Колёсные шасси

[Toman]

Это стандартное оснащение любого ширпотребного американского кроссовера, по крайней мере лет 15 назад.

Да у любого кроссовера по определению в некотором смысле "подключаемый" полный привод (как правило, основной передний плюс подключаемый задний) - только  не в том смысле, как у настоящих внедорожников, т.е. не рассчитанный на длительную езду на полном приводе, и задействуемый обычно автоматически, а не вручную водителем. Недоприводные версии кроссоверов и кроссоверами-то называют только по недоразумению/привычке.

[Toman]

От пластиковых кузовов отказались полвека назад из-за соображений безопасности. Рамная конструкция утяжеляет автомобиль, что повышает расход топлива, и, следовательно, плохо влияет на экологию. Хотя у тяжёлых внедорожников имеется интегрированная рама.

Кажется, вы не поняли, о какой схеме я говорю. Это не плоская рама под днищем и стоящий на ней отдельный пластиковый (композитный) кузов, а несущий кузов, состоящий из пространственной рамы по всем контурам кузова, с закреплёнными на ней композитными панелями облицовки. С пассивной безопасностью у такой схемы всё в порядке, с весом тоже. Единственная причина, почему она не применяется в массовом производстве - что она дороже для массового производства, чем штамповка жестянки. Ну и опять же не гниёт так быстро - а во всё ещё держащейся концепции одноразового автомобиля производителю выгодно, чтоб он побыстрее гнил.

Это верно, поэтому для электромобилей концепция мотор-колесо является перспективной.

Собственно мотор-колесо как раз вряд ли. Это требует размещать в неподрессоренной области внутри колеса и электродвигатель, и редуктор, и фрикционные тормоза, которые никто не отменял. Это и компоновочно проблематично, и много весит, что ухудшает динамическое поведение автомобиля на неровностях дороги, особенно на большой скорости, и нагружает двигатель очень большими перегрузками. К электродвигателям, в т.ч. и управляемых колёс, нужно подводить силовые провода, некоторую кучку проводов управления/датчиков, а также шланги охлаждения электродвигателя. Всё это тоже непросто и снижает механическую живучесть автомобиля. Лучше всё это размещать в подрессоренном и защищённом месте внутри кузова.

[Владимир]

Единственная причина, почему она не применяется в массовом производстве - что она дороже для массового производства, чем штамповка жестянки.

Дороже в производстве — дороже для потребителя при прочих равных.

Ну и опять же не гниёт так быстро - а во всё ещё держащейся концепции одноразового автомобиля производителю выгодно, чтоб он побыстрее гнил.

Нормальные оцинкованные кузова не гниют, производители (не китайские, конечно) дают десятилетнюю гарантию от сквозной коррозии.

Собственно мотор-колесо как раз вряд ли. Это требует размещать в неподрессоренной области внутри колеса и электродвигатель, и редуктор, и фрикционные тормоза, которые никто не отменял. Это и компоновочно проблематично, и много весит, что ухудшает динамическое поведение автомобиля на неровностях дороги, особенно на большой скорости, и нагружает двигатель очень большими перегрузками.

При нынешнем уровне развития пока так.

К электродвигателям, в т.ч. и управляемых колёс, нужно подводить силовые провода, некоторую кучку проводов управления/датчиков, а также шланги охлаждения электродвигателя. Всё это тоже непросто и снижает механическую живучесть автомобиля. Лучше всё это размещать в подрессоренном и защищённом месте внутри кузова.

В Тесле это так и реализовано, на каждую ось свой двигатель.

[Toman]

Дороже в производстве — дороже для потребителя при прочих равных.

Нормальные оцинкованные кузова не гниют, производители (не китайские, конечно) дают десятилетнюю гарантию от сквозной коррозии.

Имхо, сейчас оно для потребителя дороже выходит в общей сумме. Ну, если каждые 10 лет кузову приходится капремонт делать - с заплатками, сваркой и всё такое. 10-летняя гарантия от сквозной коррозии - это как-то маловато вообще-то. Ну что такое 10 лет для нормального транспортного средства. Именно в том и штука, что если кузов гниёт пусть не за 10 лет, а за целых 12, а вслед за кузовом выкидываются все остальные детали, из которых большинство работоспособны, а многие вообще в отличном состоянии - это и экологически очень плохо, и затратно для потребителя. Легенды о том, что приличные иномарки не гниют - это лишь легенды. Ну полно можно увидеть и фоток, и вживую насквозь гнилых и крузаков, и геликов, и т.д. - причём часто не особо-то и старых. Наша солёная жижа ржавит что угодно, в любом покрытии дырочка найдётся, технологические отверстия и т.д. - и процесс пошёл.

При нынешнем уровне развития пока так.

Не думаю, что это когда-то изменится. Электродвигатель всегда будет либо тяжёлый, либо сверхскоростной и прецизионный на уровне высокоскоростной центрифуги, и ни тому, ни другому в колесе не место. И кучи проводов и шлангов никуда не денутся.

В Тесле это так и реализовано, на каждую ось свой двигатель.

На ось - это не очень здорово, потому как это означает, невозможность средствами привода давать несимметричную тягу, когда это надо ("имитация блокировки" или курсовая стабилизация и т.п.)

[Владимир]

Имхо, сейчас оно для потребителя дороже выходит в общей сумме. Ну, если каждые 10 лет кузову приходится капремонт делать - с заплатками, сваркой и всё такое. 10-летняя гарантия от сквозной коррозии - это как-то маловато вообще-то. Ну что такое 10 лет для нормального транспортного средства.

Понимаете ли, есть такая штука как мода Ну никому, кроме крайних нищебродов, не придёт в голову ходить в одних и тех же розовых трениках с начёсом джинсах всю жизнь.

Легенды о том, что приличные иномарки не гниют - это лишь легенды. Ну полно можно увидеть и фоток, и вживую насквозь гнилых и крузаков, и геликов, и т.д. - причём часто не особо-то и старых. Наша солёная жижа ржавит что угодно, в любом покрытии дырочка найдётся, технологические отверстия и т.д. - и процесс пошёл.

Так в России полно а/м после некачественного кузовного ремонта, там «солёная жижа» проедает насквозь кузова, хотя она не более солёная, чем в Канаде.

На ось - это не очень здорово, потому как это означает, невозможность средствами привода давать несимметричную тягу, когда это надо ("имитация блокировки" или курсовая стабилизация и т.п.)

Почему не очень здорово? Межосевой дифференциал "Torsen" как раз является оптимальным средством распределения крутящего момента между осями, и его очень легко сымитировать электронно при двух электродвигателях по каждому на ось.

[Toman]

Понимаете ли, есть такая штука как мода Ну никому, кроме крайних нищебродов, не придёт в голову ходить в одних и тех же розовых трениках с начёсом джинсах всю жизнь.

Не стоит преувеличивать значение и универсальность фактора сиюминутной моды. Даже среди тех, кого реально волнует внешний вид автомобиля или одежды, м.б. даже в ущерб удобству и функциональности, для очень многих индивидуальный вкус/предпочтения приоритетнее актуальной (фактически навязанной сверху!) моды, а часто и прямо противоречит этой моде. Для многих других приоритетнее удобство и привычка, а также время, силы и средства, вложеные в доработку автомобиля под свои нужды. И в среде владельцев внедорожников, используемых более-менее по назначению (а эта тема вообще-то касается именно внедорожников) именно факторы удобства, привычки и доработанности имеющегося автомобиля под себя однозначно стоят на первом месте, а сиюминутная навязанная сверху мода - где-то ниже плинтуса. Добавим к этому ещё то, что внедорожники стоят значительно дороже всяких  пузотёрок, в то время как доходы их владельцев не отличаются от доходов других автовладельцев, в общем и целом, а зачастую и ниже - и уже по этой причине стремления и просто возможности как можно чаще менять автомобиль вслед за модой у большинства из них нет. А есть, наоборот, стремление эксплуатировать имеющийся автомобиль как можно дольше. На это накладывается ещё такой фактор современного рынка легковых внедорожников, что буквально у всех производителей все модели с каждым новым поколением становятся всё хуже и хуже по крайней мере с точки зрения езды по бездорожью.

Так в России полно а/м после некачественного кузовного ремонта, там «солёная жижа» проедает насквозь кузова, хотя она не более солёная, чем в Канаде.

Как бы ЧТД. То есть, оказывается, чтобы "дешёвые для потребителя" жестяные кузова не гнили, нужно вначале купить дорогой (в несколько раз, почти на порядок дороже бюджетных) автомобиль от дорогого бренда, т.к. только у него хороший оцинкованный кузов, но потом ещё каждый год делать дорогущий качественный кузовной ремонт и подкраску/перекраску, потому как иначе магия оцинковки быстренько куда-то пропадёт от механических воздействий (а при езде по бездорожью такие воздействия будут происходить постоянно).

Почему не очень здорово? Межосевой дифференциал "Torsen" как раз является оптимальным средством распределения крутящего момента между осями, и его очень легко сымитировать электронно при двух электродвигателях по каждому на ось.

Во-первых, не является, т.к. имеет очень ограниченные возможности подавать момент тогда, когда одна из сторон дифференциала полностью или почти полностью разгружена, а также непредсказуемо и неуправляемо отклоняется от штатного распределения моментов также и тогда, когда ничего перераспределять не надо. Единственный плюс - что им не надо управлять, и он ну как-то более-менее не создаёт совсем уж чудовищных перегрузок трансмиссии и проскальзывания колёс, как жёсткие блокировки на твёрдом покрытии. А индивидуальный электропривод по возможностям лучше любых как дифференциалов повышенного трения, так и жёстких блокировок.
Во-вторых, собственно, что я хотел сказать в предыдущем посте - перераспределять момент нужно не только между осями, но и между колёсами каждой оси. А это лучше всего было бы сделать индивидуальным приводом колёс. Ну, "Теслы" вроде только чисто шоссейные машины, там оно не особо и надо вообще, только иногда коротко при каких-то нештатных поскальзываниях, это можно и тормозами - но на бездорожье такой вариант плохой, и съеденные за единицы километров "имитациями блокировок" колодки - это вовсе не вымыслы и страшилки, а реальность.

[Toman]

Кстати, колёсная формула 6х6 себя неплохо зарекомендовала. Французский «истребитель танков» АМХ-10RC

...Вот, кстати, возвращаясь ближе к сабжу - а именно корпусными и/или плавающим бронемашинам, автомобилям и вездеходам. Про их колёсные формулы и компоновку, расстановку осей по длине машин. Шасси вышеупомянутой бронемашины довольно необычно своей предельно малой базой - фактически, тут расстояния между 1 и 2 осями и между 2 и 3 то ли одинаковы, то ли очень близки, и практически минимальны относительно диаметра колёс. Если для четырёхосных шасси подобный принцип расстановки осей - все на минимально возможном расстоянии - применяется чаще, то для трёхосных это всё-таки довольно редкий вариант, т.к. означает чрезвычайно короткую общую базу.

Наиболее распространёнными вариантами расстановки осей для трёхосных шасси являются три:
1) предельно сближенные вторая и третья оси, как правило, не управляемые, и расположенная на большем расстоянии передняя управляемая ось;
2) расположенные на равных расстояниях три оси, при этом управляемыми могут быть первая и третья (симметричная схема) или первая и вторая;
3) относительно (как правило, не плотно, если только колёса не очень большие) сближенные первая и вторая управляемые оси и расположенная на чуть большем расстоянии третья ось.

Вариант 1 характерен для обычных трёхосных грузовиков, в т.ч. повышенной проходимости, и бронеавтомобилей или плавающих автомобилей на их основе. Также такой вариант получил огромную популярность в наше время для российских колёсных вездеходов - как единичных самодельных, так и серийных. Хотя по проходимости и живучести этот вариант, кажется, далеко не лучший.
Вариант 2 активно использовался в своё время, в частности, для неплавающих и плавающих автомобилей/шасси разработки ЗиЛ, при разработке которых в приоритет ставилась проходимость, встречается и на многих зарубежных образцах колёсной бронетехники.
Вариант 3, кажется, самый "модный" и популярный сейчас для трёхосной колёсной бронетехники и бронеавтомобилей, не базирующихся непосредственно на гражданских автомобилях. Также подобное расположение осей у трёхосной модели колёсных вездеходов "Русак".

Какие аргументы за и против этих вариантов?

[Владимир]

Во-первых, не является, т.к. имеет очень ограниченные возможности подавать момент тогда, когда одна из сторон дифференциала полностью или почти полностью разгружена, а также непредсказуемо и неуправляемо отклоняется от штатного распределения моментов также и тогда, когда ничего перераспределять не надо.

Вы когда-нибудь ездили на Audi quattro? Вот так работает дифференциал "Torsen"

[Toman]

Вы когда-нибудь ездили на Audi quattro? Вот так работает дифференциал "Torsen"

На видео какое-то очень относительное бездорожье - в основном ровная поверхность, посыпанная свежим снегом. Тут и свободного дифференциала без всякого повышенного трения достаточно для впечатляющих (по сравнению с неполным приводом) результатов. У всех колёс и так примерно одинаковая сила сцепления. Ну, кое-кто тут повышенное трение в межосевом дифференциале дать может - может позволить давать на ту ось, которая непосредственно утаптывает свежий снег, побольше момента, чем на ту, которая идёт по уже утоптанному. Хотя вряд ли именно тут это критично, но может быть критично, допустим, на подъёме или при более глубоком снеге. Или ещё межосевой/межколёсный дифференциал повышенного трения поможет, если на практически ровной дороге по одну из осей или одно из колёс соответственно попал грунт/снег/лёд раза в 2-3 более скользкий. Он позволит в таком случае совсем не снизить или снизить в меньшей степени тягу на другой оси/другом колесе, и обеспечить общую тягу раза этак в полтора больше, чем при свободном дифференциале.

Но на настоящем бездорожье проблема в том, что там рано или поздно сцепление одного из колёс (но обычно, в случае машины 4x4, сразу двух, расположенных по диагонали) упадёт не в 2-3 раза, а в 20 или вообще до нуля. И тут увеличение тяги в полтора или даже два раза от нуля или, допустим, величины порядка 10 кгс всё равно не поможет машине выехать. Частично эту проблему пытаются решать пружинным поджатием таких дифференциалов, чтобы создавать некое трение даже при нулевом моменте на одном из выходов. Но это слабое решение, т.к. для выезда из ям и прочего рельефа обычно требуется не какая-то минимальная, а очень серьёзная тяга. А такое трение поджатием в дифференциале делать нельзя, т.к. это будет серьёзно портить управляемость на шоссе, а на скользкой дороге просто срывать сцепление и грозить заносом или сносом на ровном месте (скажем, на льду это бы ничем не отличалось от езды на жёстко заблокированном дифференциале или жёстко подключенном полном приводе).

[Toman]

Вот, например, трёхосная колёсная бронемашина FNSS Pars III 6x6. Почти симметричная схема, но средняя ось всё-таки немножко смещена вперёд.

[Toman]

Вот нарисовал для удобства такую схемку с вариантами расстановки осей у неких абстрактных трёх- и четырёхосных вездеходов/автомобилей/колёсной техники. (Правда, существуют ли транспортные средства с компоновкой типа 2, не уверен - но мало ли...)

Какие у каких вариантов будут преимущества на бездорожье, какие у каких на шоссе?

[Владимир]

Из картинки непонятно, чем рис. 2 отличается от рис. 3, к примеру. В первом случае управляемая первая пара, а во втором — первая и третья?

[Toman]

Из картинки непонятно, чем рис. 2 отличается от рис. 3, к примеру. В первом случае управляемая первая пара, а во втором — первая и третья?

Вообще говоря, они различаются тупо расстояниями между соседними осями. Расстановка среди них управляемых теоретически может быть любая, разве что две неуправляемые оси обычно делают только когда они максимально сближены. При этом симметричная схема управления плоха как с точки зрения курсовой устойчивости на больших скоростях, так и с точки зрения проблематичности манёвров типа параллельной парковки и т.п. И любая из схем в принципе может иметь все управляеиые оси и варьируемые режимы поворота.

[Владимир]

Вообще говоря, они различаются тупо расстояниями между соседними осями.

Тогда можно предложить стопиццот вариантов, только зачем? Недаром в колёсной формуле ТС учитывается только общее число колёс и число ведущих колёс.

[Toman]

Тогда можно предложить стопиццот вариантов, только зачем? Недаром в колёсной формуле ТС учитывается только общее число колёс и число ведущих колёс.

От расположения осей существенно зависит прохождение всяких неровностей и препятствий - валов, рвов и т.п. Допустим, длинный межколёсный промежуток, особенно если он в районе центра тяжести машины, способствует посадке на брюхо при прохождении вала или другого резкого выпуклого перегиба рельефа. Примерно из этих соображений, видимо, выбиралась схема 3 или 8 соотв. для трёх- и четырёхосных шасси СКБ ЗиЛ Виталия Грачева: такие машины проходят выпуклый перегиб на средней оси или на сближенных средних осях.
Но если проходить ров, трёхосная машина может, если центр тяжести окажется хоть чуть впереди средней оси, ухнуть в ров передом - и при наличии даже минимального переднего свеса уткнуться в стенку и застрять, даже если приходящийся на вставшую в ров переднюю ось невелик. Тогда как четырёхосная, если центр тяжести не выходит вперёд от второй оси, переезжает ров шириной чуть более расстояния между первыми двумя осями, не сваливаясь полностью в него носом (а только немножко кивая на рессорном подвешивании и шинах из-за перераспределения веса).
Перенос средней оси вперёд - по схемам 4-5, с соблюдением необходимого положения центра масс, может быть способом придать трёхосной машине близкие к четырёхосникам способности к преодолению рвов, ям и т.п. - правда, только при движении передним ходом. А также, скажем, в случае с колёсными вездеходами "Русак", это также удобно с точки зрения унификации с базовой четырёхосной моделью - передняя часть машины практически ничем не отличается, а только задняя укорочена на одну ось (ну и соотв. отличается набор раздаточных коробок, установленных внутри). Аналогичным образом был какой-то прецедент разработки трёхосного шасси БАЗ путём укорочения четырёхосного (уже из тех, что со сближенными крайними осями), не помню конкретных моделей.