительно «умять» шасси под полом и как следствие понизить его уровень, сохранив оптимальный клиренс.

Вывод из всего вышесказанного таков: без применения колесных редукторов в конструкции джипа, гармонизация ее невозможна даже в принципе. На каком-то отрезке ее развития колесные редукторы просто обязаны стать такой же неотъемлемой частью конструкции «серьезных» джипов, какой сейчас является независимая подвеска у «серьезных паркетников».

Наберусь, смелости и сделаю прогноз: менее чем в ближайшие 10 лет на наших глазах появится принципиально новый класс джипов, развивающийся параллельно с «паркетниками», который будет агрессивно отнимать позиции у «классики» (включая «паркетники-вседорожники») и перевернет всю систему джиперских ценностей. Самым подходящим названием для него будет, наверное «экстремальные» вседорожники или «колесные геликоптеры» - на ваш вкус. На мой взгляд, девизом этого класса будет - «максимально приблизить мобильность автомобиля к мобильности геликоптера».

Как ни парадоксально это выглядит на первый взгляд, но скорее всего в своей эволюции «экстремальные вседорожники» станут прямыми потомками «паркетников», нежели, носящих ныне статус «серьезных», джипов.

Основная задача по приближению степени комфорта и поведения на дорогах хорошего качества у современных «вседорожников» к аналогичным характеристикам у обычных легковушек (несмотря на некоторое снижение внедорожных качеств) практически уже решена мировой автопромышленностью. Следующим этапом эволюции можно назвать вливание свежей струи в их дальнейший прогресс путем сохранения их неплохие, в общем-то «дорожные» качества вернуть этому виду джипов незаурядные «внедорожные». Наряду с этим будет очень неплохо, если потребитель будет безоговорочно считать что «это круто» и не способно повлечь каких-то неудобств при их эксплуатации на нормальных дорогах. В принципе этот процесс уже запущен. Наверное, не прошел незамеченным, такой момент: на всех вседорожниках стала активно использоваться система псевдоблокировки дифференциалов.

Колесные редукторы, несмотря на то, что не являются серьезным бременем к стоимости существующих многорычажных независимых подвесок с регулировкой клиренса и прочими подобными «примочками» при надлежащим образом выполненной «перекристаллизации» всего шасси в комплексе способны все-таки на совершение здесь настоящей революции. Имеется в виду – они позволят создать автомобили, которые станут, как и прежде более пригодными для скоростной езды по обычным дорогам, чем классические джипы и совмещающие с этим непревзойденную проходимость при движении по разбитым грунтовым дорогам или просто в отсутствие оных (отсюда и «экстремальные»). Конечно же, они не в состоянии быть полноценной заменой «паркетникам» но по «генетическим признакам» конструкции встают с ними в один ряд. Легковой автомобиль – обычный вседорожник – экстремальный – налицо логика и завершенность этого ряда.

Вполне оправдывая ожидания, основным претендентом на роль «возбудителя спокойствия» на этом направлении развития, уже давно выступают вооруженные силы. Жаль только что не наши, а американские. Ведь с точки зрения военных джип в «классическом» его виде является образцом функциональности, за что и пользуется их любовью. И вся соль тут не в «кондовости» и элементарной простоте этих «рамно-рессорных» машин, а в том, что из-за специфической конструкции они, являют собой лучший образец способности работать в тяжелейших условиях, не требуя при этом профессионального ухода. Судите сами: пять сальников в переднем мосту и три в заднем…. Ну что может быть проще? На взгляд военных (кстати, вполне разумный) подразумевается, что управлять этим джипом будет крайне слабо подготовленный срочник и допускать его к более-менее серьезным регламентным работам попросту опасно для здоровья машины. Плюс к своей простоте эти джипы имеют минимальную стоимость, что является немаловажным обстоятельством. Минусом таких машин является их ограниченная область применения в тактическом плане.

Американская армия принятием на вооружение своего «Hammer» смогла первой в мире продемонстрировать, что армия, костяк которой, составляют профессионалы, не может строиться исходя из подобных рассуждений. Вследствие чего многоцелевые транспортные средства должны на 100% реализовывать заложенный в них потенциал, не смотря на возможное увеличение их стоимости вследствие усложнения конструкции и соответственно усложнения проведения работ по их обслуживанию и ремонту. Это относится к таким, например, случаям, когда необходимость внесения изменений в подвеску не может являться оправданием того, почему джип оказался неспособен преодолеть тот или иной участок местности, а высокая сложность ремонта ГМТ явилась препятствием для ее установки на армейскую машину и впоследствии раненый водитель не смог управлять техникой одной рукой.

Впечатление, которое произвел «Hummer» на мировую автопублику, служит наглядным доказательством того, что «крутые тачки» могут быть интересны не только армии. Несмотря на свою «монстроподобность» и непрактичность его гражданского применения, «HUMMER» стал поистине культовым авто. А если смотреть глубже, то на взгляд общественности он именно первый «колесный геликоптер», который смог привить вкус к такого рода машинам. «Зазор», который образовался на данный момент между «Хаммером» и «крутыми паркетниками», неизбежно подлежит заполнению «высокотехнологичными» конструкциями. Причем для «классики», все равно остается своя ниша из серии «дешево и сердито», но это не может читаться «крутым».

Выделить характерные черты «экстремальных внедорожников» легко: обладающий большой жесткостью на кручение несущий кузов, компактно расположенное под полом шасси, постоянный полный привод (или основной передний), колесные редукторы и клиренс, начинающийся от величины 300мм. Кроме этого (опционно) наличие системы изменения давления воздуха в колесах при движении.

Легко выяснить, что серийно выпускаемых джипов, сконструированных по описанным принципам, просто не существует. Хаммер и отечественный аналог «Шишига» не подходят в эту категория хотя бы из-за своих весогабаритных характеристик. Похожий на них "Lumbo" LM-002 может быть отнесен к классу «экстремальный внедорожник» но только из-за своей «монстроподобности». Конечно при цене машины и расходах на ее эксплуатацию, сравнимых с содержанием собственного вертолета, ездить на таких «игрушках» могут позволить себе лишь миллионеры.

Единственной достойной попыткой (на мой взгляд) затолкать в эту категорию обычный внедорожник без «монстризации» его, был концепт - кар из Америки Jeep Willys.

И все-таки такой «экстремальный внедорожник» есть! Вы рассмеетесь (и будете неправы), это «ЛуАЗ», да – да я не оговорился. Посмотрите на его компоновку – для легкого «экстремального вседорожника» имеющего основной передний привод, она почти идеальна. Вот если бы поняли инженеры, случайно сотворившие, сие чудо около 40 лет назад, ЧТО ИМЕННО у них получилось.… Тогда к этой «жертве конверсии» было бы совсем другое отношение – холили и лелеяли бы этот «маленький Хаммер». А между тем, он, появившись на два десятка лет раньше своего большого собрата, оказался не способен произвести существенного впечатления на автомобильное сообщество, и тем более, оказать вообще какого-то влияния на развитие отечественного «джипостроения» (для нужд военных в том числе). Впрочем, на эту тему я высказывался уже неоднократно (можете посмотреть ссылки внизу).

В дополнение можно лишь отметить, что при наличии «полноразмерного» грузопассажирского салона конструкторы умудрились сделать машину настолько компактной, и к тому же, снабдить ее внедорожным шасси с такой «не автомобильной», можно сказать, игрушечной колесной базой (всего 1800 мм), что это можно воспринимать как издевку над «классическими» джипами и УПВ. Имея такую «продвинутую» конструкцию ЛуАЗ все время оставался, наверное, самым дешевым из мировых марок джипов. Несмотря на то, что колесная база сверхмалой длины, наряду с 13 дюймовыми колесами и двигателем, недостаточной мощности и избыточной длины (еще и расположенный полностью в переднем свесе), заставили стать машину «гадким утенком» который не способен, в некоторых случаях быть конкурентом «нормальным» джипам – в случае правильного хода эволюции «гадкий утенок» очень быстро стал бы «лебедем».

Сохранив схему трансмиссии, эта машина должна была быть оснащена специально для нее разработанным двигателем оппозитной или V-образной компоновки минимально возможной длины и мощностью порядка 70-90 лошадиных сил. Кроме этого колесная база при сохранении внешних габаритов исходника должна была увеличиться примерно на 200 мм за счет уменьшения длины переднего свеса. Ну и конечно необходимо было снабдить ее блокировкой переднего дифференциала наряду с задним, колесами размером близким к «нивским» колесам при клиренсе около 320 мм. Помимо этого нужны были дисковые тормоза и более комфортный салон с улучшенной звукоизоляцией. После этих нововведений (если брать во внимание мой опыт тюнинга этой модели) машина являла бы собой абсолютно полноценный «экстремальный внедорожник», находящийся в наилегчайшей весовой категории. Остальные опции добавить недолго.

Если джип стоит на настоящем внедорожном шасси ТПК, и весь кайф от управления им на хорошей дороге начинается только от сотни и чем дальше, тем больше – поверьте это по настоящему, НЕЧТО! При этом надо отметить такой момент – создать удачную конструкцию маленького автомобиля намного труднее, чем ее большой аналог. А если взять за пример модели, которые живут на рынке не один десяток лет то вот вам – на создание английского Mini у конструкторов ушло времени на несколько десятилетий больше чем на разработку «Rolls-Roys».

И напоследок. Если бы Уазик в свое время подвергся бы переделке по принципу ЛуАЗ а, то он получил бы безо всяких «лифтовок» на своих штатных колесах и со своим уровнем пола дорожный просвет равный 37,5-40 см, а не нынешние 300мм на «военных» мостах (которые еще и не имеют блокировок). Плюс к этому он бы обладал проходимостью «Хаммера» и способностью соперничать в скорости на зимних дорогах с простыми переднеприводными легковушками почти как у «Нивы» (если бы позволила мощность двигателя)