Глава I. Японский супер селект.
В далеком 1991 г все прогрессивное человечество на пару с гордыми маркетологами фирмы Mitsubishi с помпой отметило эпохальное событие: выход в свет нового флагмана модельного ряда красавца-внедорожника, получившего хищное имя Паджеро, доставшегося ему по наследству от ничем не примечательного предшественника ( в США с учетом пожеланий отсталого местного населения машине дали не менее хищное имя Монтеро).
Скажем честно: мицубишникам было чем гордиться. Эта машина открыла новую эпоху в концепции строительства внедорожников, это уже был не утилитарный вездеход со спартанским салоном, а роскошный универсал, водруженный на могучую раму.
Паджеро II был: а) чертовски красив; б) комфортабельный; в) нравился девушкам; г) имел отличную управляемость и мог передвигаться по трасе с высокой скоростью; д) имел великолепную проходимость.
Но что самое главное, автомобиль обладал такой могучей харизмой, что даже в наши дни, спустя почти 20 лет со дня выпуска, вальяжно плывущий по дороге двухцветный Паджеро с хромированным кенгурином во всю морду, словно магнит железо, мгновенно притягивает к себе взгляд замшелого, умудренного опытом жыпера, и вот уже губы последнего сами собой шепчут: «Ць, бля… хорош…». Да, товарищи, это была эпоха настоящих, честных внедорожников: Паджеро, семидесятка, восьмидесятка, квадратный 60-й Патруль… Ну почему, почему она так быстро закончилась??!! (впрочем, я отвлекаюсь)
Маркетологи Mitsubishi любезно объяснили жыперской общественности, что трансмиссия Паджеро-2 имеет впервые изобретенную, уникальную систему полного привода, доселе не виданную в мире, получившую фирменное патентованное наименование «супер селект». Ее уникальность заключалась в том, что владельцы могли выбрать любой режим, который был люб их сердцу. Экономные могли всю жизнь ездить на заднем приводе. Энергичные могли ездить на полном приводе зимой и летом по асфальту и грязи без всякого риска поломать трансмиссию. А любители помесить жижу могли использовать пониженную передачу, не на шутку увеличивающую крутящий момент мотора, а в самых засадных местах вообще принудительно заблокировать межосевой дифференциал. Последним штрихом, завершающим идиллию и превращающим хорошую картину в шедевр, была вискомуфта, внедренная в недра раздаточной коробки. Но про нее маркетологи старались особо не распространяться, поскольку в силу своей слабой образованности не знали ее устройства и свойств, а посему, дабы не набуровить что-нибудь невпопад, старались проходить по ней вскользь, типа она есть, и это замечательно, ни у кого нет, а у нас вот есть!
Поначалу новоиспеченные владельцы слегка ошалели от такого неожиданно свалившегося на их головы счастья: путались в режимах, не могли привыкнуть к алгоритму включения/выключения полного привода, вздрагивали от мерцания лампочек-индикаторов, жутко боялись таинственную вискомуфту. Но потом дело наладилось и некоторые особо продвинутые драйверы даже стали получать удовольствие и лихо перещелкивали рычаг раздатки туда-сюда под одобрительное подмигивание лампочек. А после того, как любимый паджеро стал брать один Дакар за другим, даже самые пугливые успокоились, повеселели и стали посматривать на владельцев внедорожников других моделей немного свысока, с легкой долей превосходства. Не будем на них за это сердиться, согласитесь, не каждому из вас выпадает редкая удача ездить на автомобиле, который одержал столько побед на самом престижном внедорожном соревновании мира.
Теперь давайте разберемся, а что же такое представляет собой супер селект и в чем его уникальность?
Супер селект есть система организации межосевого привода, а проще говоря – конструкция раздаточной коробки, в которой крутящий момент между ведущими осями распределяется межосевым дифференциалом. Говоря технически правильным языком: это дифференциальный межосевой привод. Но привод не постоянный, а с возможностью принудительного отключения от раздаточной коробки передней ведущей оси. Межосевой дифференциал симметричный самоблокирующийся с помощью вискомуфты, что повышает проходимость, то есть когда колеса какой-либо ведущей оси окажутся в условиях недостаточно хорошего сцепления с дорогой и будут стремиться забуксовать, дифференциал заблокируется и в результате к колесам другой оси, находящейся в лучших условиях сцепления, будет распределен больший по величине крутящий момент. Кроме этого, предусмотрен режим принудительной полной блокировки межосевого дифференциала, а также в раздатке имеется демультипликатор.
А говоря упрощенно, супер селект это дифференциальный межосевой привод с возможностью отключения от раздаточной коробки передней ведущей оси.
На первый взгляд кажется, ну а что тут такого? Ну Иван, ну Грозный…
Но отбросим шутки в сторону: я встаю, снимаю шляпу и поднимаю бокал хорошего красного вина за здоровье и вечную славу японских инженеров, которые смогли изобрести столь сложную по конструкции раздаточную коробку, смогли просчитать и согласовать между собой работу многочисленных шестерней, валов, муфт, а потом еще наладить серийное производство этого воистину штучного узла, обеспечив высокую точность изготовления и сборки да при этом еще добиться его феноменальной надежности! А после не побояться отдать его в пользование неискушенному драйверу, прочитавшему мануал до 5-й страницы и постигающего алгоритм переключения режимов на ощупь, на удачу тыркающего рычаг туда-сюда… Это действительно настоящий подвиг и конструкторам за изобретение надо было обязательно вручить какую-нибудь японскую Государственную премию.
Но будем объективными, конструкторы Mitsubishi не совершили революцию, они не были первыми, кто изобрел такую многорежимную раздаточную коробку, они даже не были вторыми.
Глава II. Американский супер селект.
В далеком 1987 г., когда фирма Mitsubishi еще выпускала угловатый внедорожник с блокированным межосевым приводом и колесными хабами, американская фирма Крайслер без особого шума и пыли в прессе начала серийно устанавливать на автомобили Jeep Cherokee (XJ) раздаточную коробку под названием «NP242 Selec-trac, предусматривающую 4 режима:
1. 2 WD – привод только на задние колеса;
2. 4 Part Time – привод на обе оси, межосевой дифференциал заблокирован;
3 4 Full Time — привод на обе оси, распределение крутящего момента между осями осуществляется через несимметричный межосевой цилиндрический дифференциал малого трения в пропорции 48/52;
4 N – нейтральное положение;
5 4 LO – включен демультипликатор (понижающая передача), имеющий передаточное число 2,72, межосевой дифференциал заблокирован.
По сути это такие же режимы, как и в мицушном супер селекте, только в другой последовательности. Единственное отличие – отсутствие автоматической блокировки межосевого дифференциала посредством вискомуфты.
Однако Крайслер тоже иногда любил поиграть с вискомуфтой. Например, на автомобиль Jeep Grand Cherokee с 1993-1996 г.г. устанавливалась раздаточная коробка «Quadra-Trac NV 249», имеющая межосевой дифференциал, автоматически блокируемый вискомуфтой. Вот только на высокое звание супер селект данная раздатка ну никак не тянула, поскольку осуществляла постоянный полный привод и имела всего три положения, причем принудительная полная блокировка межосевого дифференциала отсутствовала. Действительно, какой уж тут супер…
Но и Крайслер нельзя назвать пионером супер селекта. Раздаточные коробки, имеющие межосевой дифференциал и позволяющие двигаться в режиме заднего привода применялись еще в 50-х годах прошлого века на некоторых моделях грузовых автомобилей с колесной формулой 4х4.
Глава III. Немецкий супер селект.
В Германской демократической республике в середине 50-х годов прошлого века выпускался армейский полноприводный автомобиль Р 2М колесной формулы 4х4.
Его раздаточная коробка предусматривала 3 положения:
1. Крайне заднее положение рычага, при котором весь крутящий момент между ведущим осями перераспределялся на задний мост.
2. Среднее положение рычага: распределение крутящего момента между ведущими осями производилось межосевым несимметричным дифференциалом в пропорции 36,3% на передний мост и 63,7% на задний мост.
3. Крайне переднее положение рычага: крутящий момент распределялся на обе оси, при этом межосевой дифференциал был заблокирован.
Также в раздаточной коробке имелся демультипликатор (понижающая передача). Примечательно, что в мостах машины были установлены самоблокирующиеся червячные дифференциалы.
Глава IV. Советский супер селект.
Первыми полноприводными машинами, серийно выпускавшимися в России, были изделия российской фирмы «Завод Г.А. Леснера», выпускавшей в начале прошлого века автомобили по лицензии австрийского отделения Austro-Daimler автомобильной компании Daimler Motoren Geselschaft.
Но в этих машинах, несмотря на их российское производство, использовались трансмиссии, сконструированные иностранной автомобильной фирмой, поэтому назвать их на 100% нашими нельзя.
До начала II Мировой войны в СССР небольшими партиями выпускались грузовые и легковые полноприводные автомобили. В то время отечественная автомобильная промышленность не имела опыта производства и эксплуатации многоприводных автомобилей с межосевыми дифференциалами. В СССР тех лет использовались две схемы организации межосевого привода:
1. Блокированный межосевой привод с возможностью автоматического отключения передней ведущей оси с помощью механизмов (муфт) свободного хода.
2. Блокированный межосевой привод с возможностью не автоматического (в ручную) отключения передней ведущей оси с помощью шлицевых, зубчатых или пальцевых муфт.
Большинство любителей полноприводной техники даже и не догадывается, что и в СССР тоже были сконструированы свои супер селекты.
II Мировая война явно показала острую нужду нашей армии в современном высокотехнологичном армейском колесном вездеходе. Можно сказать, что советским конструкторам повезло, в результате лэнд-лиза они смогли ознакомиться с конструкциями многих современных американских вездеходов тех лет, а победа над Германией дала в виде трофеев новейшие немецкие разработки полноприводной техники. Надо отметить, что Германия к 1944 г. являлась ведущей мировой державой по производству вездеходов. У немцев к тому времени насчитывалось более десятка различных моделей полноприводных автомобилей, в том числе целых две амфибии. Нашим было из чего выбирать.
В середине 50-х годов в НАМИ был образован специальный конструкторский отдел (лаборатория) автомобилей высокой проходимости под руководством главного конструктора Николая Ивановича Коротоношко (инженеры Г.А. Крестовников, А.В. Родионов и др.). На основе проведенных экспериментальных работ с учетом перспективных требований к автомобилям многоцелевого назначения в НАМИ было спроектировано целое семейство автомобилей с колёсными формулами 4×4, 6×4, 6×6, 8×4 и 8×8, и в 1955 году построены многоцелевой НАМИ-020 и транспортный автомобиль с деревянной платформой увеличенного объема НАМИ-021 (оба типа 6×6).
НАМИ 020
Раздаточная коробка этих машин имела несимметричный межосевой дифференциал, а передний мост при необходимости мог отключаться с помощью зубчатой муфты. Таким образом автомобиль мог двигаться либо в заднеприводном режиме, либо в режиме полного привода с распределением крутящего момента между передней и задними осями через межосевой несимметричный дифференциал, имеющий принудительную блокировку. Симметричный дифференциал, распределяющий крутящий момент между двумя задними ведущими мостами также имел принудительную блокировку, управляемую через пневмопривод.
При снаряженной массе 7250 кг НАМИ-020 имел грузоподъемность 4 т и развивал максимальную скорость 80 км/ч. Дорожный просвет под ведущими мостами НАМИ-020 составлял 405 мм, а под раздаточной коробкой достигал 675 мм. Автомобиль преодолевал подъемы до 32° и броды глубиной до 1,2 м. При снижении давления воздуха в шинах от 2,5 до 0,8 кгс/см2 (была применена система для снижения внутреннего давления воздуха на ходу автомобиля и специальные шины) опорный отпечаток шины увеличивался в 1,93 раза, сопротивление движению на деформируемых грунтах уменьшалось на 15..20%, а сила тяги по сцеплению колес с почвой возрастала на 20..25%. Колесный движитель (колеса) этого выдающегося автомобиля по уровню проходимости уступал гусеничному движителю лишь на весьма тяжелом бездорожье. Автомобиль уверенно работал вне дорог с прицепом полным весом 5 т. На шоссе НАМИ-020, по сравнению с ГАЗ-63 и ЗиС-151, обладал меньшим средним расходом горючего и большей скоростью. Испытания показали его высокую проходимость по сухому сыпучему песку, метровой снежной целине, размокшей пашне, болотистой луговине, на грязных проселочных дорогах.
Машина оказалось удачливой, прошла все возможные испытания и от правительства было получено «добро» на ее серийный выпуск. Выпускать машину было решено на Уральском автомобильном заводе в г. Миасс. Как говорят очевидцы, когда намивцы пригнали вездеход на завод, высыпавшие из всех цехов заводчане решили, что это какая-то иномарка, настолько необычен был грузовик для того времени.
Перед выпуском конструкция НАМИ-020 с учетом новых требований и замечаний испытателей была глубоко переработана, получила новую кабину с максимально расширенными передними колесными арками и автомобилю было дано сложное имя УралЗИС-НАМИ, а после присвоения индекса в межотраслевом бюро НАМИ — УралЗИС-НАМИ-375. Так родился знаменитый Урал.
В итоге в ноябре 1960 года был выпущен первый серийный Урал-375, а 31 декабря 1960 года стал официальным днем начала серийного производства нового вездехода (вероятно завод выполнил обязательство начать выпуск машины именно в 1960 г и не годом позже, с этим тогда было очень строго). Машина имела точно такую же трансмиссию, как и прародитель НАМИ 020.
Это был первый и последний русский супер селект – межосевой дифференциальный привод с возможностью принудительного отключения передней ведущей оси. Он просуществовал до 1964 г., когда была проведена модернизация модели и от отключения передней оси отказались. После модернизации автомобиль получил индекс УРАЛ 375Д и постоянный полный привод.
Необходимо отметить, что НАМИ была предпринята еще одна попытка запустить супер селект в производство.
В конце 50-х г.г. институту была поставлена задача разработать вездеход-амфибию для армии. Разработкой занялась специальная группа НАМИ под руководством Б.М.Фиттермана. В 1958 году был изготовлен первый прототип, получивший название НАМИ-032
Кузов был сделан из стеклопластика, роль рамы выполняло несущее основание кузова. Подвеска — независимая торсионная, на продольных рычагах. Раздаточная коробка предусматривала возможность движения по твердым дорогам с помощью колес передней оси, на скользких дорогах использовался режим полного привода с межосевым дифференциалом, а в наиболее сложных режимах движения межосевой дифференциал принудительно блокировался. Дифференциал заднего моста также имел принудительную блокировку.
Но когда модель пошла в серийное производство, от межосевого дифференциала отказались, задний мост стал отключаемым. Окончательный вариант получил название ЛуАЗ-967. Его производство началось на автозаводе в Луцке в 1961 году.
К недостаткам супер селекта наши конструкторы отнесли следующее.
1. Переусложненность конструкции раздаточной коробки.
Дело в том, что для возможности движения с помощью колес одной ведущей оси (2 Н) необходимо осуществить блокировку межосевого дифференциала, иначе никуда не уедешь. Следовательно, при переходе из режима монопривода в режим полного привода (2Н – 4Н) необходимо, чтобы дифференциал разблокировался, иначе не сможешь поворачивать. А при езде в сложных внедорожных условиях на слабых грунтах необходимо, чтобы привод осуществлялся двумя ведущими осями, а дифференциал был опять заблокирован. Все это вызывало необходимость наличия в раздаточной коробке дополнительных деталей, да еще и требовало их высокой точности изготовления и тщательной сборки узла. А советское производство тех времен не было к этому готово.
2. Меньшая надежность по сравнению с раздаточными коробками, предусматривающими не отключаемый дифференциальный или принудительно отключаемый блокированный межосевой привод.
Понятно, чем больше деталей, тем больше вероятность поломки.
3. Большая стоимость узла.
СССР это вам не при Лужкове золотые дороги строить. Народные деньги в то время считать умели, не даром СССР был крупнейшей мировой державой.
4. Необходимость наличия у шофера дополнительных навыков обращения со сложной многорежимной раздаточной коробкой.
Понятно, да? Вездеходы в то время выпускали в основном для армии. А когда вокруг рвуться снаряды и свистят пули, бойцу некогда думать, куда толкать рычаг, на себя или от себя, при этом временами утапливая его вниз, да еще не забыть поставить передние колеса прямо. Его действия, необходимые для подключения переднего моста, должны быть просты и интуитивны: один раз дернуть рычаг раздатки, торчащий прямо под рукой, а еще лучше просто перещелкнуть тумблер, находящийся на самом видном месте приборной панели.
Надо отметить, что в государственные комиссии в те нелегкие времена входили ребята суровые и наличие в раздаточной коробке дифференциала считали никчемной забавой, а уж о том, чтобы он был, да еще имелась возможность отключения второй ведущей оси (!!!) даже слышать не хотели. По их мнению советский военный колесный вездеход должен быть максимально прост, феноменально надежен и при этом иметь хорошую ремонтопригодность, чтобы при необходимости его можно было починить в полевых условиях на ближайшей МТС.
Одним словом, конструкторы решили, что супер селект это все баловство и буржуазные предрассудки, и таким образом он в СССР так и не прижился.
Глава V. Изобретение первого супер селекта.
А когда был изобретен первый супер селект и кем?
Вот вопрос, который все еще ждет своего исследователя. Можно только гадать…
У меня на столе лежит копия рукописи, написанной более 60-ти лет назад начальником Автомобильного отдела НАТИ А.А. Душкевичем и руководителем группы многоприводных автомобилей НАТИ ст. инженером Н.И. Коротоношко «Обзор конструкций межосевых дифференциалов на многоприводных автомобилях».
В этой уникальной научной работе проведен анализ различных конструкций полноприводных трансмиссий, использующихся в то время на автомобилях всего мира.
В итоге авторами сделан обобщающий вывод, что по состоянию на 1947 г. существовали следующие схемы соединения ведущих мостов:
«1. Блокированное постоянное соединение с неотключаемым приводом»
То есть в раздаточной коробке (КПП) межосевой дифференциал отсутствовал, а возможность отключения второй ведущей оси не предусматривалась.
«2. Блокированное постоянное соединение ведущих мостов с возможностью принудительного отключения одного из них».
Эта схема широко распространена и в наши дни, получила обиходное название «парт тайм», то есть раздаточная коробка без дифференциала, где вторая ведущая ось включается/отключается вручную.
«3. Непостоянное соединение с ограниченной автоматической возможностью для включения и отключения одного из ведущих мостов».
Эта схема весьма любопытна и хочу ее осветить подробнее.
В раздатке, обеспечивающей данную схему, вал, передающий крутящий момент на первую ведущую ось, был соединен муфтой свободного хода. Муфта была нормально замкнута и при движении в условиях бездорожья, а также во время прямолинейного движения по ровной дороге получался блокированный межосевой привод. А когда машина поворачивала и средняя угловая скорость вращения передних колес становилась больше, чем задних, муфта автоматически размыкалась и крутящий момент передавался только на заднюю ось. Подобные механизмы широко известны в наши дни, они получили наименование «дифференциал свободного хода» и используются на специально подготовленных внедорожниках вместо межосевых дифференциалов.
Данная схема межосевого привода получила дополнительно развитие и широко используется в наши дни, только вместо механизмов свободного хода в раздаточные коробки устанавливаются многодисковые муфты, автоматически управляемые электроникой. Эти муфты «нормально разомкнутые», то есть в обычном режиме крутящий момент распределяется только на одну ось, а при пробуксовке колес по команде управляющего устройства диски смыкаются и машина становится полноприводной. Используется на Ниссан Пасфаиндер, Киа Сорренто и др.
«4. Постоянное дифференциальное соединение ведущих мостов через механизм межосевого дифференциала».
Эта схема также широко распространена в наши дни и в последующем получила название «дифференциальный межосевой привод», а в простонародье — «фул тайм» или постоянный полный привод.
5. Постоянное дифференциальное соединение ведущих мостов через межосевой дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся).
Эта схема соединения не выделена авторами в отдельный вид, просто отмечена как особенность конструкции. Но я считаю правильным вынести ее отдельным пунктом, поскольку в будущем эта схема получила широкое распространение и благополучно дожила до наших дней. Она применялась и применяется на Монтеро-спорт AWD, Ауди кватро, Прадо и многих других.
Как видно из изложенного, в дни написания данной научной работы схемы, предусматривающей дифференциальный межосевой привод с возможностью принудительного отключения одной из ведущих осей, не существовало.
Таким образом рождение первого супер селекта надо искать в конце 40-х начале 50-х годов прошлого века.
Глава VI. Советский фул тайм.
Большинство наших автолюбителей уверенно, что эра настоящих полноприводных внедорожников, имеющих дифференциальный межосевой привод, началась в СССР только в 1976 г. с выпуском ВАЗ 2121 «Нива». Это совсем не так.
Мало кому известно, что 18 декабря 1955 г. на Минском автомобильном заводе начался серийный выпуск грузового автомобиля-лесовоза МАЗ-501 с двумя ведущими осями
Это был тягач, предназначенный для вывозки бревен в сортаментах и леса в хлыстах длиной до 30 м с применением прицепа-роспуска и с полной грузоподъемностью автопоезда 15 т.
Заместитель главного конструктора завода Анатолий Христафорович Лефаров, известный советский конструктор полноприводных трансмиссий, разработал для этой машины систему постоянного полного привода, осуществляемого посредством раздаточной коробки с несимметричным межосевым дифференциалом. Имелся режим полной механической блокировки дифференциала и понижающая передача. Машина спокойно передвигалась на всех типах дорог и могла преодолевать снежную целину глубиной до 50 см.
А в 1957 г. для армии начал выпускаться МАЗ 502, который также как и МАЗ 501, имел постоянный полный привод с несимметричным межосевым дифференциалом, но на задней ведущей оси для улучшения проходимости двускатная ошиновка была заменена на односкатную. В некоторых моделях вместо дифференциалов малого трения в мостах были установлены механизмы свободного хода (т.н. дифференциалы свободного хода), которые в режиме движения на слабых грунтах связывали между собой полуоси, существенно повышая проходимость машины.
Но А.Х. Лефаров тоже не был мировым первопроходцем по выпуску грузовиков, имеющих постоянный полный привод.
Первый автомобиль, имеющий постоянный полный привод, сконструированный в России, был бронеавтомобиль «Чародей», построенный в количестве 30 штук по проекту штабс-капитана Виктора Поплавко в 1915 г.
Но полностью нашим его нельзя было назвать, поскольку при строительстве использовались шасси и трансмиссия американского автомобиля «Quad».
А сам «Quad» был выпущен в 1912 г. в г. Кеноша (США) под руководством Томаса Джефффери (Thomas B. Jeffery) на возглавляемой им фирме «Thomas B. Jeffery Company». Томас вместе со своими сыновьями Чарльзом и Гарольдом разработали оригинальную конструкцию грузового автомобиля с колесной формулой 4х4 для работы в тяжелых дорожных условиях и в 1912 г. начали ее серийный выпуск.
В трансмиссии машины были применены три (!!!) дифференциала, причем межосевой имел принудительную блокировку. Впервые в автомобилестроении использовались штампованные колеса (все остальные фирмы ставили допотопные спицевые). Карданные валы обоих ведущих мостов имели одинаковую длину, а перед колесными ступицами были установлены шестеренчатые редукторы. Благодаря такому техническому решению корпусы главных передач получились очень компактными и были смонтированы над балками мостов, в результате самой нижней точкой были балки, а не картеры главных передач, как у машин фирм-конкурентов. А ремонтопригодность узла была просто превосходная — все на виду.
Как известно, вероятность застревания внедорожника на слабом грунте существенно увеличивается во время поворота малого радиуса, когда каждое из колес начинает прокладывать свою колею. Quad был лишен этого недостатка, поскольку имел две управляемые оси: при повороте передних колес в одну сторону, задние поворачивали на тот же угол в другую. Таким образом, во время прохождения поворота задние колеса катились по колее, проложенной передними, то есть как и во время прямолинейного движения. Кроме этого, данное решение существенно улучшало поворотливость и маневренность машины. А с 1914 г. в передний и задний мосты Quad стали устанавливать самоблокирующиеся червячные дифференциалы.
А к 1916 г уже почти все крупные американские фирмы, выпускающие грузовики с колесной формулой 4х4 стали производить машины с постоянным полным приводом.
Вместо заключения или супер селект по французски.
Но самый удивительный супер селект придумали в конце 50-х годов инженеры французской фирмы Сироен. На одной маленькой, но очень шустрой машинке, были предусмотрены всего три режима движения, но зато каких!
1. Машина приводилась в движение колесами задней оси.
2. Машина приводилась в движение колесами передней оси.
3. Машина приводилась в движение колесами обеих осей при отсутствии межосевого дифференциала.
Но это совсем другая история и она уже написана.
Лев Тюрин
Новогорск июль 2009
Подробнее на форуме в теме системы полного привода на авто
