О  внедорожниках 

Главная

В Австро-Венгрии в 1903 году завод Austro Daimler построил экспериментальный бронеавтомобиль с четырьмя ведущими колесами. Его сконструировал Пауль Даймлер, сын праотца автомобилей Готлиба Даймлера. Подробности устройства этой машины до нас не дошли. Но известно, что на маневрах 1905 года император Франц-Иосиф и его генералы дали машине отрицательную оценку и работа над ней была прекращена. Я не склонен видеть в престарелом австрийском монархе и его генералах законченных болванов. Они, в частности, первыми в мире начали моторизацию своей армии, и такие фирмы, как Austro Daimler, Skoda, Raba и Nesselsdorfer Wagonfabrik (ныне Tatra), получили заказы на грузовики и тягачи с четырьмя ведущими колесами. Броневики Austro Daimler вошли в историю как первые машины колесной формулы 4х4. Но скрытые недоработки, очевидно, стали причиной прекращения их доводки.
   Когда говорят о проходимости внедорожников, именно подлинных внедорожников, то под ней понимают не только обеспечение подвижности автомобиля в сложных условиях движения, но и способность производить полезную работу с наибольшей эффективностью.
    Очевидно, что тогда конструкторы еще не могли в комплексе удовлетворить все четыре группы требований к внедорожным машинам. Эти требования, возможно, некоторым читателям покажутся самоочевидными (но это так представляется сегодня, на основе уже известных нам знаний), а потому формальными. Но если всерьез рассуждать о конструкции внедорожников в историческом плане, без таких формулировок не обойтись.
    Итак, первое - геометрические требования, а именно: определенный дорожный просвет, одинаковая колея передних и задних колес, малые углы переднего и заднего свеса, небольшой радиус продольной проходимости, отсутствие "бульдозерного" эффекта от передней части машины. Эти параметры прежде всего важны при движении по пересеченной местности с твердым грунтом. Их создатели первых машин 4х4 видели главнейшими. Но существует и вторая группа требований, которую можно назвать опорно-сцепной. Речь идет об условиях работы на мягких грунтах - песчаном, снежном, болотистом. Тут важно обеспечить машине малое удельное давление на грунт (широкие колеса, небольшое давление в шинах), рациональное распределение веса по колесам. И еще: создание надежного сцепления колес (шин) с почвой. Узкие колеса, нередко со сплошными резиновыми шинами (не пневматическими!), да еще с примитивным рисунком прорезали почву, проваливались и бесцельно вращались. Кажется, и Spajker, и Austro Daimler стали жертвой неизученности взаимодействия "колесо - почва" в широком смысле этого понятия.
     Отрадно, что знания накапливались быстро, и к периоду с 1908 по 1914 год уже появились представления о том, как решать третью группу проблем. Следовало установить, сколь широк для избранных условий диапазон изменения тяговых усилий в коробке передач и раздатке - 5 или же 10 и более. Необходимо было определить величину тягового усилия (минимального и максимального), отнесенного к массе машины. Кроме того, требовалось выбрать инженерные решения, которые обеспечивали бы надежную передачу тягового усилия на слабых грунтах (червячные межколесные дифференциалы, межколесные блокируемые дифференциалы, обгонные муфты), а также решить вопрос о необходимости отключения одного из ведущих мостов.
    И, наконец, четвертая группа проблем, отчасти специфичных, но нуждавшихся в выработке подхода к ним: необходимость на машине лебедки для самовытаскивания, важность обеспечения машине плавучести, целесообразность во всех четырех не только ведущих, но и управляемых колесах.
     Инженеры-прикладники в Австро-Венгрии, Германии, Франции, России и США начали экспериментировать с машинами колесной формулы 4х4. Прежде всего с армейскими грузовиками и бронеавтомобилями. Легковые машины в первые 2-3 десятилетия XX века "жили" в условиях городских улиц и междугородных магистралей, в крайнем случае грунтовых дорог.
    Полноприводный автомобиль прежде всего нуждался в отработанном узле привода к передним колесам - ведущим и одновременно управляемым. А шарниры равных угловых скоростей еще не были изобретены. Много головоломок создал привод на все колеса. Первоначально он был постоянным, то есть неотключаемым для одной из пар колес. Отключать привод к передним колесам (ради снижения расхода горючего и уменьшения износа шарниров) додумались намного позже.
    В первое десятилетие XX века многие фирмы под покровом секретности создавали механизмы блокировки дифференциалов - от приводимых в действие водителем до автоматических. Например, их изготовили и испытали на опытных образцах своих внедорожников Daintier, Krupp, Skoda, Ehrhardt. Преуспели Daimler и Krupp, машины которых прошли испытания в 1908 году и стали прототипами тягачей KD-1 колесной формулы 4х4, производство которых началось в 1915 году для нужд армии.
    Машины KD-1 зарекомендовали себя наиболее удачными полноприводными тягачами в немецкой армии.
    Но вот беда - при постоянном приводе на все четыре колеса во время прохождения поворотов и перекатывания через препятствия передние и задние пары колес проходят пути разной длины. Следовательно, в трансмиссии возникают дополнительные деформации и напряжения. Результат - повышенный износ деталей и их поломки. Нужен был межосевой дифференциал. Но первые попытки его применения показали, что стоит одному из колес забуксовать, как в силу действия трех дифференциалов (двух межколесных и одного межосевого) автомобиль становился беспомощным. Стало очевидным, что нужен механизм блокировки межосевого дифференциала.
     Блокируемые дифференциалы стали находить применение начиная с 1912 года. Во Франции грузовики колесной формулы 4х4 были построены в это время сразу несколькими заводами, включая Renault, Chatillion-Panhard, Latil. Французское военное министерство в марте 1914 года организовало сравнительные испытания подобных автомобилей, в которых приняло участие 16 машин. Условия этих испытаний были весьма разносторонними. В частности, они требовали наличия на каждой машине устройств для блокировки дифференциалов, лебедки, колес одинакового диаметра, приспособления для быстрого закрепления на колесах цепей противоскольжения, двух буксирных крюков (спереди и сзади). Конструкция машин должна была обеспечивать углы въезда и съезда не менее 45°, а дорожный просвет - не менее 300 мм.
     Конкурсные испытания выявили, что заводы уже опробовали немало изобретений, включая блокируемые дифференциалы и другие устройства, повышающие проходимость.
    Между прочим, в американской глубинке бездорожья тоже было достаточно. И неудивительно, что с 1912 года две американские фирмы FWD и Nash начали выпускать грузовики с кабиной над двигателем, постоянным приводом на все четыре колеса, почти равной нагрузкой на каждую из осей, односкатными колесами, имевшими спереди и сзади одинаковую колею. Обе эти машины, грузоподъемностью около двух тонн каждая, совершили прорыв в конструкции внедорожников. Более того, у модели Quad, которую делал Nash по чертежам Гарольда Джеффери, все колеса были управляемыми! В январе 1914 года он получил американский патент № 1090082 на червячный самоблокирующий дифференциал, который с мая 1914 года стал устанавливаться в переднем и заднем ведущих мостах Nash-Quad (межосевой блокируемый дифференциал стоял в "раздатке" изначально). Машина получилась удачной, и американская армия приняла ее на ура. Уже в 1915 году фирма выпустила 7600 внедорожников с самоблокирующими межколесными дифференциалами.
    Что касается фирмы FWD (Four Wheels Drive - "Привод Четырех Колес"), то она взялась за выпуск грузовиков колесной формулы 4х4 в 1912 году. Управляемыми были только передние колеса, а межосевой дифференциал, размещенный в раздаточной коробке, блокировался вручную. И Nash-Quad, и FWD имели колесную базу (3150 мм), почти одинаковые рабочий объем двигателя (соответственно 5112 и 5208 см3) и мощность (65 и 58 л.с.). Иными словами, это был определенный шаг от таких мастодонтов, как KD-1, к легковым автомобилям повышенной проходимости.
    Машин Krupp Daimler KD-1 с 1915 по 1918 год было сделано 1159 штук. Они весили 11250 килограмм и опирались на колеса диаметром 1,13 метра. У этих колес сплошные резиновые шины занимали лишь треть ширины обода. По шоссе и твердому грунту KD-1 шел, опираясь на шины, а на слабом грунте колеса заглублялись в него и автомобиль двигался, опираясь уже на широкие обода. Таким образом, удельное давление машины на почву заметно снижалось. Кроме того, благодаря большим колесам дорожный просвет у этих тягачей составлял добрых 400 мм. KD-1 благодаря 100-сильному двигателю развивал скорость до 35 км/ч и мог буксировать 150-миллиметровые пушки на четырехколесных лафетах.
    Для рейхсвера в 1914 - 1918 годах целый ряд фирм выпускал полноприводные грузовики с двумя ведущими осями: Azet, Benz, Bothe, Bussing, Daimler, Deutz, Durkopp, Komnick, Krupp, Lanz, Podeus, Pohl, Horch, Eherhardt. В общей сложности они изготовили 2008 внедорожников - немного по сравнению с годовым производством одной только американской фирмы Nash. Но следует заметить, что все это множество фирм предлагало самые разнообразные конструкции и по существу опробовало почти все возможные инженерные решения для автомобилей этого типа.
     Особо надо сказать об австро-венгерских машинах. На заводе Skoda по проекту Фердинанда Порше (тогда он был техническим директором Austro Daimler - фирмы, которой принадлежала Skoda) в 1914 -1918 годах выпускались полноприводные тягачи (4х4) с 80-сильными двигателями, блокируемыми дифференциалами и лебедкой. Стальные колеса диаметром полтора (!) метра имели откидывающиеся на шарнирах шпоры для надежного сцепления со слабым грунтом. Конечно, поворот машины со столь большими и широкими колесами (как, впрочем, и KD-1) требовал огромного усилия на рулевом колесе, несмотря на большое передаточное число рулевого механизма. Эта Skoda развивала тяговое усилие до 25 тонн и применялась в австрийской, итальянской и чешской армиях как тягач 150-миллиметровых гаубиц и 305-миллиметровых мортир.
     В России петербургский завод "Лесснер" предложил летом 1909 года легковую машину колесной формулы 4х4. Все колеса также были управляемыми, а вращение на каждое колесо передавали две пары конических шестерен и вал, проходивший через пустотелый шкворень. Шестиместный автомобиль на пневматических шинах диаметром 930 мм имел очень приличный дорожный просвет (320 мм). "Лесснер" оснащался 45-сильным двигателем и весил 2700 кг. Он успешно прошел испытания пробегом в 1600 верст по бездорожью, но не заинтересовал Военное министерство тогдашней России.
     Осенью 1916 года по заказу Военного министерства была изготовлена партия из 30 броневиков на шасси полноприводных Nash-Ouad. Сделанные по проекту штабс-капитана Поплавко, они успешно сражались на Юго-Западном фронте.
     Как видим, практически все важнейшие технические решения для внедорожников к 1918 году были опробованы. К сожалению, излишняя секретность вокруг этих военных разработок помешала широкому обмену опытом, и в конце двадцатых годов заинтересованным заводам пришлось вновь делать очередной круг разведки инженерных возможностей. Они быстро отошли от полугусеничных и трехосных легковых автомобилей, ориентированных по-прежнему на военные нужды.
    Первый шаг в направлении создания легкового внедорожника сделали американские военные. Они начали "с чистого листа", взяв в 1922 году за основу шасси популярной модели Ford-T. Его снабдили дополнительной двухступенчатой коробкой передач, широкопрофильными шинами низкого давления и упрощенным четырехместным кузовом без дверей. Машина весила 630 кг и не имела привод на передние колеса.
    В Германии подобные модификации легковых моделей с кузовами без дверей (для облегчения высадки экипажа) назывались "кюбельвагенами". Все узлы сохранялись от серийного автомобиля -только колеса и шины с грунтозацепами были специальными. Привод на передние колеса и блокировка дифференциала отсутствовали. "Кюбельвагены" начали делать с 1928 - 1929 годов фирмы Adier, BMW, Hanomag, Dixi, Mercedes-Benz. Они позволили определить дальнейшие пути развития командирских (штабных) автомобилей колесной формулы 4х4.
    Таким образом, к середине 30-х годов были созданы все предпосылки для появления легковых внедорожных автомобилей, известных впоследствии как джипы. Но их назначение с развитием моторизации армий оставалось чисто военным. "Гражданские" джипы вышли на сцену только после окончания Второй мировой войны.

4х4 Club   5  2000