Давайте посмотрим на колесо, как на абсолютный круг, который соприкасается с поверхностью лишь в одной точке (хотя все-таки обычно рассматривается понятие – пятно контакта, которое состоит из множества точек). Тогда точка в центре – это пятно контакта собственно колеса с поверхностью дороги. Сама окружность представляется пределом сцепных возможностей шин. Еще есть три вектора. Сила, которая действует на колесо в продольном направлении, то есть сила, которая передается от двигателя к колесу (вектор А). Разумеется, если показатель данной силы (вектор А) будет больше максимальных сцепных возможностей, то возникнет такое явление, как пробуксовка. Следующая сила – центробежная, и вектор силы, действующий в поперечном направлении, который возникает при прохождении автомобилем поворотов (вектор В). Разумеется, если центробежная сила будет находиться за пределами сцепных свойств, возникнет такое неприятное явление как занос (снос). Ну и третья сила - это сумма векторов (вектор С). Если же данная сила окажется за пределами сцепных свойств, то это также повлечет за собой неприятности – произойдет потеря контакта колеса с дорогой.
Поэтому для безопасной и комфортной езды необходимо уметь распределять вращающий момент между колесами. На колесо должно быть направлено такое количество вращающего момента, которое оно может реализовать, в зависимости от сцепления с поверхностью дороги.
А если внимательно рассмотреть процесс прохождения поворота, то видно, что каждое колесо едет по своему собственному радиусу, и, значит, путь они проходят тоже разный.
Проходимость авто бывает двух типов: геометрическая и, собственно, трансмиссионная. Разумеется, именно трансмиссионная проходимость автомобиля – это возможность оптимального управления распределением вращающего момента, основная функция которого - максимальная нагрузка именно на колеса, которые имеют надежное сцепление с дорогой. Что касается геометрической проходимости, то она представляет собой сумму особо значимых составляющих: клиренса, длины свесов (передний и задний), длины базы авто, подвесочного хода. И, разумеется, именно уровень геометрической проходимости увеличивает вероятность комфортного вождения авто при преодолении сложных препятствий.
Теперь рассмотрим, зачем нужна блокировка колеса на ступицы и подробнее опишем типы блокировки, рассмотрим особенности и принципы ее работы.
Представим себе картину буксующего автомобиля: колеса крутятся, причем одно, в подвешенном состоянии, просто поднимает столб грязи, пыли или брызги грязной воды, мотор натужно ревет, водитель ругается и психует, и что в таком случае самый простой выход? – нужна блокировка колеса, причем именного того, которое пробуксовывает, при передаче максимального количества вращающего момента на колеса, имеющие прочный контакт с поверхностью.
Первый тип – жесткая блокировка. В действие приводится кнопкой или рычагом. Обычно ее включают в двух случаях: первый – авто стоит, второй – автомобиль едет прямо и ни одним колесом не буксует (вращение всех колес происходит с одинаковой скоростью). Такая блокировка колеса устанавливается в центральный или межколесный дифференциал. Происходит полная блокировка работы устройства. Такой тип, по мнению специалистов, является оптимальным для авто класса внедорожников. Сам способ активации блокировки также различен. Наиболее примитивный – ручной, при помощи рычага – просто и эффективно. Разумеется, на автомобилях современного типа используют способы дистанционного блокирования. Приводы, в свою очередь, бывают трех видов: электрические, гидравлические, пневматические. Наименее надежен электропривод (провода, которые подводятся к раздаткам и мостам, можно легко повредить, а на не новой машине они сами могут отгнить или окислиться контакты). Хотя по пользовательским качествам разницы между приводами нет.
Второй тип – это дифференциал повышенного трения. Данный механизм просто не позволит колесу бестолково стоять на месте, в то время как другое свободно вращается. Но при диагональном вывешивании такая блокировка просто бессильна, именно по этой причине ее чаще используют в межколесных дифференциалах заднего моста, а не в центральных.
Необходимо помнить, что массово такие дифференциалы имеют пару весомых недостатков: срабатывание происходит только под нагрузкой, необходимо определенное время для срабатывания.
Третий тип – это электронные имитации блокировок. Принцип действия современных противобуксовочных систем состоит в следующем: если одно из колес ведущей оси начинает пробуксовывать, то нужно его притормозить (хоть при помощи ручного тормоза) зато на второе колесо попадает часть вращающего момента. Да, принцип понятен, однако в современных авто имитационная блокировка колеса на ступицы работает тоньше и аккуратнее. Притормаживание передается не на все колеса, а только на буксующие. Работоспособность данной системы опирается на показания антиблокировочной системы тормозов (ABS). Эти датчики в состоянии фиксировать, кроме факта блокировки колес, еще и моменты пробуксовки колес. После эти данные обрабатываются центральным блоком, а уже на основе обработанных данных отдаются команды рабочему тормозу, который, в свою очередь, колодками производит торможение буксующих колес, а в это время остальные колеса продолжают вращаться.
Разумеется, с точки зрения пользователя такая система очень удобна. Водителю ничего не нужно включать, система все сделает за него, авто прекрасно поворачивается даже в случае блокировки, в отличие от жесткой блокировки мостов. Данная конструкция также сравнительно недорогостояща. И еще один немаловажный плюс: в данной схеме все дифференциалы блокируемы, в других схемах это происходит достаточно нечасто.
Давайте немного сравним КПД блокировок. При жестком блоке вращающий момент равен 50% (50 х 50 на каждое колесо). Электронные системы позволяют отправить от 70 до 100% вращающего момента целиком на одно колесо (которое имеет нормальное сцепление с поверхностью дороги), разумеется, если полностью остановить другое (то, которое подвержено пробуксовке). Но, понятно, что ни одна система не может не иметь недостатков. Первый и достаточно неприятный – если длительное время двигаться по пересеченной местности, происходит перегрев тормозов. Второй - тормозные колодки и тормозные диски приходится менять чаще.
И еще одно: автомобиль такого типа имеет некоторые особенности при вождении. При подтормаживании только буксующего колеса, чтобы продолжать движение, необходимо давить на газ. Ну и кроме того, любая электроника может подтормаживать (запаздывать, и тогда автомобиль, что называется, «закапывается») или выдавать ошибочные результаты.
