Comments 26
Подозреваю, что ездить оно будет только по идеальной дороге. Т.к. стоит одному колесу потерять сцепление с поверхностью, и весь крутящий момент пойдет через него. Именно для этого на внедорожники ставят блокировки дифференциала.
А на неровной дороге большая часть составного колеса не будет касаться поверхности
Для слабонесущих грунтов есть снегоболотоходы на огромных надувных колёсах. Идея опоры на поверхность всей площадью доведена до совершенство у "судов" на воздушной подушке. Но там, да, свои... недостатки есть. А универсального решения, чтобы хорошо было везде, нет, увы.
Я поставлю на внедорожник огромную "грязевую" резину и заблокирую дифференциалы, и в грязи будет хорошо. Но на асфальтированной дороге совсем плохо.
предложенная конструкция приведет к тому, что чётные по порядку колёса вращаются с одной (у всех одинаковой) угловой скоростью, а нечётные -- с другой.
Ну если они все вывешены над ямами, тогда, наверное, и такое возможно… чёрт, надо на 3D-принтере сделать макет и покатать по карандашам на столе :) штука оказалась интереснее, чем казалась буквально вчера :)
Может быть, что описанное мной условие слишком смелое — сцепления двух колёс с дорогой недостаточно для движения. Это ещё должны быть обязательно одно чётное и одно нечётное :)
А не лучше ли в таком случае использовать электротрансмиссию? Каждое колесо вращать отдельным асинхронным двигателем.
Надо запатентовать
Можно просто уйти от дифференциала и поставить в ряд несколько колес со встроенным электромотором, управлять через какой-нибудь контроллер.
Если конечно этот полет мысли не был нацелен именно на механику. Просто смущает такое большое количество шестерней в одной движущейся детали:)
Да, в тот момент хотелось не новомодных решений (дело давнее, гибридные автомобили были ещё свежачком), а проверенной, безотказной механики, простой и надёжной, как упавшие в болото часы с кукушкой :-D
Сейчас же это уже скорее «прикол ради прикола», типа этого вот :) Для практических нужд уже можно в самом деле сложить каток из мотор-колёс, это позволит каждому иметь свою подвеску и по-максимуму использовать то, что условно называется «дорога», да и поворачивать можно по-автомобильному, а не «всем катком» (небольшие зазоры между отдельными мотор-колёсами на это потребуются, но это не смертельно). Буферный литий-титанатный аккумулятор между мотор-колёсами и таким вот движком прекрасно решит проблему КПД, подсъеденного двойным преобразованием. Вероятно, даже в плюсе останемся (пятитактник такой пятитактный).
Или просто взять немца и добавить ему ещё четыре колеса спереди и шесть сзади :) Но для этого надо у них в R&D работать, это доступно «не только лишь всякому» :)
Смотрите. Для начала давайте сверим часы. Обычный, т.е. свободный дифф делит момент ровно 50/50 и по закону Ньютона "сила действия равна силе противодействия" позволяет реализовать момента не больше чем есть силы трения на колесе с меньшим зацепом.
Т.е. для простого монопривода, если одно колесо стоит на льду, то момент делится ровно 50 на 50 и его ровно "чут-чуть", так как сила трения колеса со льдом исчезающе мала. Т.е. двигатель в такой ситуации молотит впустую, так как трансмиссия и колеса дают малое значение сопротивления
Поэтому меня эта фраза
Теперь достаточно просто привести крайние колёса в движение обычным дифференциалом, и конструкция будет ехать, пока хотя бы два колеса из десяти имеют хорошее сцепление с грунтом (как, собственно, и обычный дифференциал — но из двух колёс одно остаётся в одиночестве намного легче, чем из десятка).
вводит в состояние, что я ничего не понял
---------------
Идем дальше, чтобы решить проблему, вводят дифф с блокой, полной либо частичной. Полная блока фактически позволяет перенаправить весь момент на одно колеса (привет полуоси, которые надо делать толще, чем на приводу со свободным диффом), но не позволяет вращаться с разной частотой (привет трансмисси в момент поворота на покрытии с хорошим покрытием). В современных авто есть схемы с автоблокировкой либо вручную. Дальше вы можете погуглить и решить что к чему
Главное что вам надо помнить
на хорошем покрытии свободного диффа достаточно, так как он делить момент "ПОРОВНУ" и равно то количество, которое дает минимиально зацепленное колесо независимо от количество колес
на скользком покрытии можно смело блокировать все что есть, так как проскальзывание не будет вредить трансмиссии
Соответственно вопрос, зачем усложнять давно придуманный парт-тайм, тем более для такой спец техники?
Ну и главное, вы это все от одного вала приводите в движение?
Ну и главное, вы это все от одного вала приводите в движение?
Да, мозголом изрядный. Как бы это по-человечески объяснить… допустим, сняли c обычного диффера оба колеса и цепями перекинули момент с него на крайнее левое и крайнее правое колесо этой «колбасы», а он где-то в сторонке стоит.
Если бы там просто было два этих крайних колеса, то было бы всё как всегда: одно вывесилось, второе перестало тянуть. Но поскольку они сидят на делительном валу, который навязывает им определённые соотношения, несколько других колёс (которые всё ещё хорошо сцеплены с дорогой) тоже должны будут провернуться на соответствующие доли оборота, а поскольку они с дорогой сцеплены — будут тянуть.
Вопрос, сколько и каких колёс надо вывесить, чтобы они могли проворачиваться, пока вся остальная орава стоит на возвышенности и филонит — всё ещё открыт. Он оказался интереснее, чем я думал :) В реальности, конечно, между колеями обычно горб, по которому оно будет переть всей серединой со всей дури, но речь о наихудшем случае, о злонамеренно расположенных ямках :)
Но поскольку они сидят на делительном валу, который навязывает им определённые соотношения
Ну они ж зависят от радиуса поворота
Плюс вы же должны понимать, что сила внедорожника в ходах подвески, чтобы "дотянуться" по опоры. А ходы подвески - это банально длина ее элементов как по вертикали (стойки + пружины), так и по горизонтали (рычаги). Иначе банально вы словите ситуацию, когда вы успешно решили ситуацию с "блокой" свободного диффа, но в итоге получили два колеса из 10, и уже их тяги банально не хватает (так как реальная тяга == силе сцепления с опорой, которую можно получить в точке, где авто до нее "дотянулось" ведущими колесами
Т.е. важно не только иметь возможность передать да 100% тяги на колесо с зацепом, но и просто иметь этот зацеп на большем числе колес. И массу поменьше, иначе и лебедка не вытянет
А раскритикуйте такую схему. Сначала пространственно разнесем колеса так, чтобы к каждому можно было подключить классический дифференциал. Раздаем им моменты на левый и правый борт. Далее с каждой оси еще одним дифференциалом делим момент пополам. Далее еще пополам. Мы можем ставить количество колес равным степени двойки - это единственное ограничение. Обычная машина 4на4 - это макет такого дифференциала с 4 колесами на одной оси. Все проблемы блокировок и вывешивания наследуются и понятны.
Задачу компоновки предлагаю решать сателлитным раположением. Т.е. каждый следующий уровень дифференциалов располагается на внешней орбите по отношению к предыдущему (оси всех шестерней параллельны главной оси колес). По сути много труб разного диаметра и длины одна в другой, между которыми на сепараторах стоят шестерни. Сложно? Сложно. Но сейчас рассматриватеся прототип. Как там внутри управлять блокировками еще не придумал. Не исключено, что будет достаточно общего пакета фрикционов, который притормаживает каждое колесо с соседними - просто управлять сжатием колес с двух сторон. Пока все в лабораторных условиях, без грязи.
Ну тут один большой минус — оно не живёт без блокировок, потому что достаточно вывеситься всего одному колесу из «колбасы». А с ними оно получается как бы не ещё сложнее этих «часов с кукушкой» %)
Хотя если там блокировки на вискомуфтах сделать, то работать будет, т. к. каждая муфта добавляет сопротивления на каждом шаге деления. То есть одно вывесившееся над ямкой колесо оно просто не заметит, два — заметит, если они относятся к одному «младшему биту», то есть рядом, но заметит не очень сильно, ну и так далее.
А поворачивать будет нормально, потому что «старший бит» связан всего одной муфтой, а сопротивление всех муфт влияет только на «младший бит» — а соседние колёса и так не особо отличаются по угловой скорости.
Так и делают обычно. Первый дифференциал можно сделать несимметричным например с делением моментов 1 к 2 (обычный планетарный редуктор). Далее меньший момент можно пустить на переднюю ось 3-осного грузовика, а больший на спарку двух задних, где есть дополнительный симметричный межосевой. И т.д.
Вместо поворота нужно некоторое время ехать боком.
Ставим монолитные катки, два, одни спереди, другой сзади. При повороте поворачиваем оба катка одновременно. Но ведущий каток поворачиваем на немного больший угол, чем задний. В итоге пока корпус медленно поворачивается, едем мы уже в нужную сторону. В конце процедуры уравниваем углы катков относительно корпуса и поворачиваем их в направлении движения.
Да, в момент начального поворота на угол, где-то недалеко от угла изменения направления, будет скрежет. И в конце цикла тоже. Но мы ведь про внедорожную технику, иначе зачем нам пустоту между колёсами поддерживать? Зато изнашивающиеся на поворотах катки легко заменить.
ЗЫ. Есть ведь расчёты неравномерности износа колёс при повороте? Применяем эти формулы к колесу метра два шириной и получаем точную оценку жизнеспособности конструкции с монолитом. А вот с дифференциалами жизнеспособность вообще непонятно как считать.
А если так:
Независимо от конфигурации колес и их количества к каждому колесу подводится привод, все приводы вращаются с одинаковой угловой скоростью. По сути - жесткая связь с двигателем через редуктор.
Каждое колесо приводится во вращение через обгонную муфту. Быстрее привода вращаться можно, медленнее - нельзя.
Тогда на бездорожье грести будут все, и никакое вывешивание не снизит момент на колесах с зацепом. А на хорошем покрытии в поворотах толкать механизм будут внутренние колеса, остальные будут свободно вращаться быстрее приводов.
Из плюсов - предельная простота конструкции и ноль дифференциалов.
Из минусов - в каждом повороте на одно из колёс будет прилетать весь момент разом. Постоянно будет срывать внутреннее колесо при плохом сцеплении. Более того, даже просто при перестроении будет. Ооочень весёлая машина получится
Мы комментируем статью про «бессмысленный и беспощадный» дифференциал.
Машина получится еще веселее и беспощаднее, это да.
Тогда его надо поставить на это вот :) Будет привод 8×8 :-D 20×20 туда не влезет, а 8×8 — вполне :)
А срыв с его мощностью/скоростью, в общем-то, вряд ли кого-то сильно смутит… да и перестраиваться ему случается редко, разве что между обочиной и правым рядом :)
Я пытаюсь быть последовательным в безумии — если есть проблемы с перестроением, отказаться от перестроения :-D
Если ось выполнить в виде единого ротора, а каждое колесо как независимый статор, и ротор вращать механически, получим пакет электромуфт. Машинка по-любому тихоходная получается, сердечник крутим быстро, момент должен хороший выдаваться. Из достоинств хорошая механическая износоустойчивость. Для реализации обычных мотор-колес нужна электроустановка, т.е. или чистый электромобиль или гибрид. А с такой изолированной электромуфтой обходимся обычной установкой двс, большие токи ей не требуются для подведения снаружи.
Мне кажется, надо подвеску, как задная пружинная балка у авто, возможно на передней подвеске - с гидроуправлением для борьбы с перекосом кузова. На каждом пере по паре колес на валу. Усилие - электромотором - колесом. Уже лучше. Чтобы не рыло колею, надо добавить еще по одному перу в середине. Таким образом, при колее, зацеп будет вестить срединными колесами, а крайние будут просто держать равновесие. Ну и поворот, как у Кировца.
Как мы изобрели самый бессмысленный и беспощадный дифференциал