Реинкарнация ДИФ-4 (только проект).

[val_001]

Еще совсем недавно вспыхнул и столь же быстро пошел на спад интерес к бортповоротному колесному вездеходу ДИФ-4. Начали выдвигаться версии об органических недостатках дифференциального поворота, сложности реализации аналогичного аппарата.
Но так ли уж все трагично? Да, безусловно, есть определенные конструктивные просчеты. Безусловно, сам узел дифференциального поворота очень непрост в изготовлении. Но разве может сразу и с «нуля» получиться такой вездеход? Наверно, нет. И уж тем более не стоит бросать такую наработку. Потенциал в ней огромен. И прежде всего, он в простоте трансмиссии и самой схеме поворота.
Предлагаю вариант существенно более простой в реализации, наверняка более надежный и, главное, рассчитанный.
Трансмиссия вездехода рассчитана на базе узлов автомобилей ВАЗ-21083 и ГАЗ-3309 и ГАЗ-66.

Во избежание лишних вопросов по поводу расчета трансмиссии на основе крутящих моментов настоятельно рекомендую хотя бы бегло ознакомиться со статьями с моего сайта
http://off-roader.ru/
http://off-roader.ru/publ/

Не буду отвечать на вопросы, связанные с элементарными знаниями относительно работы элементов трансмиссии, на вопросы лиц, которые допускали в мой адрес оскорбительные и неконструктивные высказывания, на флуд.
Полностью исключаются ответы на вопросы касательно преимуществ и недостатков дифференциального, фрикционного и прочих поворотов. Для этого есть огромное количество других веток.

Согласно заводской документации 33098 – 39 02010 РЭ (руководство по эксплуатации,
http://www.docme.ru/doc/352594/a-m-gaz- ... yamz-5344)
двигатель ММЗ Д245.7Е3(4) автомобиля ГАЗ-3309 развивает максимальный крутящий момент 417 НМ при частоте вращения коленчатого вала 1300 - 1600 об/мин.
Передаточное число коробки переключения передач автомобиля ГАЗ-3309 на первой передаче составляет 6,555.
Передаточное число главной передачи (ГП) заднего моста автомобиля ГАЗ-3309 составляет 4,556.
Несложные расчеты показывают, что максимальный крутящий момент на входе ГП ГАЗ-3309 составит
417 Нм х 6,555 = 2733 Нм
Максимальный крутящий момент на выходе ГП ГАЗ-3309 составит
2733 Нм х 4,556 = 12452 Нм.

В качестве двигательной установки выбираем ВАЗ-21083 с родной коробкой переключения передач (КПП) и передаточным числом ГП КПП ВАЗ-21083, равным 3,7.
Максимальный крутящий момент двигателя ВАЗ-21083 составляет 106,4 Нм.
Передаточное число (ПЧ) КПП ВАЗ-21083 на первой передаче составляет 3,636.
С учетом величины ПЧ ГП КПП ВАЗ-21083 максимальный крутящий момент на выходе ГП КПП ВАЗ-21083 может составить
106,4 Нм х 3,636 х 3,7 = 1431 Нм.

Вот тут наступает первый момент принятия компромиссного решения. Дифференциал на выходе КПП ВАЗ-21083 нам не нужен. Его необходимо отключить.
Сделать это можно тремя способами.
1. Заварить дифференциал. Способ проверенный, но на самом деле очень плохой. Шлицы полуоси ВАЗ-21083, которую мы будем использовать для передачи крутящего момента дальше будут испытывать двукратную перегрузку по сравнению со штатным режимом работы, поскольку в штатном режиме крутящий момент на выходе КПП распределяется на две полуоси. Решайте сами.
2. Можно организовать передачу с обеих полуосей КПП ВАЗ-21083 на общий вал снаружи КПП посредством цепного привода. Этот вариант хорош тем, что нет никакого вмешательства в КПП ВАЗ-21083. Но этот способ уже требует применение станочного оборудования.
3. Заменить дифференциал КПП ВАЗ-21083 на моновал, который можно приобрести у «Юрича»
http://lunohoda.net/forum/viewtopic.php?f=331&t=13173
Быть может, этот вариант может показаться не очень бюджетным, если вездеход собирается из старых запчастей, но это самый добротный вариант. На общем фоне затрат на строительство вездехода цена окажется очень даже нормальной.
Каждый решает сам, какой вариант ему подходит. Я лишь изложил возможные пути решения проблемы.

Для увеличения общего числа передач и выравнивания крутящих моментов предлагаю между двигательной установкой (ДВС + КПП + ГП) ВАЗ-21083 и ГП ГАЗ-3309 установить раздаточную коробку РК ГАЗ-66. Эта РК рассчитана по входу на максимальный крутящий момент 1900 Нм. С учетом величины ПЧ РК ГАЗ-66 для нашей схемы трансмиссии максимальный крутящий момент на входе РК ГАЗ-66 составит
1431 Нм х 1,982 = 2836 Нм
Вполне соответствует максимальному крутящему моменту на входе ГП ГАЗ-3309.
В результате получаем следующую схему трансмиссии.

027.jpg

Минимальная скорость вездехода для особо тяжелого бездорожья должна быть не более 1 км/час при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1000 об/мин. Считаем для такой скорости число оборотов на выходе ГП ГАЗ-3309.
1000 об/мин / 3,636 (1 ПЧ КПП ВАЗ) / 3,7 (ПЧ ГП ВАЗ) / 1,982 (ПЧ РК) / 4,556 (ПЧ ГП ГАЗ) = 8,23 об/мин.
Диаметр колеса в нашей схеме трансмиссии 1300 мм = 1,3 м.
1 км/час = 16,7 м/мин.
Длина окружности колеса составит
1,3 м х 3,14 = 4,08 м.
За минуту при скорости 1 км/час колесо совершит
16,7 м/мин / 4,08 = 4,09 оборота.
Но число оборотов на выходе ГП ГАЗ-3309 при 1000 об/мин двигателя составляет 8,23 об/мин.
Следовательно, между ГП ГАЗ-3309 и колесами необходимо установить бортовые редукторы (БР) с передаточным числом
8,23 / 4,09 = 1,68.

Не буду отходить далеко от логики построения трансмиссии вездехода ДИФ-4 и предложу в качестве бортового редуктора цепной редуктор. Число зубьев малой звездочки лучше брать не менее 15. Тогда число зубьев звездочек на колесах составит 25. Вполне бюджетно с учетом геометрического увеличения стоимости звездочек с числом зубьев. Вес редуктора заднего моста ГАЗ-3309 составляет 69,5 кг. С учетом разности в полных массах вездехода и автомобиля ГАЗ-3309 следует предположить, что одного тормозного узла ГАЗ-3309 на один борт вполне хватит для уверенного поворота. Цепи, естественно, лучше разместить внутри корпуса вездехода. Нет особого смысла применять при такой компоновки бортовые редукторы других типов, поскольку все равно надо раздать крутящие моменты по колесам, что очень удобно делать при помощи цепей.

Считаем максимальную тягу вездехода.
106,4 Нм х 3,636 (1 ПЧ КПП ВАЗ) х 3,7 (ПЧ ГП ВАЗ) х 1,982 (ПЧ РК) х 4,556 (ПЧ ГП ГАЗ) х 1,68 (ПЧ БР) / 0,65 (радиус колеса) / 9,8 = 3409 кгс
Это намного больше полной массы вездехода, что обеспечит абсолютно уверенный дифференциальный поворот на асфальте на горизонтальной поверхности с полной блокировкой стороны как минимум на первой скорости.
Если возникнут сложности с расчетом цепного редуктора, то по заявке сделаю на этой ветке.

Максимальная скорость вездехода при частоте вращения коленчатого вала двигателя 5600 об/мин составит 51 км/час. Вполне неплохо.

В результате получили схему колесного вездехода, которая от схемы ДИФ-4 отличается расширенным набором скоростей, применением цепей только в бортовом редукторе и применением без переделок промышленно изготовленного редуктора моста автомобиля ГАЗ-3309 в качестве узла дифференциального поворота.

Предлагаю бесплатное теоретическое сопровождение проектирования и строительства одного вездехода по предлагаемой схеме при условии достаточно точного соответствия строящегося вездехода основным техническим характеристикам вездехода ДИФ-4 (в том числе масса, база, колея, диаметр и ширина колес).

[Дмитрий78]

Вес имеет значение. И компановка. Негде сидеть, некуда положить вещи.

[Hitek]

Бычковский задний мост посмотрите.
(Зил-5301)

[новичок]

Но этот способ уже требует применение станочного оборудования.

строительство Дифа само по себе требует много токарки. об этом говорил сам АГ

Минимальная скорость вездехода для особо тяжелого бездорожья должна быть не более 1 км/час при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1000 об/мин.

такие обороты почти соотв. холостому ходу бензинового двиг. и в случае небольшой нагрузки он просто заглохнет.

[val_001]

Вес имеет значение. И компановка. Негде сидеть, некуда положить вещи.

На то он и легкий вездеход. Пространство и грузоподьемность довольно сильно ограничены.

[val_001]

Произведем расчет цепи. В силу конструктивных свойств максимальный крутящий момент на полуоси моста может составить не более половины от максимального крутящего момента, развиваемого мостом, то есть не более 6226 Нм.

На вездеходе ДИФ-4 в бортовом редукторе применяется цепь 16В-1 с шагом 25,4 мм (http://lunohoda.net/forum/viewtopic.php ... 7&start=45). Посмотрим, можно ли такую цепь применить в нашей разработке? Считаем по методике, изложенной здесь:
http://off-roader.ru/publ/statja_5_osno ... ra/1-1-0-7
Для цепи с шагом 25,4 мм делительный диаметр звездочки с числом зубьев 15 составит:
D = t / sin (180 град /z) = 122 мм, где z – число зубьев звездочки, t – шаг цепи в мм.
Максимальная тяга на цепи составит
T = M / Rz = 6226 Нм / 0,061 = 102066 Н = 102 кН, где M – максимальный крутящиймомент на оси звездочки, Rz – радиус звездочки.
Однако, табличное значение разрушающей нагрузки для цепи 16В-1 составляет 60 кН.

Риторический вопрос: почему на репликациях ДИФ-4 подозрительно быстро растягиваются цепи бортового редуктора? Не буду даже предполагать, какая цепь стоит на бортовом редукторе Шерпа, где по сравнению с дифференциалом ГП ГАЗ-71 может создать бортовой момент ровно в 2 раза больше.

Нам такая цепь не подходит категорически. Для цепи 20А-1 (ПР-31,75) разрушающая нагрузка (табличное значение) составляет 88,5 кН. Для цепи 20А-1 делительный диаметр звездочки с числом зубьев 15 будет 152,7 мм. Максимальная тяга будет равна 81.9 кН, что меньше значения разрушающей нагрузки для цепи 20А-1. Максимальное число оборотов меньшей звездочки будет около 420 об/мин, что намного меньше допустимого значения для данного типа цепи.

Выбираем для бортового редуктора цепь 20А-1 (ПР-31,75).

[Юрич]

На то он и легкий вездеход. Пространство и грузоподьемность довольно сильно ограничены.

Хренасебе, легкий! Агрегат от Самары, шишиговская раздатка, мост от грузовика и колеса 1300. Это вообще не набор для пневмохода.
Если 4 колеса, а танцевать нужно от колес, 1300, то полная масса должна быть 1500 кг максимум, значит сама машина должна быть меньше тонны.
Соответственно и все остальное причешется вдвое...или кыш в раздел тракторов!!!

[kekekew]

В результате получили схему колесного вездехода, которая от схемы ДИФ-4 отличается расширенным набором скоростей, применением цепей только в бортовом редукторе и применением без переделок промышленно изготовленного редуктора моста автомобиля ГАЗ-3309 в качестве узла дифференциального поворота.

Каков ресурс будет у этого прибамбаса? Или рассчитав усилие на узел, вы думаете что сателлиты без подшипников долго прослужат? Или эффект приваривания под нагрузкой, вам не ведом?

[val_001]

...или кыш в раздел тракторов!!!

Ну, если вместе с ДИФ-4, то с удовольствием. Он тоже не уложился в желаемые веса.
Я пытаюсь лишь показать, что схему трансмиссии в стиле ДИФ-4 можно реализовать гораздо проще и надежней, чем авторский вариант.
Можно ли сделать проще и легче, чем ДИФ-4? Можно. Но это тематика совсем иной ветки.

[val_001]

Или рассчитав усилие на узел, вы думаете что сателлиты без подшипников долго прослужат?

Пойду разберу КПП, где автомобиль (ВАЗ-21087) пробежал вместе со мной почти 200 тыс. км. Кузов сгнил (Питер, однако). Но КПП как новая. Помедитерую и подумаю, почему шестерни без подшипников не "приварились".
Не понимаю, как ГП ГАЗ-3309 догадается, что она уже в составе вездехода, а не в родном мосту? Что заставит ее перестать работать нормально, если нагрузки не выходят за пределы штатных? Может, пробег уменьшится? Устраивает, даже если пробежит не статистические 500 тыс. км, а всего 100.

[Юрич]

Что заставит ее перестать работать нормально, если нагрузки не выходят за пределы штатных?

Не уверен, что рассматриваемый случай нагружения (тормозом с одной стороны и с добавлением "газа" на другую сторону...)не выходит за пределы штатного.

[Юрич]

Помедитерую и подумаю, почему шестерни без подшипников не "приварились".

Удельное давление в подшипнике трения на порядок меньшее, да и смазка обеспечена лучше по специальному сверлению...
В дифференциалах болезнь, как раз, масляное голодание и повышенные обороты под нагрузкой.

Нет, спору нет, пробовать надо!

[kekekew]

Или рассчитав усилие на узел, вы думаете что сателлиты без подшипников долго прослужат?

Пойду разберу КПП, где автомобиль (ВАЗ-21087) пробежал вместе со мной почти 200 тыс. км. Кузов сгнил (Питер, однако). Но КПП как новая. Помедитерую и подумаю, почему шестерни без подшипников не "приварились".
Не понимаю, как ГП ГАЗ-3309 догадается, что она уже в составе вездехода, а не в родном мосту? Что заставит ее перестать работать нормально, если нагрузки не выходят за пределы штатных? Может, пробег уменьшится? Устраивает, даже если пробежит не статистические 500 тыс. км, а всего 100.

На 08 шестерёнка никогда не приварится, потому что работает только при изменении угловых скоростей----- кратковременно и в щадящем режиме. В мосты с большим смещением хвостовика льют гипоидную смазку, хотя в паре нет постоянного скольжения и зуб каждый раз приходит в зацепление вновь смазанный. На 6х6 треколах периодически привариваются карданы, на средних мостах, в шлицевых, и гипоидка не помогает, чуть лучше с графитной. Это я всё к тому что не стоит тиражировать схему с агрегатами, для подобных схем не предназначенных Она достаточно растиражирована на лунках, люди насобирали вездеходов потратили уйму времени и кучу средств, а мосты летят. Ведь привариваясь сателит рассыпается в прах и не так просто определить от чего, от некачественной сборки, от большой нагрузки или от чего иного??!! Гуру тамошний уже на тонную машину камаз-дифы ставил. После каждой поездки разбирая и показывая состояние железок. вместо того чтобы извиниться что не в ту сторону шёл. Предлагая подобные схемы надо заранее оговорочку делать, что это ненадолго, ненадёжно и не рассчитано на большое удаление от жилья.

[val_001]

Нет, спору нет, пробовать надо!

Долгое время жил в Сибири. На ВАЗ-2103 наездил добрые 100 тыс. км. Зимой пробуксовка колеса - дело абсолютно обычное. При выходе со льда динамический удар в трансмиссию после пробуксовки - дело совершенное обыденное. И ничего, прекрасно машина верой и правдой отработала весь срок. Дифференциал не менял.
Личное, конечно, ощущение, но дифференциальный поворот - ни капли не хуже для дифференциала, чем выход со льда на твердую почву с долгими буксованиями и несколькими ударами в трансмиссию в процессе выхода стороной на сносный грунт. Грязь ничем не лучше.
Это уже, конечно, лирика.
Но и нет в руководствах по эксплуатации автомобиля ограничений в процентном отношении на время работы дифференциала при движении в тяжелых условиях. Не замечал, чтобы длительная работа дифференциала вела к катастрофическому снижению срока службы редуктора моста.
Понятно, что сдуру многое можно сломать. Ломают дифференциалы на любых машинах при работе в тяжелых штатных условиях. Но дифференциальный поворот в список тяжелых условий вписывается не самой красной строкой.
Действительно, надо пробовать. Следует отметить, что при использовании ГП ГАЗ-3309 в трансмиссии описываемого вездехода кроме соблюдения нагрузочной характеристики имеет место быть очень благоприятная скоростная характеристика: ГП ГАЗ-3309 будет работать при очень низких по сравнению со штатными режимами оборотах, что очень и очень хорошо.

[val_001]

Гуру тамошний уже на тонную машину камаз-дифы ставил. После каждой поездки разбирая и показывая состояние железок. вместо того чтобы извиниться что не в ту сторону шёл. Предлагая подобные схемы надо заранее оговорочку делать, что это ненадолго, ненадёжно и не рассчитано на большое удаление от жилья.

Я подумаю. Не очень хочется делать подробный анализ ошибок в трансмиссии ДИФ-4. Они там есть. Но и осуждать их не могу. На мой взгляд, такие ошибки неизбежны при столь быстрых реализациях. Их надо было исправлять, а не замалчивать, особенно теми методами, которые там процветают.
Но и делать вывод о недееспособности технологии на основе такого отрицательного опыта, на мой взгляд, совершенно некорректно. Как не должно быть абсолютных авторитетов в продвижении технологии, так не должно быть абсолютных авторитетов в области отрицания технологии. Фактически, утверждая, что некто ошибся, и поэтому надо эту технологию отвергнуть, мы впадаем в то же состояние, что и подпевалы технологии, но только с другой стороны. Технологии не виноваты, что их не очень удачно применили и не довели дело до такого уровня, который мы хотели бы. Гуру движется своим путем. У нас свой. И наш путь в значительной мере предопределен тем обстоятельством, что дифференциалов в ближайшем окружении намного больше, чем ГП ГАЗ-71. Так сложилось.
Покажите, что некто сделал так, как это положено по базовым учебникам, рекомендованным для автомобильной промышленности, а оно сломалось, и мы вместе проанализируем это и согласимся, что бортовой дифференциальный поворот - это нечто особенное и не вписывающееся в обычные представления. И тогда либо откажемся от применения дифференциалов вообще в таком повороте, либо подумаем, как ситуацию исправить не столь радикальным способом.