Вот только непонятно где.
В этой теме не будет абсолютно ничего нового, интересного или занимательного.
(Точно так же как и в других темах данного раздела.)
Это краткие выборки хаотично перетащенные из других тем, для создания некоторой общей картины, для тех "кому надо" ..
Логика штука безсистемная. Если что-то сломалось - надо сделать это крепче.
Тогда не сломается и наступит абсолютное хорошо.
Вы все это и без меня хорошо знаете, выковыривая в очередной раз обломки трансмисии из своего понурого детища.
От какого уазика и какой мост надо... и главное как .. и почему. И какой сплав для полуосей лучше, и ....
Это значит вы успешно прошли. На очередной круг.
(Главное правило круга - не рассказывать о круге. (с) ы! )
Задачей каждого подобного процесса, не забываем, является всего одна штука - созидание памятника собственным заблуждениям.
Суть в ПРИНЦИПЕ построения трансмисии для адаптации оной к переменным нагрузкам. Убрать жесткую связь колес и двигателя.
В условиях импульсных нагрузок превышающих средние на порядки, долго живет только то, что может упруго деформироватся.
Чем прочней и жестче мы сделаем машину тем больше возрастет масса и тем меньше будет деформация - следовательно выше нагрузки.
На первый взгляд это кажется абсурдным, однако стеклянный шар падая на пол разбивается, а резиновый мячик такой же массы остается целым.
Трансмисия довольно жесткая. Куда будет деваться энгергия когда мы разогнавшись ударимся колесом об камень ?
Пока величина силы не превышает предельной все хорошо, далее происходит механическое разрушение.
Если мы сделаем их прочней то проблема не решится. Просто мы отодвинем предел.
Сила сцепления колес с дорогой, вес, приходящийся на них и путь, одновременно проходимый ими за единицу времени, а также плотность грунта под ними ежесекундно меняются. Соответственно, меняются коэффициенты сцепления колес с дорогой и величины их радиусов качения. Это вызывает перераспределение величин окружных сил приложенных к пятну контакта колес с дорогой и крутящих моментов, подведенных от раздаточной коробки через трансмиссию к корпусам межколесных дифференциалов. Величины то возрастают, то падают до нуля.
При движении машины по рельефной поверхности характер динамических нагрузок в значительной мере усложняется, когда на полученных зависимостях наблюдается периодичность процессов или происходит наложение частот колебаний возмущающего воздействия и при движении колебания крутящего момента носят случайный характер.
Кроме того, когда машина отклоняется от прямолинейного движения, скорость вращения передних колес (относительно задних) увеличивается.
В результате этого величина крутящего момента, распределяемого к передней оси, резко уменьшается и при малом радиусе поворота момент может даже принять обратные значения.
Для нас самое важное, что пиковая составляющая силы значительно привышает средние значения.
Увеличение размера колес ведет к увеличению массы, причем быстрее, чем растет опора.
Снижается соотношение масса машины-полезная грузоподьемность.
Падает проходимость по грунтам где важно давление и полная масса..
(Начинают увеличиваться нагрузки, вес мостов, раздаток, самих колес, мотор хочется помощнее и пр..
Итог - машина нелинейно масштабируется.)
Приходится идти на кардинальное увеличение сложности трансмиссии, делать 3, 4 (и больше) осей.
У многоосных схем свой пакет достоинств и недостатков, но фсе так же упирается в удельный вес материалов и соотношение вес-прочность.
Либо грузоподьемность стремится к нулю, либо ресурс на 50 км.
Чем больше опора тем меньше сопротивление движению, так как меньше глубина колеи.
Зависимость размер колеса-опора нелинейная, поскольку увеличение колеса тянет за собой непропорциональное увеличение веса трансмисии и пр.
(При некотором сочетании становится выгоднее поставить несколько мелких колес в ряд чем городить четыре двухметровых.)
Если бы все было так просто сложные по конструкции многоосные схемы вообще бы не появились, знай себе колесо увеличивай.
(многоосность упирается в циркуляцию мощности, с блокировками нагрузки прыгают непропорцинально и пр.)
Конкретный вопрос стоит так - как снизить давление на грунт при конкретных сочетаниях вес машины\грузоподьемность.
(Понижение давления есть прямой путь к увеличению проходимости и тяговых способностей.)
При увеличении размера колеса - растет проходимость там, где реально докопаться до твердого и нужна геометрия, клиренс, возможность переехать бревно и пр.
Увеличение размера колес ведет к увеличению массы = снижается соотношение масса машины-полезная грузоподьемность.
Перефразируя
У большого колеса - всего одно преимущество, геометрическая проходимость.
Дальше чем больше пытаемся увеличить тем хуже удельные парамеры опора\грузоподьемность.
Ну никто не смог сделать машину с приличной уделкой весом больше тонны на 4-х колесах и грузоподьемностью выше 500кг.
Все упирается в удельный вес материалов и соотношение вес-прочность.
Либо грузоподьемность стремится к нулю, либо ресурс на 50 км.
Помимо этого есть масса других параметров, но согласись, что в 80% случаев застревание происходит по причине погружения машины в грунт.
Зимой, если снега не много (не мешает сильно) а морозы подержались, на стандартной ниве можно ездить практически везде, (кроме чисто геометрических препятствий конечно), тупо потому, что не проваливаешься.
Понижение давления есть прямой путь к увеличению проходимости и тяговых способностей.
Рассимотрим практическую ситуацию.
Крутая горка с большими камнями и ямой посередине, мы пытаемся залететь туда с газом.
Машина подпрыгивает, сцепление колес постоянно меняется, вполне реальна ситуация, когда весь вес нагрузит одно заднее колесо находящееся в хорошем зацеплении с камнем,
особенно если приземлится на него рывком..
Если в этот момент двигатель выдает свой положенный момент (тапкавпол) возможны следующие варианты
1. Колесо все же пробуксует.
2. Зацепление окажется достаточным для возникновения сил достаточных для поломки полуоси или редуктора.
Далее возможны ньюансы.
2.1 Срежет штифт.
2.2 Пробуксует муфта.
2.3 Срежет полуось.
Понятное дело, что приятнее всего, когда прочность трансмисии превышает реализуемую тягу, что позволяет без проблем газовать на одном колесе..
Но к сожалению погоня за скоростью и проходимостью в классических схемах всегда приводит к конструкциям работающим на грани фола.
Повышение прочности равно как и умению пилотирования на мой взгляд не отменяет устройства повышающие надежность.
Никого не смущают предохранители в электротехнике, хотя "самая лучшая защита от перегрузок и поломок-голова" не пихающая в одну бытовую розетку 30квт.
Тем не менее случаи бывают разные.
Хочется быть увереным, что сколько я не воткну в розетку - провода на задымятся )
По статике, весу и зацеплению тупи прикид - (ненаучный)
Сток 1200 с гп 500 кг - 1700 полная. на вли-10.
Чтобы поставить 31 и получить похожую нагрузку (хотя бы по статике) нужно скинуть кг 200, лучше 300.
Итого 1500 груженая.
Если считать, что минимум барахла и топлива + экипаж это 400 кг (запчасти там всякие, джеки, акумы и пр.. если особо не думать о весе меньше не выйдет) в лучшем случае, то чтобы боль менее поехать на 31 нужно 1100 сухой.. это на 100 кг меньше чем сток =)
Считая, лебедки, доп акумы, бампера и клетки для львов - кг 200 то полезная грузоподьемность = 0
Либо перегруз.. со всеми вытекающими..
Ее (полезную грузоподьемность) можно образовать по сути, только облегчив тачку на те самые 200кг относительно стока, и при этом не набрать их обратно прикручивая швеллера.
Чем больше колеса, выше скорость, больше сцепление, тем чаще приходится ездить на пределе прочности.
Когда "чуть-чуть" решает поедешь ли ты дальше, или полезешь крутить гаечки. (а запчасти кстати весят дофига)
При наличии мостов весом 70кг которые могли бы выдерживать 8000н проблема была бы не такой острой, хоть обгазуйся на этих 35.
Но поскольку сколково не занимается развитием нивоводства, деваться особо некуда - все колесное, что боль менее едет, делает это на грани прочности. (особенно в спорте)
И перспектив осязаемых тут нету. (уже много лет) .. и мы много это обсуждали.. со всех сторон.
+ я не верю в возможности человека контролировать ситуацию всегда и в любых условиях.
Чуть раньше или чуть позже, но ты всегда ошибешься )
Если можно соорудить умную технику снижающую человеческий фактор - почему бы это не сделать ?
Это даст дополнительныое резервирование, что неплохо.
Такая ситуация довольно однозначна. Лучше не проехать (лишний раз прицепить веревочку или подумать), чем сломаться.
Потери времени на ремонт несоизмеримо больше.
Тем более в спорте - сломался, считай проиграл.
Не надо видеть в этом панацею, которая заменит навыки вождения, оценки ситуации и принятия соответствующих решений.
Можно газовать сильнее и особо не бояться. Как раз то, что надо..
+ это потенциальная возможность проходить многие препятствия пользуясь инерцией.
Тапкувпол и полетел..
Соответственно реальное ограничение тяги начнется при вывешивании на одно-два колеса.. пропорционально )
Но в случае отсутствии муфты пресловутая тонна на одном колесе, гарантированно приведет к поломке.
И именно с блокировками муфта собенно полезна.
На яблоках.
Вот запись сил по осям с реальной машины переезжающей канаву.
Надо заметить без крика "яхуууу" с полным газом и на скорости 40кмч ..
Даже при равномерном движении заметен крайне неравномерный характер приложения нагрузок, с кратковременным всплесками значений превышающие средние в неск раз..
На картинке один мост в пике реализует 200н а второй, в этот же момент, тормозит с силой 100н.
В то время как для движения машины вполне достаточно в среднем 50-80н.
Данные всплески есть следствие паразитной циркуляции мощности, перерапределения нагрузки по колесам и сцепления оных с грунтом.
Наличие этих составляющих приводят к поломке трансмисии.
Задача муфты - минимизировать эти явления.
Упрощенно.
При превышении значения Х валы теряют жесткую связь (диски пробуксовывают относительно друг друга)
Момент на полуоси ограничен колесом.
Я по прежнему продолжаю считать, что если за 150 км средненького бездорожья все разрывает и отваливается - это значит, что ресурса практически нет.
И так же продолжаю считать, что это полный фейл. )
Если нива на 35" будет иметь ресурс хотя бы тысячи 3 до серьезных ремонтов, а цена не прыгнет в 10 раз, то можно сказать, что в этом что-то есть. =)
Те можно рассуждать о боль менее достаточной надежности, если проедем 10 Ладог подряд только заливая бензин и меняя масло.
А пока я вижу, что мы продолжаем пихать переразмеренные колеса на редукторы от легковушек, долбица о грабли ожесточенно и радоваца тому, что оно вообще как то едет.
Считается за супер прогресс, что по сути новая тачка собранная вручную проехала 150 км без серьезных поломок в условиях целевого применения!
С поправкой, что мы намеренно не рвем машину и за рулем у нас крутые перцы вроде Дюка, которых 10 человек на всю страну.
Видимо мы чем то платим за такую низкую надежность? Но проходимость тоже не на высоте.
И полезная грузоподьемность стремится к нулю, машина везет саму себя .. и экипаж который переодически выбегает толкать )
Нагрузи тонну - ресурс и проходимость прыгнут в минус катастрофически.
Касательно заездов на короткие дистанции - это работает.. идеальный ресурс - это от стата до финиша - доехали - развалились.
Только, я акцентирую, это не прогресс - а масштабирование, пусть и нелинейное..
Даже много анализировать не надо, чтобы понять насколько все это иррационально, и данное решение не соответствует условиям которые мы определили как целевые.
Вопрос лежит в области какой кпд можно считать приемлимым ... иногда ведь и любой положительный неплохо )
Немного про расчет срабатывания муфты.
Как нам известно, полуось 22шлица ломается при нагрузке 3000н.
Стенд для измерения прочностных свойств приводных валов.
Ограничив нагрузку на нее в 2500н мы получим 300 кг тяги на 33" колесе..
В случае наличии блокировки - 300кг на оси.. (рассматриваем самый плохой вариант) в сумме 600..
Максимальный момент 127н двигатель ВАЗ-21213 развивает при 3200-3400 об/мин..
Значит на 1 передаче 3,67 и понижайке 3.0 с ГП 4.3 получим - 5900н..
Как видим, при блокировке всех дифференциалов и хорошем сцеплении единственного загруженого колеса, нажатие на газ с легкгостью ломает полуось..
Вопрос при каких условиях колесо может реализовать 700кг тяги - риторический )
Итого - в случае нормального зацепления всех колес мы можем развить на стандартных полуосях (с пониженой до 3.0 раздаткой) и 33" тягу - 750 кг..
Что в общем недурно..
В случае зацепления только одной оси (или колеса) - муфта ограничит тягу на ней до 300кг.. не давая развить опасные значения..
Как видим запаса прочности стандартной трансмисии боль менее хватает для уверенной езды на 33".
Забудем про передаточные числа и подумаем о том, какая тяга вообще может быть.
Ведь сила тяги не может быть выше силы сцепления колес с грунтом
На льду, например, сломать трансмисию невозможно.. хоть обгазуйся )
Коэффициент сцепления шины с асфальтом равен примерно 0,8 (больше не бывает, у остальных покрытий он хуже, в болоте так почти как на льду)
Вес груженой машины пусть 1700 кг.
При ровном распределении опоры на каждое колесо имеем по 425 кг.
425х0,8 = 340 .. это момент при котором колесо сорвется.. (статика !)
33" колесо имеет радиус грубо 40 см.
340х0.4 = 136кг\метр.. Это максимальный момент на полуоси.
Дальше колесо пробуксует.
140кг наша полуось выдерживает с двухкраным запасом, в чем же тогда подвох ?
В циркуляции моментов конечно =)
Представим, что мы включили блокировки и валим в горку по камням..
Вполне возможна ситуация, что масса по колесам перераспределится совершенно иначе .. передняя ось подпрыгнула, и масса автомобиля пришлась практически на одно заднее колесо, рывком загрузив его.. на нем в этом момент может отказаться 70% массы машины - 1200 кг..
1200х0.8 = 960кг
960х0.4 = 384кг\метр..
Прочности полуоси не хватит, чтобы сорвать колесо в букс..
Зачем нужна длинноходная подвеска, в чем плюс облегчения машины, чем вредны блокировки - предлагаю решить самостоятельно =)
Зы. Добавлю, что протектор боггера - аналог зубчатого зацепления. Коээфициент там может быть больше трения об асфальт )
Зы2.. Почему в моей машине не рвутся привода 22 шл..
Даже если я умудрюсь прыгнуть всем весом на одно колесо (это надо очень постараться) оно буксанет на -
700х0.8 = 560
560х0.4 = 224кг\метр..
При попытке увеличить тягу валы уже не выдержат.. но стоять на месте все же лучше чем сломаться )
Либо применять более прочные валы.
Либо уменьшать размер колес.
Либо облегчать машину.
Либо убирать блокировки.
Либо снижать сопротивление движению )
2 года (30-35тысяч км) настройку держал такую, затяжка гайки 25нм, после установки 35" подтянул до 27-28, что бы при езде в насколько это возможно крутую горку "не травила", проблем не было вообще, давил тапку в пол, ездил и был доволен, десятки покатушек, создалось впечатление, что привода вечные или предельно прочные.
неделю назад решил подтянуть до 30-33нм гайку, в первой же покатушке срезало привод, с дороги сьехал на километр, поменял, думал усталость, как ни как родной к машине, 10 лет и 135тысяч км! ну да ладно, покатушка, опять тоже самое Я в шоке! нагрузки как и в первый раз особой вроде не было, подзастрял, газ в пол и щелчек, лужа масла... тоесть за последнюю неделю сломал 2 привода, до этого 5 лет из которых 2 на 29", год на 33" и год на 35", ни одной детали! а тут 2 выезда и 2 шруса... вот тебе и 35" на бэдлоках, настройку сделал мягче
на деле в снегу, особенно ранне-весеннем, муфта часто и продолжительно срабатывает, было раз даже диски залипли, масла лишь чуть ниже уровня было, такое было только раз, регулировка была нормальная, просто снег совсем плохой был. в обычном снегу, с началы зимы, срабатывание муфты частое но без диких перегрузок с продолжительным проскальзыванием. это я все про тот случай когда не стоишь и буксуешь муфтой на месте и в то же время ещё не ломаешься, очень тонкая грань для 35" колеса. регулировку подыскивал экспериментально, так например ___затяжка гайки___ для 33" колес была нормальная ~22-25нм по динамометру (гайка смазана графиткой!), для 35" колес этого оказалось мало, в крутые подьемы и губоком снегу муфта порой глупо "травила", то есть сухой подьем, и вы щелк-щекл стоите на месте. для 35" оказалось приемлемым 27-28нм, можно ехать и проблем особых нет. 32-35нм, затяжка гайки, гарантированая поломка, 2 раза ломал привода за одну неделю и 2 покатушки.
То есть на деле что бы ехать(а не стоять и буксовать муфтой) и в то же время не ломаться, нужна точная регулировка, золотая середина. когда перетянул с ~27нм до ~32-35нм муфта то же срабатывала между прочим, я делал отметки на фланцах, отметки были смещены, газовал на асфальте, метки смещались, потом выезд в поле, 500м целика - поломка, замена шруса, 200км асфальта, через неделю выезд и на первом же перемете щекл, замена шруса и возвращение регулировки.
шрусы 22 шлица.
я это лишь к тому что срабатывание нифига не однократные на снежных покатушках, в грязи не так часто срабатывает, я бы даже сказал редко.
хотя если уменьшить размер колес до 31-33" то частота срабатывания меньше.