Колёсная формула транспортного средства: полный привод и количество осей. Что такое колёсная формула?

В продолжении темы про полный привод - использование универсального обозначения для быстрого обозначения особенности ходовой части. Это так называемая колёсная или осевая формула, или условное обозначение общего числа колёс транспортного средства и числа ведущих колёс двумя числами с использованием данных, где: [общее число колёс] × [число ведущих колёс], при этом спаренные колёса на одной полуоси учитываются как одно колесо. Например, колёсная формула 4×2 означает, что автомобиль имеет 4 колёса, 2 из которых ведущие. Автомобиль, обладающий полным приводом, имеет колёсную формулу, где оба числа одинаковы - 4×4, 6×6, 8×8, 10×10 и т. д.). Для многоосных автомобилей в колёсной формуле иногда указывают количество управляемых колёс, способных к повороту, например, 8×8/2). В этом случае третья цифра отделяется косой чертой, хотя иногда и применяется [×], с получением итоговой формулы 4х4х4, где четыре колеса ТС имеют полный привод и полноуправляемую систему поворота колёсами.

В том случае, если третья цифра 2 или 1 отделена от второй цифры точкой, то она указывает на тип ошиновки ведущей оси. Если используется цифра 2, значит ведущая задняя ось (оси, тележка) имеет двухскатную ошиновку, а цифра 1 указывает, что все колеса односкатные, таким образом, для двухосных грузовых автомобилей и автобусов применяются формулы 4х2.1. Использование в формуле колёс обозначения типа ошиновки, используется в основном на автомобилях производства Татра, например, 8х8.1, хотя не исключается и применение данной формулы у других производителей.  

Есть и экзотические осевые формулы, помимо колёсного монстра на 12 осях производства МАЗ-7907 24×24/16, есть еще уникальные, но применяемые массово и серийно, это одноосные тягачи 2х2, предназначенные для буксировки полуприцепных несамоходных машин или оборудования, а также трехопорные тяговые машины 3х3. При использовании автопоезда, когда полуприцеп входит в состав транспортной единицы как его неотъемлемая часть, оси полуприцепа могут входит в формулу, а когда оси полуприцепа имеют активный привод, то данный автопоезд с активным полуприцепом обязательности вносит количество осей и приводных колёс полуприцепа в общую формулу.  

Колёсная арифметика стандартизована, стандартом предусмотрены термины и понятия. Сегодня такая схема обозначения удобна, широко используется, и позволяет быстро понять, что за схема привода колёс используется на данном транспортном средстве. Помимо привода, важно понимать как устроена схема привода в совокупности с другим оборудованием и принципом реализации привода на колеса. Типичная трансмиссия современного автомобиля немыслима без дифференциала, позволяющего правому и левому ведущим колесам вращаться с разной скоростью, что совершенно необходимо для прохождения поворотов. Есть исключения, например в вездеходах и бронетехнике, как например несмотря на формуле колёс 8х8 схема привода использует всего один дифференциал. Но обычный симметричный дифференциал автомобиля и грузовика, разделяя крутящий момент поровну между полуосями, превращает колесную формулу в 4х1, стоит только одному из колес попасть на скользкую поверхность. Вот если бы создать на буксующем колесе сопротивление, притормозить его отдельно, тогда на второе колесо пойдет больший момент и оно, возможно, вытащит машину из беды. Но обычные тормоза действуют строго симметрично. Другое дело, если автомобиль оснащен электронной противобуксовочной системой с индивидуальными датчиками вращения колес и распределителем тормозного усилия. Умные тормоза способны «обмануть» простоватый дифференциал! Подобного эффекта можно добиться и механическими средствами, применив вместо обычного дифференциала так называемый кулачковый повышенного трения, который не допустит полной остановки одного из ведущих колес. Есть вариант попроще для конструкторов, но посложнее для водителей - обычный симметричный дифференциал. Его можно заблокировать принудительно. В соревновании механических и электронных устройств победа - за последними. Они надежнее, точнее и проще!

Массовые автомобили и грузовые транспортные средства чаще имеют задние ведущие колеса, поэтому первой получила распространение полноприводная схема с подключаемым передним мостом. Трансмиссия усложнялась вначале лишь ради повышения внедорожных качеств, поэтому о межосевом дифференциале еще не думали (в грязи и на снегу небольшая пробуксовка просто незаметна). В итоге родилась схема популярного до сих пор Уаза, которая массово применяется в армейской технике. И не надо думать, что она осталась лишь на «полуармейских» вездеходах. Так устроены, например, и вполне гражданские внедорожники и кроссоверы. Если автомобиль изначально проектировался как переднеприводный, то не исключен и вариант с подключаемым задним мостом: таков, например внедорожник ЛуАЗ.

С такой схемой привода вседорожника полный привод в раздаточной коробке можно подключить прямо на ходу, остальное сделают автоматические муфты на колесах. Конструкторы многих внедорожников обошлись вообще без обгонных муфт, отключая передние колеса "у основания" их приводов. В УАЗах еще остались муфты с ручным включением, требующие обязательной экипировки водителя болотными сапогами. Вообще говоря, эти муфты если и нужны, то лишь для автомобилей, проводящих большую часть жизни на шоссе: благодаря им приводы отключенных от двигателя (но не от дороги!) колес не вращаются зазря и, стало быть, не изнашиваются. Ну, и расход топлива чуть уменьшается. Кстати, авторы ЛуАЗа, предназначенного в первую очередь для сельской глубинки, создавая свой вездеход, никаких муфт не ставили, не забыв, однако, о колесных редукторах, увеличивающих дорожный просвет этого компактного, но высокопроходимого вездехода. Из-за отсутствия межосевого дифференциала включать такой полный привод стоит только на бездорожье, причем ненадолго, и двигаться не быстрее 60 км/ч. Компенсацией за неудобства владельцу служат лучшие внедорожные качества «проходимца».

Но помимо привода на четыре колеса, есть внедорожные транспортные средства и вездеходы, включая грузовые автомобили с колесной формулой 6х6 и 8х8, которые обладают завидной проходимостью, но - какой ценой и сложностью! Чтобы полностью реализовать возможности трансмиссии и нормально двигаться по дороге, трехосной машине нужны пять дифференциалов, и четырехосной уже шесть дифференциалов, желательно самоблокирующихся или хотя бы с принудительной блокировкой, а еще хорошо бы вовсе отключать пару мостов, когда они не нужны.

Для облегчения управления полным приводом в многоосных машинах используеться автоматическое управление трансмиссией (ADM - Automatic Drive-train Management), разработанное в технологическом центре фирмы «Штайр», что сделало прорыв на рынке тяжелых внедорожников. Автоматика не только включает при необходимости передний мост, но и блокирует межосевой и все межколесные дифференциалы. Причем делает это не по жесткой программе, последовательно вводя все больше блокировок, а по командам компьютера, получающего информацию о пробуксовке каждого колеса. При этом учитываются траектория движения автомобиля (едет ли он по прямой или поворачивает), необходимость резкого ускорения, если водитель нажал на газ до упора, коэффициент сцепления с дорогой каждой шины. Как только дорожные условия улучшаются, блокировки и полный привод «сами собой» отключаются. На испытаниях вся система работала настолько хорошо, как будто за рулем сидел ас триала! А ведь на самом деле у водителя не было ни одного дополнительного рычага или кнопочки. В сочетании с автоматической коробкой передач шоферу остаются только две педали да баранка. А с ними справится даже новичок, что особенно важно для армии и служб спасения.

Итак, автоматика и электроника постепенно вытесняют из автомобиля не только педали и рычаг коробки передач, но и дополнительные органы управления сложной полноприводной трансмиссией.