Роликовый привод, также известный как привод Робсона, представляет собой нестандартное техническое решение, которое разработчики транспортных средств используют относительно редко, но довольно широко. Его можно встретить на вездеходах, грузовиках и даже велосипедах.
ККак передается крутящий момент от двигателя к ведущим колесам автомобиля? Большинство автолюбителей, обладающих базовыми знаниями в технике, ответят, что на заднеприводных машинах этот момент обычно передает карданный вал, а на переднеприводных — ШРУС. Более опытные вспомнят гидромоторы, которые часто используются там, где сложно проложить жесткий вал, но можно организовать гидромагистраль – например, в сложной строительной технике. А представители молодого поколения могут назвать мотор-колесо, которое полностью исключает необходимость использования приводного вала! Все эти варианты безусловно верны, однако они не исчерпывают всего спектра технических решений. Среди них выделяется роликовый привод колес, который также называют приводом Робсона.
Конструкция роликового привода колес отличается простотой как в понимании, так и в изготовлении. В своей самой простой форме вращающийся ролик под давлением прижимается к расположенным рядом колесам (а с противоположной стороны – аналогично), вызывая их вращение. Это представляет собой фрикционный вариант привода Робсона. Более сложная и эффективная версия использует зубчатое зацепление. В этом случае ролики и шины колес имеют совместимые профили, позволяющие выступам роликов входить в зубчатое соединение с протектором покрышек. Зубчатый привод Робсона часто применяется при создании вездеходов для экстремальных условий эксплуатации. Важно отметить, что для реализации зубчатой схемы требуются специальные шины с протектором, изначально предназначенным для взаимодействия с внешним роликом.
Фрикционный вариант представляет интерес как дополнительное средство – он полезен для дооснащения серийных многоосных машин стандартной конструкции, таких как грузовые тягачи с тремя осями на обычных колесах. Например, на трехосных грузовиках компоновки 6х2 (три моста, один из которых ведущий), «робсон» используется в качестве пассивного устройства. В данном случае ролик не подключен к двигателю – по нажатию кнопки из кабины водителя он просто прижимается к колесам ведущего и ведомого мостов, передавая крутящий момент от шин ведущего моста на шины соседнего «неактивного». Таким образом, два моста из трех становятся приводными, и исходная трансмиссия 6х2 фактически превращается в 6х4!
Такое решение целесообразно, если машина предназначена для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, но иногда вынуждена преодолевать слабые грунты, где существует риск пробуксовки. Вместо дорогостоящего полного привода и специализированной резины используют роликовый привод Робсона в сочетании со стандартными дорожными шинами. Однако этот вариант имеет ограничения по передаваемому моменту из-за риска проскальзывания и подходит только для эпизодического использования, чтобы избежать преждевременного износа покрышек.
Безусловно, «робсон» – это специализированное решение. Например, для легковых автомобилей он не пригоден. Однако в определенных обстоятельствах он оказывается незаменимым и позволяет решать ряд важных задач.
Прежде всего, следует отметить грузовые автомобили. В настоящее время этот механизм находит применение в коммерческом транспорте – как вспомогательный (пассивный) в тягачах, которые в разговорной речи водителей называют «медведкой», так и в качестве основного (активного, с гидромоторами) в специализированной технике, используемой при лесозаготовках, например, в прицепах с ведущими осями, форвардерах и харвестерах. Финская компания Sisu, занимающаяся производством грузовиков, устанавливает «робсон» на своих машинах на заводе, а Volvo предлагает его как дополнительную опцию. Для тягачей Scania или DAF ряд европейских компаний изготавливают ролики с прижимными гидроцилиндрами. Пассивный привод Робсона позволяет оснастить тягач двумя ведущими осями без необходимости использования дорогостоящего второго моста, раздаточной коробки и дополнительных карданных валов. Кроме того, достигается значительная экономия топлива – второй ведущий мост включается только при застревании на бездорожье и может быть легко отключен на асфальте.
Еще одна значительная область применения приводa Робсона – создание вездеходов и машин для эксплуатации в условиях экстремального бездорожья: болотистой местности, глубокого снега, пустынь и подобных ландшафтов. В этих условиях роликовый привод используется в активном режиме – зубчатый ролик приводится во вращение двигателем и передает крутящий момент на ходовые колеса. «Робсон» позволяет существенно уменьшить массу транспортного средства за счет сокращения количества мостов и карданных валов, что особенно важно для вездеходов, а в сочетании с шинами низкого давления фактически исключает необходимость использования подвески. Машины, оснащенные роликовым приводом, отличаются высокой надежностью – отсутствие подвески снижает вероятность поломок, а разорвать полуоси, кардан или редуктор практически невозможно, поскольку связь колес с двигателем является «мягкой». Естественно, существуют и недостатки: часть топлива расходуется впустую из-за трения, а крутящий момент ограничен характеристиками сцепления ролика с шиной.
Статьи / Практика
Неоднозначный привод: муфта или дифференциал? В настоящее время наблюдается большое количество полноприводных транспортных средств, даже чрезмерное их количество. Причина такого распространения полного привода заключается не только в увеличении доли кроссоверов – современные мощные легковые автомобили также активно оснащаются пол…
73917
22
6
29.05.2017
История экспериментов с роликовым приводом колес довольно продолжительна. Например, британская компания Armstrong-Siddeley разрабатывала и даже выпускала малосерийные роликовые вездеходы в первой четверти ХХ века. Однако этот тип привода не получил широкого распространения, поскольку на ранних этапах разработки он был исключительно фрикционным и непригодным для использования в качестве основного движителя. Ролик вращал колеса за счет трения, будучи сильно прижат к поверхности шины, что вызывало сильное проскальзывание в грязи и глине.
Впрочем, интерес к конструкции Робсона вновь возник у разработчиков во второй половине XX века – и как вспомогательный привод на грузовиках, и в качестве основного активного узла. По мере переосмысления подходов к освоению северных территорий, гусеничная техника, которая ранее широко применялась для обработки тундры и оставляла после себя долгосрочные повреждения почв, начала уступать место более щадящим решениям. Эти альтернативные машины используют так называемые пневматические колеса низкого давления – очень крупные (с диаметром от полутора метров и выше) с большой площадью соприкосновения, что позволяет передвигаться по мху, не оставляя следов. Роликовый привод, благодаря своей легкости, простоте и высокой надежности, оказался весьма полезным в этих условиях. Кроме того, важным преимуществом стало отсутствие внешних редукторов с маслом – колесных редукторов и главных передач в мостах. Обычно эти компоненты требуют особого внимания после контакта с водой, а в конструкциях с роликовым приводом все чувствительные к влаге элементы скрыты внутри герметичного корпуса, напоминающего лодку. Благодаря такой организации большинство «роликовых» вездеходов обладают хорошей плавучестью и не нуждаются в обслуживании после преодоления водных преград.
В настоящее время в нашей стране около десятка компаний производят серийные вездеходы (хотя серии невелики) на основе роликового привода – машины под марками Беркут, Тром, Странник, Стражник и другими. Эти вездеходы используются нефтяными, газовыми, геологическими и экологическими организациями, часто успешно заменяя известный северный «летучий грузовик» Ми-8 на коротких маршрутах (до 100 км), чьи рейсы оказываются излишне дорогими из-за амортизации и расхода топлива. А роликовый пневмоход с дизельным двигателем объемом полтора-два литра перевозит тот же груз значительно дешевле!
Часто привод «robson drive» используют и самодельщики, создающие внедорожники для личного пользования, проживающие в удаленных и суровых регионах страны. Существует вероятность того, что в ближайшем будущем закон «О развитии Арктической зоны Российской Федерации» установит полный запрет на передвижение механизированного транспорта по тундре и лесотундре, повреждающего почвенно-растительный слой, что приведет к вытеснению гусеничной техники из Арктики.
Нельзя не упомянуть и «малые формы» роликового привода. Хорошо известен французский моторизованный велосипед VeloSolex, который производился на протяжении десятилетий – с 1946 по 1988 год, а затем был возрожден в 2000-х годах в виде китайских копий.
В конструкции VeloSolex, а также его многочисленных заводских и самодельных версий, двухтактный бензиновый двигатель объемом от 30 до 50 кубических сантиметров устанавливался на переднюю вилку велосипеда, и резиновый ролик прижимался к поверхности шины – это классический пример «робсона». Зубчатый контакт не используется; вместо него применяется обычная серийная велошина, поскольку для движения по асфальту фрикционного контакта вполне достаточно.
