Тайна третьего дифференциала «Нивы»: зачем советскому внедорожнику лишняя шестерня

Представьте: вы на «Ниве» штурмуете раскисший подъем.

Одно колесо бешено молотит грязь, машина встает, а пассажир справа кричит: «Включай полный привод!» Вы дергаете маленький рычаг, и «Нива» ползет дальше.

Только полный привод вы не включили. Он у «Нивы» был активен еще во дворе, на асфальте, у магазина — все те полчаса, пока пассажир рассказывал, как правильно ездить по грязи. Рычаг сделал другое: заблокировал третий дифференциал, о существовании которого половина владельцев вспоминает лишь тогда, когда машина уже сидит по пороги.

Сегодня разберемся, зачем советскому внедорожнику понадобились сразу три дифференциала, почему первый прототип умел ездить отдельно на переднем и заднем приводе, как отсутствие рамного производства заставило ВАЗ собрать прообраз будущего кроссовера и откуда взялись вой и вибрации, которые сопровождают «Ниву» почти полвека.

---

Задание, которого не было

Летом 1970 года председатель Совета министров СССР Алексей Косыгин приехал на недавно запущенный Волжский автозавод. После осмотра будущего ВАЗ-2103 он обронил фразу: хорошо бы сделать на базе «Жигулей» легковой автомобиль повышенной проходимости для сельской местности.

Отдельного постановления с печатями под эту идею не появилось. Но на ВАЗе за проект взялись.

Задача звучала просто только для человека, который никогда не пытался совместить внедорожник и легковушку. В начале семидесятых вездеход выглядел примерно одинаково: отдельная рама, неразрезные мосты, подключаемый передок, тент и салон, который можно мыть из шланга вместе с сапогами.

А от ВАЗа хотели другого. Машина должна была ехать по разбитой грунтовке почти как УАЗ, а по шоссе не превращать позвоночник водителя в набор запасных частей. При этом строить ее надо было на серийных агрегатах «Жигулей» — иначе экономика проекта сразу отправлялась в канаву.

Работу направлял первый главный конструктор ВАЗа Владимир Соловьев.

---

Зеленый «Крокодил»

В апреле 1972 года собрали первые два ВАЗ-Э2121. Один белый, второй зеленый. За цвет и морду испытатели быстро окрестили машину «Крокодилом Геной».

Это была короткая коробка длиной всего 3,4 метра, с базой 2,2 метра, плоскими панелями, открытым кузовом, брезентовым верхом и ветровым стеклом, которое можно было уложить на капот. На привычную «Ниву» она не походила вообще.

Зато внутри стояла крайне любопытная трансмиссия. Водитель мог выбрать только задний привод, только передний или полный, а вместе с полным включить понижающую передачу. Получилась передвижная лаборатория, на которой инженеры могли прямо по ходу испытаний сравнивать три разных характера одной машины.

Правда, ездили «Крокодилы» сначала так себе. По воспоминаниям испытателей, прототипы проводили на подъемниках едва ли не больше времени, чем на дороге. Генеральный директор ВАЗа Виктор Поляков даже поставил вопрос ребром: стоит ли продолжать?

Конструкторы настояли, что стоит. Но серийной машине требовалась совсем другая философия.

---

Рама, которой не было

Сегодня любят рассказывать, будто инженеры ВАЗа еще в 1970 году увидели будущее и сознательно изобрели кроссовер. Реальность прозаичнее и оттого интереснее.

На ВАЗе просто не было производства рам. Петр Прусов позднее говорил об этом прямо. Если бы будущую «Ниву» сделали по привычному рецепту с рамой и двумя жесткими мостами, завод такой проект не потянул бы. Поэтому кузов пришлось делать несущим, а узлы максимально унифицировать с серийными «Жигулями».

Но вместо дешевой замены раме получилась новая концепция. Конструктор Семушкин отстоял закрытый трехдверный кузов с нормальным салоном. Спереди поставили независимую пружинную подвеску и дисковые тормоза. Сзади оставили неразрезной мост на пружинах. Колесная база осталась короткой, свесы получились небольшими, дорожный просвет достиг 220 мм.

Внутри появились приборы и детали от ВАЗ-2103 и ВАЗ-2106, нормальная отделка и даже штатный радиоприемник. Для владельца УАЗа того времени это выглядело примерно как номер люкс: здесь не только есть крыша, но еще и музыка играет.

Причем история с агрегатами смешнее, чем кажется. Мотор объемом 1,6 литра принято называть двигателем от «шестерки». Но разрабатывать его начали прежде всего для нового полноприводника, а затем использовали и на ВАЗ-2106, который успел выйти в серию раньше «Нивы». Коробку передач действительно взяли из семейства «Жигулей», изменив передаточные числа. Раздаточную коробку, передний привод и сам кузов пришлось создавать специально.

То есть «Нива» не была поднятой «шестеркой». Это был новый автомобиль, которому ради цены и серийности выдали чемодан уже освоенных деталей.

---

Зачем понадобился третий дифференциал

У обычной заднеприводной машины есть один дифференциал — в заднем мосту. Он позволяет левому и правому колесу вращаться с разной скоростью в повороте. Внешнее колесо проходит больший путь, внутреннее — меньший. Если жестко связать их одной осью, шины начнут скрести асфальт, а детали трансмиссии получат лишнюю нагрузку.

У полноприводной машины таких колесных дифференциалов два: передний и задний.

Но при постоянном полном приводе возникает еще одна проблема. В повороте передняя и задняя оси тоже проходят разные расстояния. Значит, передний и задний карданные валы не должны быть намертво связаны на сухом асфальте. Иначе трансмиссию начнет закручивать, шины станут проскальзывать, а подшипники и шестерни будут получать нагрузку даже по дороге в булочную.

Поэтому между мостами «Нивы» поставили третий, межосевой дифференциал. В обычном режиме он позволяет передней и задней осям немного различаться по скорости. В равных условиях симметричный механизм делит тягу между ними примерно поровну.

Вот зачем «Ниве» три дифференциала:

• Передний — разводит момент между передними колесами.

• Задний — делает то же самое сзади.

• Межосевой — делит поток между двумя мостами и разрешает им вращаться с разной скоростью.

Благодаря этому все четыре колеса остаются ведущими постоянно. Не нужно перед грязью останавливаться и подключать передний мост. На скользкой дороге характер машины не меняется внезапно с заднеприводного на полноприводный. Заодно нагрузка распределяется между двумя редукторами, что позволяло разумнее использовать легковые по происхождению узлы.

Сам Прусов не присваивал ВАЗу чужих лавров. Постоянный полный привод с межосевым дифференциалом уже был, например, у Range Rover 1970 года. Но на компактном и сравнительно доступном внедорожнике такую схему применили впервые.

Гениальность «Нивы» не в том, что ВАЗ изобрел каждую гайку. Инженеры первыми собрали в маленькой машине сочетание, которое позже станет привычным: несущий кузов, легковой салон, независимая передняя подвеска и постоянный полный привод. Только в придачу оставили настоящую понижайку и жесткую блокировку, которые большинство будущих кроссоверов растеряют по дороге к торговому центру.

---

Почему полноприводная машина может не ехать

У свободного дифференциала есть подлая особенность. Часто говорят, что он «отдает весь момент колесу, которому легче». Технически это не совсем так. Открытый дифференциал старается передать на оба выхода одинаковый момент. Но его величину ограничивает сторона с худшим сцеплением.

Если одно колесо висит в воздухе и способно принять почти нулевой момент, второму достается примерно такой же подарок. Колесо крутится, машина стоит, пассажир продолжает давать советы.

При трех свободных дифференциалах одного разгруженного колеса теоретически достаточно, чтобы остановить весь автомобиль. Вот здесь и нужен тот самый рычаг. Он блокирует межосевой дифференциал и жестко связывает выходы на передний и задний мосты. Теперь буксующий передок не может забрать возможность тянуть у задней оси, и наоборот.

Но межколесные дифференциалы остаются свободными. Если вывесить по одному колесу на каждой оси, стандартная «Нива» снова может встать, крутя два колеса из четырех. Надпись 4×4 законы механики не отменяет, как бы мужественно она ни смотрелась на двери.

Важно: блокировку надо включать заранее, перед сложным участком, а не в тот момент, когда колеса уже бешено вращаются. На твердом покрытии ее необходимо выключать. С заблокированным центром передняя и задняя оси не могут компенсировать разницу скоростей в повороте, поэтому растут нагрузки, износ шин и шанс отправить детали раздатки на заслуженный, но ранний покой.

Второй рычаг включает диапазон раздаточной коробки. У классической ВАЗ-2121 передаточное число высшей ступени составляло 1,2, низшей — около 2,135. Значит, на одной и той же передаче пониженный ряд увеличивал момент на выходе раздатки примерно на 78%. Это не добавляло двигателю сил, а обменивало скорость на тягу и возможность ползти медленно, не сжигая сцепление.

---

Плата за серийную коробку

Самый неприятный компромисс спрятался между коробкой передач и раздаткой.

ВАЗу требовалось сохранить серийную четырехступенчатую коробку «Жигулей». Поэтому раздаточную коробку не объединили с ней в один жесткий корпус, а установили отдельно и связали коротким промежуточным валом.

На бумаге экономия прекрасная. В машине появились два отдельных тяжелых агрегата, каждый на своих опорах. Их валы должны смотреть друг на друга очень точно. Малейшее нарушение соосности, просевшие опоры, уставшая эластичная муфта, люфт шарнира или ошибка при установке раздатки превращаются в вибрацию. Добавьте два кардана к мостам, короткий промежуточный вал, зубчатые передачи и кузов, который под нагрузкой немного играет, — и получите фирменный нивовский саундтрек.

Полностью победить шум и вибрации так и не смогли. Прусов спустя годы говорил, что, получив возможность начать заново, настоял бы на едином блоке коробки и раздатки. Но изначально выпуск планировали всего около 25 тысяч машин в год, поэтому отдельная раздатка казалась разумной экономией. Когда спрос вырос, менять уже освоенную конструкцию никто не решился.

Важно не путать характер с неисправностью. Ровный вой старой раздатки сам по себе еще не означает скорую смерть. А вот усиливающаяся дрожь при разгоне, удары при смене тяги и новый гул на определенной скорости требуют проверки соосности агрегатов, опор, промежуточного вала, карданов и подшипников. Фраза «они все так ездят» иногда верна, но счета за ремонт почему-то потом индивидуальные.

---

Испытание, после которого поверили

К 1974 году «Нива» получила знакомый закрытый кузов Семушкина и вышла на государственные сравнительные испытания. Рядом были ИЖ-14, ЛуАЗ, УАЗ-469, Land Rover 88 и Range Rover.

По воспоминаниям ведущего испытателя Вадима Котлярова, результаты компактной машины на бездорожье оказались настолько высокими, что отдельные проверки потребовали повторить. Повторили — результат сохранился.

Секрет был не в одной волшебной детали:

• короткая база и свесы помогали не садиться брюхом;

• просвет в 220 мм позволял проходить колею;

• понижайка давала тягу на малой скорости;

• блокировка сохраняла работу второго моста, когда одному становилось скользко;

• небольшой вес не заставлял автомобиль сначала героически закапываться, а потом искать трактор.

В феврале 1976 года изготовили опытно-промышленную партию из 50 машин. 5 апреля 1977 года собрали первый серийный ВАЗ-2121.

И тут выяснилось, что автомобиль «для сельчан» нужен не только сельчанам. Европейцы увидели компактный внедорожник, который нормально едет по асфальту, имеет теплый закрытый салон и не требует перед каждым снежным участком менять схему привода. В отдельные годы на экспорт уходило до 70% выпуска.

---

Что именно «Нива» опередила

«Нива» не была первым автомобилем с несущим кузовом. Не она изобрела постоянный полный привод. Даже сочетание пружин и дисковых тормозов существовало до нее.

Она сделала важнее: собрала эти решения в компактной серийной машине, предназначенной не для армии и не для богатого британского землевладельца. Получился автомобиль с архитектурой будущего кроссовера, но с внедорожной трансмиссией, которой у большинства кроссоверов никогда не будет.

И все это родилось из ограничений: рамы выпускать негде, новую коробку ставить дорого, серийные детали надо сохранить. Двигателя не хватает — значит, придется разработать 1,6 литра. Приводные узлы легковые — значит, разумно постоянно делить нагрузку между двумя мостами.

За гениальный набор решений заплатили тесным кузовом, шумной трансмиссией и отдельной раздаткой, соосность которой способна довести механика до состояния, близкого к просветлению. Но главная схема пережила десятилетия.

---

Коротко: что нужно запомнить

• У «Нивы» три дифференциала: передний, задний и межосевой. Они нужны, чтобы колеса и мосты могли вращаться с разной скоростью в поворотах.

• Межосевой дифференциал позволяет передней и задней осям не быть жестко связанными на асфальте.

• Рычаг блокировки не включает полный привод (он уже включен), а блокирует межосевой дифференциал, жестко связывая мосты.

• Блокировку включают заранее, на твердом покрытии ее выключают.

• Отдельная раздаточная коробка — источник вибраций и гула, но это плата за использование серийной коробки от «Жигулей».

Теперь, когда кто-то в грязи скажет «включай полный привод», вы знаете ответ. На «Ниве» он уже включен. Маленький рычаг лишь отнимает свободу у третьего дифференциала, пишет Автосовет Юрича.

Версия страницы для ПК