Один приятель сказал мне как-то, что если я внятно изложу свои соображения о лебёдках для джипов и у него будет время, он их прочтёт. Ну, раз читающая публика требует:
Должен сразу предупредить: сей высоконаучный трактат не претендует на системность, аналитичность, строгую классификацию и ранжирование, а является только лишь обобщением собственного опыта автора, опыта друзей-джиперов и изучения первоисточников - трёпа в джиперских конференциях.
Итак, что есть лебёдка? Лебёдка - это последний аргумент джипера, когда все прочие средства борьбы с бездорожьем, как-то - лопата, домкрат, штурман, сэндтраки, мотопила - исчерпаны (отсутствуют), либо показали свою несостоятельность, либо просто не хочется их тревожить. Лебедка должна быть! И полезность её не только в прямом назначении - перематывании троса, на одном конце которого закреплёно ваше движимое (в идеале) имущество - автомобиль, на другом - чужое недвижимое (в идеале), - например, дерево. Хотя используется она далеко не в каждом вашем забеге по бездорожью, но одно её присутствие вселяет чувство уверенности в преодолении самых непроходимых мест и позволяет засадить автомобиль в таких дебрях, куда без неё соваться и не подумал бы:
Это было лирическое вступление. Теперь к сути:
Их бывают: ручные, т.е. использующие мускульную силу штурмана и не ручные, приводящиеся в действие от более мощного и управляемого источника энергии.
Если не углубляться подробно в рассмотрение разновидностей ручных лебедок, то вкратце про них можно сказать следующее: они вполне могут быть применимы для не слишком серьёзных приключений и для не слишком больших (тяжёлых) джипов. Ручные лебедки, с помощью которых можно было бы вытащить глубоко попавший Ниссан-Патрол или TLC80, в принципе, существуют, но их массогабариты и скорость работы неприемлемы для реального пользования. Для лёгких джипов, класса Сузуки-Самурай или Нива, они вполне могут быть полезны.
Самые удобные (и самые ненадёжные) - храпцовые, зажимающие пропущенный насквозь трос в специальном зажиме и пошагово его сдвигающие . Намокший трос обычно при нарастании усилия начинает проскальзывать (но раньше иссякают силы у штурмана). Цепные и веревочные тали развивают (хоть и страшно медленно) достаточное усилие, но они более приспособлены для вертикальных нагрузок, а путаница с цепями или веревками в грязи или болоте занимает максимум времени при минимуме удовольствия.
Наиболее мощные и надёжные (и громоздкие) - рычажные с червячным редуктором. Достаточно эффективен в качестве лебедки домкрат типа Хай-Джек, но без перезакрепления троса он может выбрать только длину собственного штока, т.е. не более полутора метров.
Далее переходим к рассмотрению лебедок с "нечеловеческой" силой: Кстати, о силе: Какая она должна быть? Чётких критериев нет, но эмпирический опыт поколений джиперов подсказывает, что сила тяги лебедки (в тонносилах) должна исчисляться как увеличенная в полтора-два раза масса джипа (в тоннах). Для практического применения необходимо учитывать, что усилие, реально потребное для извлечения из болота увязшего автомобиля,
определяется не только его массой, но и конфигурацией его, так сказать, забортной части - клиренсом, профилем выступающих под днищем частей, мостов, наконец, площадью самого днища, т.к. нередко имеет место эффект "присасывания". Порванные тросы - не такая уж редкость в бездорожной практике, а типичный стальной лебедочный трос диаметром 8-9 мм обычно имеет разрывное усилие поболе 5 тонн.
В основном на джипах используются стационарные лебедки, но существуют и условно автономные лебедки - либо с совершенно независимым источником энергии - бензиновым мотором (примерно как на мотопиле) , либо электрические, укомплектованные соединительной арматурой и кабелем достаточной длины для запитки её от аккумулятора автомобиля. Плюсы их понятны - можно возить, можно не возить, не ухудшается развесовка автомобиля, возможно использование при неработающем двигателе. Минусы понятны также: для бензиновой это место в багажнике (немалое), запас топлива, довольно трудоемкая настройка-наладка. Недостатки электрических лебедок вообще будут рассмотрены ниже, для переносной же электролебедки необходимы занимающие немало места кабели достаточной длины и весьма солидной толщины.
По способам размещения-крепления стационарных лебедок, разумеется, наиболее типовой - спереди, в районе переднего бампера, хотя для почетного отступления из непобедимых говен нередки варианты и с задним размещением второй лебедки. Для электрических и гидравлических лебёдок некоторые фирмы предлагают комплекты multi-mount , обеспечивающие не слишком трудоёмкий перенос и крепление - подключение лебедки как спереди, так и сзади.
Стационарные лебедки классифицируются по виду привода - механические, электрические, гидравлические. Что лучше? Двух мнений быть не может - трудно придумать что-то более надёжное и удобное, нежели старая добрая механическая лебедка . При минимальном уходе и грамотной эксплуатации она вас никогда не подведет, там просто нечему ломаться. Мощность и время использования её практически не ограничены, скорость варьируется в широких пределах. Недостатки её - суть продолжение её достоинств. Вся мощь мотора джипа может быть закачана в такую лебедку, а ограничителем усилия на барабане является срезаемая одноразовая шпонка, процедура замены которой в полевых условиях может оказаться неожиданно трудоёмкой. Если же штатной запасной шпонки под рукой нет (как обычно бывает), то в ход идёт любой подходящий по диаметру стержень - гвоздь, болт, дюбель, отвертка и т.п. Последствия могут проявиться в виде оторванных гаков, сломанных карданов, согнутых кронштейнов, а то и рамы. Бывает, если прочности троса хватает, то разрушается редуктор. При замене срезанной штатной шпонки на титановую отвертку в лебедке ГАЗ-66 разлетелся картер редуктора и шестеренки усеяли окружающую пашню. Почему-то производители мех. лебедок до сих пор не внедряют какие-либо более удобные в эксплуатации ограничители тягового усилия - проскальзывающие муфты, например. Другой недостаток - отсутствие дистанционного управления, т.е. On/Off можно производить только из салона, а если штурмана неудобно будить (или невозможно), то смотреть за укладкой троса на барабане будет некому, что опять-таки может привести даже к выходу лебедки из строя, и ругать будет некого.
Ну и последнее - мех. лебедку в комплекте с карданом и КОМ (коробка отбора мощности) можно установить только на автомобиль, где её установка была предусмотрена изготовителем автомобиля, и причём только ту, которую он (изготовитель) имел ввиду. Все прочие варианты будут неприемлемо дороги и трудоёмки.
Теперь электрические: Дабы не быть обвинённым в предвзятости, должен сказать, что мнения и отзывы об электролебёдках существуют самые полярные. Многие экстремальные джиперы считают их слабыми и ненадёжными. Другие активно им возражают, на собственном опыте доказывая, что применяют их давно и успешно. Можно соглашаться, можно нет, но на мой взгляд электролебедка - это достойный вариант для нормального человека на нормальном внедорожнике, который выручит его в девяти случаях из десяти. Но если джипер на всю голову поражен вирусом гряземесительства и выбравшись из одной засады, продолжает движение пока не сядет окончательно и бесповоротно, то электролебедка проживет у него недолго: В общем-то, номинальный режим их эксплуатации - повторно-кратковременный, т.е. примерно такой: 5 мин. работаем (под нагрузкой) - 10 отдыхаем. Хотя современные электролебедки обычно предусматривают наличие встроенной защиты от перегрева, спасает она далеко не всегда. Кроме того, большие, до сотен ампер, токи, протекающие через не слишком хорошо защищенные силовые контакты в блоке управления, не способствуют их длительной жизни. Очень уязвимая часть - щёточно-коллекторный узел, который редко выдерживает издевательства типа работы под водой, а вытягивание из брода - ситуация типичная. Это что касается надёжности собственно лебедки. Есть определенные особенности и в методике их использования. С одной стороны, то, что электролебедку можно использовать даже при заглохшем двигателе, является определенным плюсом. Но реально время, в течение которого она сможет работать с номинальным усилием, напрямую зависит от емкости и состояния аккумулятора, и без подпитки от генератора вряд ли превысит 10-15 мин. Если вызволить автомобиль из западни за это время не удалось, дальше пытаться уже не имеет смысла, т.к. напряжение аккумулятора уже сильно упадёт, и тяговое усилие уменьшится в квадратичной зависимости. А при посаженном аккумуляторе можно остаться и с насовсем умолкшим двигателем. При работающем же двигателе нужно с определенной осторожностью помогать лебедке педалью газа, т.к. при высоких оборотах двигателя генератор работает фактически в режиме перегрузки, что чревато выходом его из строя. К плюсам электролебёдок можно отнести достаточно простую инсталляцию в любой автомобиль, наличие выносного пульта управления, хорошая скорость сматывания-вытравливания троса, что особенно важно для спортивного офф-роада.
Электролебедки имеют самое массовое распространение ввиду своей относительно большей доступности по сравнению с механическими и гидравлическими. Из мировых брэндов наилучшей репутацией пользуются
изделия от Warn, всякие прочие Ramsey, Superwinch, ComeUp, T-Max либо ещё не имеют устойчивой репутации, либо - наоборот, репутация однозначно отрицательная: Отечественная промышленность тоже пытается приобщиться к производству оных - в продаже появляются Ульяновская, Саратовская, С-Петербургская лебедки. Отзывы о них, мягко говоря, спорные - http://www.shatoon.ru/tuning/conrad/www.off-road.spb.ru/o_winch.htm Но даже именитые Варны горят на серьёзных трофи-рейдах пачками, запасной мотор обязательно входит в комплект трофийного ЗИПа, и пользуют её максимально бережно, полностью разматывая трос, чтобы работать с первого слоя барабана, по возможности задействуют блок и т.п. Хорошая репутация у электролебедок от Toyota, но я не слышал, чтобы они продавались в рознице, отдельно от автомобиля.
Всё же я не думаю, что существующее положение с электролебедками сохранится навсегда. Несмотря на модерновый внешний вид, обилие блестящих никелированных цацек, рычажков и кнопочек конструкция их весьма архаична и не меняется много лет. Думаю, можно надеяться, что с грядущим переходом мирового автопрома на стандарт бортового питания 42 В, внедрением высокомоментных бесколлекторных двигателей, управляемых надёжной силовой электроникой в недалёком будущем можно ожидать появления гораздо более эффективных и надёжных электролебёдок.
Про гидравлику:
На бездорожных просторах отечества гидравлические лебедки пока ещё являются экзотикой, потому вкратце опишу их принцип действия. Мощность от двигателя автомобиля к барабану гидравлической лебедки передается посредством перекачивания рабочей жидкости от гидронасоса к гидромотору. Для гидролебедок средней мощности обычно используется насос гидроусилителя руля (ГУР), давление которого с помощью электромагнитных клапанов переключается с ГУРа на гидромотор лебедки (т.е. в процессе винчевания руль крутить можно, но трудно). Для гидролебедок с усилием выше 5 тс используют отдельный насос с собственным шкивом. На мощных грузовых вездеходах насос, как правило, монтируют на валу отбора мощности коробки передач (раздатки) . Плюсы и минусы гидролебедки по сравнению с другими типами лебедок: по отношению к механической - это возможность инсталляции на любой внедорожник, наличие выносного пульта управления, регулируемый ограничитель максимальной мощности (перепускной клапан); по отношению к электрической - возможность реализовать большие тяговые усилия, отсутствие ограничений по времени работы, большая устойчивость к внешним воздействиям и надёжность.
Недостатки - обычно меньшая, чем у механических и электрических, скорость выборки троса в силовом режиме, большее количество компонентов системы, большая сложность, и как, следствие, существенно более высокая цена.
Насколько мне известно, на сегодняшний день только две фирмы предлагают гидравлические лебедки, предназначенные для установки на гражданские внедорожники - это компания TJM (USA) с лебёдкой OX www.geocities.com/armark4wd/ox и компания MileMarker (USA)
http://www.milemarker.com/ и только один внедорожник комплектуется ими заводом-изготовителем - HMMWV (более известный как ХАММЕР).
По поводу лебедок OX информации мало - не нашёл ни подробных характеристик, ни цен. Второй изготовитель более известен в бездорожном мире. Компания MileMarker сама изготавливает механические узлы и производит сборку, гидравлические компоненты используются производства немецкой компании ZF, известной своими ГУРами и автоматическими коробками передач для многих типов автомобилей.
Несколько другой вариант предлагает компания SABREFORCE - гибридная система Duo-Pull на основе лебедки MileMarker позволяет использовать данную лебедку при неработающем двигателе - в комплект входят два гидронасоса, один из которых приводится от шкива на двигателе, а второй - от специального электромотора, и, соответственно, питается от аккумулятора. Гидромотор лебедки может подключаться к любому из насосов, правда в режиме электрогидропривода скорость существенно уменьшается.
Опыт установки и эксплуатации лебёдки MileMarker в российских условиях детально описан в www.rus-roads.ru/for_trophy/tuning_cars/milemarker.htm.
Вероятно, существует возможность приспосабливания к внедорожнику и промышленной гидролебедки от автокранов малой мощности, но я о таком опыте не слышал.
Изредка встречаются экзотические варианты - гидролебедки от НАТОвских вездеходов типа Унимог или Лапландер, в военном исполнении, с автоматическими тросоукладчиками, но информацией о производителях таких лебедок я не располагаю.
Ну а дальше, кому интересно, может познакомиться с моим личным опытом построения гидравлического привода к механической лебедке
Сначала - почему. Всё просто - отношение к электролебедкам у меня , мягко говоря, недоверчивое, а о существовании мехлебедок для моего LandRover Defender110 информации найти не удалось: По роду своей прежней деятельности я неплохо знал возможности отечественной авиационной гидравлики и представлял, где и как добывать её компоненты. Должен заметить, что советская авиагидравлика исполнена с высочайшим уровнем качества и с огромным запасом надёжности, чему видимо способствовала заложенная со сталинских времён технологическая дисциплина в авиапроме. К слову сказать, одно из российских НПО, производящих гидравлику, выиграло тендер на поставку систем выпуска шасси для нового европейского аэробуса.
С другой стороны, хочу предостеречь желающих последовать моему примеру и самим взяться за изготовление гидропривода. Думаю, что делать это имеет смысл только тогда, когда есть ясное понимание технической сути конструкции, есть достаточная квалификация для проектирования (или для грамотного обсуждения с наёмным проектировщиком), есть где качественно изготовить вновь проектируемые детали, ну, и понятно, есть доступ к гидравлическим компонентам за разумные деньги. В противном случае, если подходить к задаче в лоб, т.е. нанять проектировщиков-изготовителей, возложив на них всю ответственность за результат и оплачивая их расходы по изготовлению-добыванию, то скорее всего, по цене этот результат не будет уступать покупке новой гидролебедки от MileMarker. Кстати, цена комплекта MileMarker (без насоса) с разными опциями по прайсу производителя порядка $1400-1800, в Москве я видел такую за 2800.
Должен признаться, что в полном соответствии с законом Паркинсона, процесс конструирования оказался существенно более длительным и трудоемким, нежели казалось вначале. Мне повезло с приобретением основы - за каких-то 70 у.е. мне отдали механическую лебедку от TLC80 без кардана и КОМа, на вид совершенно нецелованную, но, как впоследствии оказалось, с небольшим дефектом. После длительных раздумий я решил отказаться от использования насоса ГУРа для питания мотора лебедки, и применить автономный по следующим причинам - во-первых, характеристики насоса ГУРа были известны очень приблизительно, что затрудняло подбор гидромотора к нему, а во-вторых - страшновато было внедряться в столь ответственную систему, как рулевое управление, независимые системы всё-таки функционально более надёжны. С одной стороны, это потребовало установки второго насоса и дополнительного бачка для гидравлической жидкости, с другой - позволило отказаться от достаточно сложных и объёмных переключающих клапанов. Подбор пары насос/мотор осуществлял исходя из требуемого момента на входе лебедки. В принципе, варьируя рабочими объёмами насоса и мотора можно в каких-то пределах подбирать гидравлический коэффициент редукции, если это необходимо. У меня получилось так, что я перебрал несколько вариантов:
в первом использовал пару - авиационный гидронасос НП25-5 - станочный гидромотор Г15-22. В процессе испытаний неоднократно возникали труднообъяснимые эффекты, что требовало привлечения для консультаций специалистов в области гидравлики, как теоретиков, так и практиков (сам я, к слову сказать, хоть и конструктор, но в другой области - электронщик). В итоге всё заработало с удовлетворительными характеристиками, но было допущено две принципиальных ошибки, одна конструктивная, другая, так сказать, идеологическая. Поскольку насос был установлен на шкиве на месте компрессора кондишена (для включения насоса использовалась электромагнитная муфта от компрессора), а место расположения расширительного бачка диктовалось подкапотным пространством, получилось, что бачок и насос расположены в одном уровне, и при малейшем уходе уровня жидкости в бачке (что неизбежно при наличии в системе мягких шлангов) насос оказывался на голодном пайке и недодавал давления. Вторая ошибка - я решил, что реверс лебедки есть ненужная роскошь, всегда можно разобщить барабан и вручную вытравить необходимое количество троса. Тем самым можно было бы существенно упростить систему, сэкономив на реверсирующих клапанах. Но! Червячный редуктор (а в механической лебедке именно такой) под нагрузкой, при набитом тросе, разобщить невозможно, т.е. без силового реверса принципиально не обойтись. Путей для исправления первой ошибки было фактически два - либо опустить насос, либо поднять бачок. Поднять бачок не пускала крышка капота, мысль о переносе бачка в салон не слишком грела. Опустить насос на шкиве тоже невозможно. Оставалось радикально поменять подход и перенести насос на раздаточную коробку, на вал отбора мощности. Тем самым заодно решалась и проблема реверса - при включении задней скорости в КПП насос (и, соответственно, гидромотор) вращается в обратную сторону, магистрали напора-слива меняются местами. Авиационные гидронасосы не являются реверсивными, потому пришлось в качестве насоса использовать гидромотор ГМ-40. Но т.к. его рабочий объём меньше, чем у НП25-5, обороты ведомого гидромотора уменьшатся, поэтому Г15-22 был заменён на авиационный ГМ-36. В результате были получены следующие характеристики: при рабочем давлении в системе 150 кг/см.кв. измеренный момент на валу гидромотора составил 4,2 кГм, что соответствует с учётом потерь в редукторе и подшипниках тяговому усилию на первом слое на барабане лебёдки 5 тс, скорость выборки на холостом ходу на первом слое 3 м/мин, на последнем слое 5 м/мин, на максимальной нагрузке уменьшается не более чем на 20%. При испытании на реальной нагрузке усилие на тросе доводил до 40 кН по динамометру, при этом измеренное давление в системе колебалось в диапазоне 110-120 кг. Большего динамометра просто не было, да и так уже страшновато было - всё скрипит, трещит и гнётся: В принципе, рабочее давление для авиационных гидросистем составляет 200 кг/см.кв, но более 5 тс повышать усилие не хочется, начинается деформация передней части рамы.
В процессе испытаний выявился ряд особенностей разработанной системы, которые потребовали некоторых конструктивных ухищрений, но описывать их было бы слишком канительно, если кому-то это интересно, обращайтесь.
Между приводным гидромотором и червячным редуктором лебедки включен ещё один редуктор на прямозубых шестернях с понижением 1:3, т.е. суммарное понижение оборотов гидромотора составило 1:96 . Можно было бы подыскать гидромотор мощней и обойтись без доп.редуктора, но его габариты в этом случае существенно увеличивались, и компоновка перехода мотор-лебедка получалась неоптимальная и громоздкая.
Ниже - укрупнённая блок-схема того, что получилось в результате:
В окончательном варианте система помимо собственно лебедки с дополнительным редуктором включает следующие компоненты: гидронасос с электромагнитной муфтой и переходным валом для подключения к раздатке, регулируемый перепускной клапан для ограничения тягового усилия, один электромагнитный клапан для отсечки расширительного бачка при реверсе, гидромотор, расширительный бачок, комплект шлангов и трубок высокого давления. Вес собственно лебёдки в сборе (без веса насоса, клапанов, шлангов) составил 41 кг, включая 45 м троса ф8,5 мм.
Управление лебедкой продублировано - как от кабельного дистанционного пульта, так и от кнопки в кабине . Методика работы практически такая же, как при использовании механической лебедки: если не нужно, чтобы колёса вращались, рычаг раздатки ставится в нейтральное положение, выбором передачи КПП определяется направление и, в меньшей степени, скорость работы, и кнопкой включается/выключается электромагнитная муфта насоса, т.е. собственно лебедка. Педалью газа можно не пользоваться, на холостых оборотах усилия вполне хватает. Если есть необходимость помогать лебедке колёсами, то в раздатке включается пониженная передача. И - потянули:
Copyright © Николай Исаков (Conrad), 2002
