Полный привод: как работает, плюсы и минусы
Считается, что полный привод в последние годы приобретает все большую популярность. Какие же реальные преимущества дает трансмиссия 4х4?
Когда говорят о полном приводе на легковом автомобиле, имеется в виду, что все четыре его колеса получают крутящий момент от двигателя и, отталкиваясь от земли, дружно двигают машину вперед.
Наличие полного привода в любом случае означает несколько дополнительных агрегатов в трансмиссии машины. А это – лишняя масса и более высокая цена
В принципе, у всех полноприводных машин так оно и бывает, но – далеко не всегда и порой не тогда, когда это бывает нужно. Поговорим о том, какие у полного привода плюсы и минусы, и как он работает.
Преимущества полного привода
На легковом авто полный привод отнюдь не лишний: с ним легче ездить по скользкой, грязной или заснеженной дороге. А еще – легче проходить сложные повороты на скорости
Минусы привода 4х4
Как работает полный привод
Существует несколько систем полного привода, в первую очередь – в зависимости от запланированных внедорожных возможностей машины. Общая у всех них главная задача, которую решают конструкторы: крутящий момент двигателя надо передать не на одну, а на две оси.
Самый распространенный тип привода 4х4 имеет такую схему. Она не очень эффективна на плохой дороге, но недорогая и не мешает работе систем активной безопасности.
Распределение крутящего момента происходит в коробке передач или раздаточной коробке. И именно здесь проявляется принципиальное различие между разными типами полного привода:
Так водитель управляет полным приводом на современном кроссовере. Режим Lock означает принудительное подключение второй оси, но часто электроника оставляет за собой право отключить ее, например, при перегреве
Кроме типа подключения второй пары колес, трансмиссия полноприводных автомобилей имеет целый ряд дополнительных функций, которые повышают эффективность привода. Но эта тема стоит отдельной статьи, которую мы вскоре подготовим.
Рекомендация Авто24
Твердо решив приобрести полноприводный автомобиль, вы должны понимать, где именно вы будете использовать режим 4х4. Ведь и условия “бездорожья”, и типы полного привода бывают очень разными. Конечно, если позволяют средства, можно купить машину с максимально возможным внедорожным потенциалом, пусть даже вам никогда не придется использовать его “на все 100”. Хуже, когда по техническим причинам ваш “внедорожник” окажется не столь способным, как вам надо.
Все, что надо знать о полном приводе. «Честный» и не очень
Настоящая снежная зима дает повод задуматься о полном приводе, тем более что AWD-версии автомобилей теперь куда более распространены и доступны, чем раньше. Но что следует учитывать при выборе полноприводного автомобиля, от чего зависит его проходимость и управляемость, какова, наконец, цена вопроса? Будем разбираться!
Название одно – технологии разные
Само по себе словосочетание «полный привод» или «все ведущие» говорит лишь о том, что тяга подается на все колеса. Но способы могут быть разными, даже если говорим про автомобили одного производителя. Как правило, под одним фирменным обозначением скрываются принципиально разные технологии. Скажем, Quattro у Audi – это и постоянный полный привод с межосевым дифференциалом Torsen на больших моделях, и автоматически подключаемый через многодисковую муфту на компактных.
Более того, некоторые модели могут предложить сразу несколько вариантов полноприводных трансмиссий. Так, реализация полного привода на Subaru всегда зависела от версии двигателя и коробки: атмосферные версии с МКПП оснащались постоянным полным приводом, с АКПП – подключаемым, а «заряженные» турбо имели свои оригинальные решения в AWD-трансмиссии.
Классический Mercedes Gelandewagen может иметь как постоянный, так и подключаемый полный привод в зависимости от серии. Ну а Jeep Grand Cherokee традиционно предлагает выбор из нескольких вариантов трансмиссии. Все это – следствие развития технологий и разных требований к технике в зависимости от ее позиционирования.
Рекомендуем прочитать:
Разумеется, у каждого типа полного привода – свои преимущества и недостатки. Собственно поэтому существует такое разнообразие и дальнейшее развитие конструкций. Также заметим, что в рамках одной схемы могут применяться разные технические решения (это касается конструкции дифференциалов, блокировок, многодисковых муфт, вспомогательной электроники). В итоге автомобили с одним типом привода могут ехать совершенно по-разному.
Завидное постоянство
Самым «честным» считается постоянный полный привод: тяга подается на обе оси всегда, ну а то, как она распределяется, зависит от конструкции межосевого дифференциала и возможности его блокировки. Старые модели Audi с продольным расположением двигателя, Subaru с атмосферным двигателем и механической коробкой передач, некоторые модели Mitsubishi (Lancer, Galant, RVR, 3000GT и первое поколение кроссовера Outlander) имеют симметричный дифференциал с распределением 50:50 и автоматической блокировкой (механической или с помощью вискомуфты).
Но последнее время легковые модели, особенно «заряженные» (свежие модели Audi, Subaru WRX STI), оснащают несимметричным дифференциалом с распределением тяги в пользу задней оси – это делает ездовой характер автомобиля более «острым» и предсказуемым. Дело в том, что при распределении 50:50 реакции на управляющие действия слишком противоречивые: автомобиль ведет себя то как передне-, то как заднеприводный. Отдавая приоритет задней оси, конструкторы снижают вероятность недостаточной поворачиваемости и задают повадки автомобиля классической компоновки (избыточная поворачиваемость при этом контролируется ESP).
Впрочем, современные легковые модели и кроссоверы все чаще оснащаются автоматически подключаемым полным приводом с многодисковой муфтой. Чем не угодила классическая конструкция с межосевым дифференциалом? Она достаточно дорогая, ее сложно применять при поперечном расположении двигателя, к тому же она провоцирует повышенный расход топлива. А посему такой тип доступен лишь на достаточно крупных и дорогих автомобилях.
Что удивительно, постоянный полный привод на внедорожниках применяется сравнительно нечасто. Конечно, им могут похвастать «Нивы», практически все модели Land Rover, Mercedes Gelandewagen W463 и, конечно, ML всех поколений. И все же…
Водитель сам подключит
И все же большинство классических внедорожников имеет подключаемый полный привод. Взять тот же Gelandewagen, но более ранней серии W460 и «утилитарной» W461. Или рамные модели Mitsubishi с EasySelect. Или практически любой УАЗ. Или даже крохотный Suzuki Jimny. Все эти автомобили оснащены трансмиссией Part Time: постоянный привод на задние колеса и жестко подключаемый передний мост. Это типичная схема для серьезных «проходимцев», потому что такая конструкция не обременена «лишними» деталями и весьма вынослива на бездорожье.
Однако из-за отсутствия межосевого дифференциала управляемость автомобиля в режиме 4WD достаточно специфична, а чтобы не «порвать» трансмиссию и шины, использовать режим полного привода можно только на покрытиях со слабонесущим грунтом или минимальным сцеплением. На всех же остальных (то есть практически всегда на дорогах общего пользования) доступен только задний привод. Выходит, большую часть времени грозные внедорожники имеют лишь привод на задние колеса.
Что же, некоторые производители усложняют трансмиссию, добавляя межосевой дифференциал. То есть имеется режим 2WD и 4WD, но его также можно использовать на любом типе покрытий. Ну а для наиболее сложных условий предусмотрена автоматическая или принудительная блокировка межосевого дифференциала. Такие режимы имеет, например, знаменитая система Super Select на внедорожниках и пикапах Mitsubishi.
Всем заведует муфта
Ну а современные легковые автомобили и кроссоверы оснащаются автоматически подключаемым полным приводом. И если в конце ХХ века производители использовали простенькие вискомуфты (Volkswagen Golf II Syncro, Suzuki Swift/Subaru Justy), автоматически подключающие заднюю ось при пробуксовке передних колес, то затем стали массово применять более сложные и дорогие, но срабатывающие куда быстрее и точнее электронно-управляемые многодисковые муфты.
Пожалуй, наиболее известна муфта Haldex, которая активно используется на автомобилях разных марок (Volkswagen, Ford, Volvo и т.д.). А в современных BMW (начиная с кроссовера Х3 первого поколения образца 2003 года) используется фирменная система xDrive: муфта подключает переднюю ось, ведь постоянный привод осуществляется на задние колеса.
Да, есть и недостатки, в основном по части выносливости и запаса прочности, отчасти – с точки зрения эффективности. Но ведь если говорим про легковые модели и кроссоверы, которые по определению не предназначены для экстремальной эксплуатации на бездорожье, возможностей муфты для них, как правило, достаточно.
Без блокировок никуда
«Все ведущие» звучит красиво. Но это выражение верно ровно до тех пор, пока одно или несколько колес не окажутся разгруженными или не попадут на гораздо более скользкое покрытие, чем то, с которым контактируют остальные. Вот тут-то и выясняется, что крутящего момента на колесах нет вообще!
Конечно, во всем виноваты дифференциалы, которые допускают вращение приводных валов с разными скоростями. В итоге в совершенно безобидной ситуации остановится даже брутальный внедорожник, лишенный блокировок. Для легковых моделей проходимость не так принципиальна, полный привод у них – для скорости и стабильности на скользких покрытиях. Но и здесь свободные дифференциалы могут сыграть злую шутку: без блокировок или их электронных аналогов заставить машину ехать по дуге под тягой так, как надо, не так-то просто. И опять же любой заезд в сугроб или попытка «взять» обледеневшую горку может обернуться фиаско.
В общем, без блокировок никуда. Как минимум должна быть центральная – она позволит гарантированно передавать тягу на обе оси. На классических внедорожниках с Part Time передняя ось и так подключается жестко, а межосевой дифференциал имеет автоматическую или принудительную механическую блокировку.
На легковых моделях с постоянным полным приводом обычно используют самоблокирующийся межосевой дифференциал. Например, знаменитый Torsen на Audi (хотя на самых ранних моделях применялась механическая принудительная блокировка). На японских моделях помимо самого дифференциала дополнительно применялась вискомуфта – именно в качестве блокировки.
Ну а на «заряженных» версиях (Subaru WRX STI, Mitsubishi Evo) степень блокировки «центра» при помощи электронно-управляемой муфты можно регулировать в автоматическом или ручном режиме, что важно при активной езде. Внедорожники же, как правило, оснащаются принудительной блокировкой «центра».
На моделях с автоматически подключаемым полным приводом сама муфта может блокироваться, передавая в определенном соотношении тягу по осям. Это происходит либо в автоматическом режиме, либо в ручном (позиция Lock для контроллера). Правда, большинство муфт не рассчитано на длительное функционирование в таком режиме.
Межосевая блокировка гарантирует, что как минимум одно заднее и одно переднее колеса точно будут вращаться. Но достаточно «словить» диагональное вывешивание – и вы снова никуда не едете: разгруженные колеса буксуют, нагруженные лишены тяги из-за отсутствия межколесных блокировок. Именно по этой причине многие внедорожники и кроссоверы часто имеют опционную блокировку на задней оси, автоматическую (механический самоблок или вискомуфта) или принудительную. Задней блокировкой (в том числе управляемой по жесткости) могут оснащаться и спортивные версии автомобилей.
А вот на передней оси принудительная межколесная блокировка применяется довольно редко, разве что на серьезной внедорожной технике. На спортивных версиях легковушек порой встречается «самоблок». А вообще современные автомобили все чаще оснащаются электронной имитацией блокировок, так что вопрос решается просто на другом уровне.
Зато при условии грамотной настройки можно получить межколесные блокировки (ладно, их имитации) на обеих осях, и это значительно повышает эффективность полного привода в различных режимах. Особенно при совместной работе со вспомогательными средствами активной безопасности. Но повторимся: многое зависит от качества настройки систем. Если производитель решил сэкономить на софте и тонких настройках, результат будет так себе.
Наш вердикт
Удобство использования полного привода зависит от его типа. Отчасти это касается и ездового характера. А вот эффективность в большей степени связана с блокировками или их электронной имитацией. Без них о хорошей проходимости и отменных ходовых качествах остается лишь мечтать! А ведь это важно: многие покупают полноприводные автомобили как раз в расчете на лучшую проходимость и безопасное поведение на дороге. И вот тут могут быть неприятные сюрпризы. Но подробнее об этом – в следующий раз.
Полноприводные машины в базе объявлений Автобизнеса
Самый полный привод
Купе Audi quatrro в сыграло ключевую роль в популяризации легковых автомобилей со всеми ведущими колёсами. Но немецкую фирму ни в коем случае нельзя назвать пионерами полного привода.
Этот материал мы задумывали как типичный «ликбез» из серии «Всё, что вы хотели знать о полном приводе, но не знали, у кого спросить». Чем дифференциальный привод отличается от подключаемого с помощью вискомуфт или агрегатов типа Haldex, для чего нужны самоблокирующиеся дифференциалы. Но чем больше мы изучали историческую сторону вопроса, тем больше удивлялись. Оказывается, первый легковой автомобиль с постоянным полным приводом был сделан в Голландии ещё сто лет назад! А в 1935 году, например, полноприводный американский гоночный автомобиль чуть было не спас человечество от Второй мировой войны.
Зачем легковому автомобилю полный привод? Сейчас, в начале XXI века, этот вопрос кажется риторическим. Конечно же, для лучшей реализации тяговых сил двигателя. Для того чтобы колёса при разгоне на скользком покрытии как можно меньше буксовали вхолостую. Четыре ведущих колеса лучше, чем два! Но человечество долго постигало эту азбучную истину. Спросите любого автознатока — и он вам ответит, что эра полного привода на массовых легковых автомобилях началась только в с появлением Audi Quattro. Назовёт он и редких предшественников — например, английский суперкар Jensen FF 1966 года и Subaru Leone 4WD 1972 года. Впрочем, настоящий знаток тут же оговорится: первые полноприводные автомобили Subaru не имели постоянного полного привода — он был подключаемым. А это, как говорят в Одессе, две большие разницы.
Паллиатив
Подключаемый привод на одну из пар колёс — решение на легковых автомобилях паллиативное. Такую трансмиссию в англоязычном мире часто называют Part-Time 4WD, «временный полный привод», и пришла она из мира внедорожников и грузовой техники повышенной проходимости. Такой автомобиль, у которого одна из осей постоянно ведущая, а другая жёстко подключается в случае необходимости, способен проявить свои полноприводные качества только на время преодоления бездорожья. А для движения по дорогам с твёрдым покрытием жёсткий полный привод приходится отключать. Почему? Причина — в так называемой циркуляции мощности. Ведь в повороте передние колёса проходят больший путь, двигаясь по дугам большего радиуса, а значит, и вращаются быстрее задних. Причём чем круче поворот, тем разница больше. И на автомобилях с таким типом привода тяга на передних колёсах падает, а на задних — наоборот, растёт. В некоторых случаях тяговый момент может смениться тормозным, то есть передние колёса будут увеличивать сопротивление движению автомобиля. Когда под колёсами грязь или снег, в этом нет ничего страшного — разве что автомобиль станет хуже слушаться руля и пойдёт наружу «плугом» с вывернутыми колёсами.
Итак, на дорогах с твёрдым покрытием, где легковые автомобили проводят большую часть времени, подключаемый привод бесполезен — он лишь утяжеляет автомобиль. Ведь всё это время машине приходится «возить с собой» раздаточную коробку, в которой происходит отбор мощности к «временно ведущей» второй оси, ещё один карданный вал, главную передачу второго моста.
Постоянный полный
Зачем нужен межосевой дифференциал? Два межколёсных дифференциала, передний и задний, позволяют каждой паре колёс в поворотах вращаться с разными скоростями. А межосевой выполняет эту работу для обоих ведущих мостов. Поэтому автомобиль с тремя дифференциалами легко может двигаться с постоянным полным приводом по любым дорогам!
Элементарно? Меж тем до начала годов считалось, что постоянный полный привод дорожным автомобилям не нужен. Мол, к чему двигателю на сухом асфальте постоянно вращать вторую пару колёс и соответствующие детали трансмиссии — это и шум, и повышенный расход топлива. И лишь после появления Audi Quattro общественное мнение стало меняться в сторону постоянного полного привода. Ведь тяга двигателя при этом постоянно распределяется не на два, а на все четыре колеса, оставляя больший запас по сцеплению для восприятия боковых сил. И в повороте такой автомобиль оказывается намного более устойчивым при разгоне или при торможении двигателем.
Кстати, первыми массовыми автомобилями с межосевыми дифференциалами в трансмиссии считаются Range Rover (1970) и наша «Нива» (1976). Но так как обе эти машины всё-таки принадлежат к внедорожному племени, то лавры первопроходца среди легковушек пожинает Audi Quattro.
А что же конструкторы гоночных автомобилей — неужели они не применили постоянный полный привод раньше? Мы знали, что попытки сделать полноприводные гоночные машины предпринимались и до эпохи Quattro. Например, первым послевоенным проектом Фердинанда Порше был полноприводный гоночный болид Cisitalia 360 среднемоторной компоновки с полуторалитровым двигателем. Но доподлинно известно, что привод на передние колёса у этого чуда техники был отключаемым — гонщик должен был задействовать его только на прямых участках трассы, а перед поворотом вновь переходить на задний привод.
А были ли предшественники у Чизиталии? Оказалось, например, что тот же Фердинанд Порше ещё в 1900 году построил электромобиль с четырьмя ведущими мотор-колёсами. Но настоящий шок у автознатока вызовет гоночный автомобиль голландской фирмы Spyker образца 1902 года. В те дремучие времена, когда даже тормоза делали только на задних колёсах, у этого автомобиля был самый что ни на есть постоянный полный привод — с межосевым дифференциалом!
Так что можно смело заявлять, что нынче схема 4WD справляет своё столетие. Полноприводных Спайкеров было выпущено немного — они стоили сумасшедших денег и по разным причинам не смогли добиться успеха в гонках. Не намного удачнее оказались и другие полноприводные гоночные автомобили — Bugatti Tipo 53 и Miller FWD начала годов. Что касается Bugatti, то инициатива принадлежала фиатовскому инженеру Антонио Пикетто, который в 1930 году предложил Этторе Бугатти построить гоночную машину с колёсной формулой 4×4. И в 1932 году были сделаны три полноприводных Bugatti Tipo 53 — с мощными компрессорными трёхсотсильными моторами, с постоянным полным приводом и с тремя дифференциалами.
Интересно, что перед созданием полноприводного Bugatti итальянцы тщательно изучили приобретённый специально под разборку переднеприводный американский гоночный Miller. В свою очередь американец Гарри Миллер заинтересовался затеей Бугатти и тоже решил построить полноприводную версию своего автомобиля, заручившись спонсорством фирмы FWD (Four Wheel Drive — «Четыре ведущих колеса»), выпускавшей грузовики с колёсной формулой 4×4. Так появились полноприводные гоночные болиды Miller FWD.
Именно с этими машинами связан любопытный эпизод: во время гонки на берлинском треке Avus в 1935 году полноприводный Miller шёл третьим, когда его рядная «восьмёрка» не выдержала и буквально взорвалась. При этом куски мотора лишь немного не долетели до трибуны, на которой среди прочих важных персон из национал-социалистической партии сидел сам Гитлер! Право, редкий случай, когда об отсутствии человеческих жертв стоит пожалеть. Прилетел бы осколок поршня в голову одного человека — и ход мировой истории был бы совсем другим.
Но Bugatti Т53 и Miller FWD не получили должной оценки — подвели «сырая» конструкция и постоянные поломки. Зато следующий эпизод в истории легковых машин с постоянным полным приводом оказался воистину судьбоносным.
Формула Фергюсона
Чтобы оценить всю важность того, что происходило в Англии на рубеже годов, вернёмся к теории. Межосевой дифференциал создан для того, чтобы «развязать» обе ведущие оси. Например, задние колёса бешено буксуют, а передние стоят на месте. И дифференциал этому никак не препятствует!
Лекарство от этого недуга впервые придумали конструкторы внедорожников — это принудительная блокировка. В нужный момент водитель дёргает за рычаг, механизм намертво фиксирует шестерни межосевого дифференциала — и трансмиссия из дифференциальной, «свободной», становится жёстко замкнутой. Именно по этой схеме были сделаны и первые поколения автомобилей Range Rover, и наша «Нива», и множество других внедорожников. И, кстати, первые автомобили Audi Quattro тоже — в этих машинах до 1984 года водителю приходилось самостоятельно включать блокировку межосевого дифференциала.
Но это решение опять-таки паллиативное: блокировку на дорожной машине можно задействовать только на бездорожье. А на асфальте её нужно выключать. И если автомобиль внезапно попадёт на скользкий участок, колёса одной из осей при подаче тяги начнут буксовать раньше других.
А можно ли сделать так, чтобы дифференциал при пробуксовке блокировался сам, автоматически? Внедрение самоблокирующегося межосевого дифференциала связано с именем англичанина Тони Ролта, гонщика и конструктора. Он и его друг Фред Диксон, тоже гонщик и страстный любитель повозиться с автомобильными железками, ещё до войны открыли собственное бюро Rolt/Dixon Developments по подготовке гоночных автомобилей. После войны два друга увлеклись идеей постоянного полного привода. Построив экспериментальную полноприводную «тележку» под названием «Краб», Ролт и Диксон в 1950 году перешли под крыло Гарри Фергюсона, преуспевающего тракторного фабриканта. Так возникла фирма Harry Ferguson Research.
Фергюсона мало интересовали гоночные болиды, зато он мечтал о безопасном дорожном автомобиле, колёса которого не буксовали бы при разгоне и не блокировались при торможении. И Ролт с Диксоном решили спроектировать такую машину «с нуля» — полностью, включая кузов, трансмиссию и силовой агрегат!
Знаний друзьям не хватало, и на должность компетентного главного конструктора пригласили Клода Хилла, который ради столь интересной работы покинул Aston Martin. Но несмотря на финансы Фергюсона, работа шла неспешно — экспериментальный седан Ferguson R4 был готов только через шесть лет. Зато какой: полноприводный, с оппозитной «четвёркой», с дисковыми тормозами на всех колёсах и с электромеханической антиблокировочной системой Dunlop MaxaRet, позаимствованной из авиации!
Но самое интересное для нас заключалось внутри раздаточной коробки прототипа. Разобрав её, помимо дифференциала мы бы увидели ещё дополнительный «набор» шестерёнок, две шариковые обгонные муфты и два пакета фрикционов. Пока колёса не скользили, всё это хозяйство мирно вращалось вхолостую. Но когда начиналась пробуксовка колёс одной из осей и разность частот вращения выходных валов достигала определенной величины, одна из муфт срабатывала, сжимала «свой» пакет фрикционов — и те тормозили шестерни дифференциала, моментально блокируя его и превращая дифференциальный привод в жёсткий!
Следующий прототип Ferguson R5 1962 года, на подготовку которого снова ушло шесть лет, оказался ещё интереснее — это был легковой полноприводный универсал. Эксперты журнала Autocar, которые позже испытывали Ferguson R5, делились впечатлениями: «Автомобиль достигает предела скольжений на невероятно высоких скоростях!»
Но никто из автомобилестроителей так и не взялся за выпуск первого в мире полноприводного универсала с межосевым самоблокирующимся дифференциалом и с АБС — слишком сложным и дорогим получился бы серийный Ferguson. Однако в 1962 году Ролту всё-таки удалось заинтересовать руководство компании Jensen — он предложил адаптировать полноприводную трансмиссию для купе Jensen CV8 с трёхсотсильным крайслеровским мотором V8, которое тогда готовили к серийному производству. Полный привод оказался мощному и скоростному купе как нельзя кстати!
Через три года был построен экспериментальный полноприводный Jensen FF. А в 1966 году появилась следующая модель — Jensen Interceptor, с ещё более мощной «восьмёркой». Кроме заднеприводного купе предлагался и вариант со скромным шильдиком JFF. Это был знаменитый Jensen FF — первый в мире полноприводный серийный автомобиль с самоблокирующимся межосевым дифференциалом и с АБС! Буквы FF — это Formula Ferguson, обозначение запатентованной Ролтом и коллегами трансмиссии.
Все без исключения автомобильные журналисты того времени упоминали выдающуюся устойчивость полноприводных Дженсенов и «практически неограниченный запас тяги на мокром асфальте». Жаль, что самого Фергюсона к тому времени уже не было в живых — он умер в
Почему мы столь подробно рассказываем о Формуле Фергюсона? Да потому, что именно фирма Harry Ferguson Research впервые в мире уделила столь серьёзное внимание полному приводу как средству повышения активной безопасности!
Мы уже говорили, что привод на четыре колеса оставляет больший запас по сцеплению для восприятия боковых сил. И это плюс. Но есть и минус — теряется однозначность реакций на подачу топлива. Если на мощном заднеприводном автомобиле в скользком повороте резко нажать на газ, это вызовет занос задней оси. На переднеприводной машине, наоборот, при подаче тяги в скольжение сорвутся передние колёса. Хорошо это или плохо — не в том дело. Главное, что водитель всегда знает, как поведёт себя автомобиль в таком случае.
А какая ось сорвётся в скольжение на полноприводном автомобиле? На этот вопрос ответить непросто. Если в данный момент больше разгружен передок или под передними колёсами более скользкое покрытие, то начнётся снос. А если худшие условия по сцеплению имеют задние колёса, то машина уйдёт в занос. Реакция может быть неоднозначной! И это небезопасно.
К счастью, Тони Ролт сам был гонщиком, причём очень хорошим — однажды, в начале он даже выиграл гонку в Ле-Мане. Поэтому Ролт с коллегами с самого начала попытались избежать неоднозначности полного привода, применив несимметричный межосевой дифференциал. На задние колёса всех машин с фергюсоновскими трансмиссиями подавалось 63% крутящего момента, на передок — 37%. Таким образом реакция на увеличение тяги была приближена к заднеприводной.
Самоблокирующийся дифференциал позволил Дженсену взять лучшее от обоих типов трансмиссий. Лёгкий вход в поворот и отсутствие циркуляции мощности в штатных режимах движения без пробуксовки — от дифференциального привода. А лучшую реализацию тяги двигателя при пробуксовке — от жёсткого.
Но обгонные муфты механизма блокировки работали жёстко, в пульсирующем режиме, моментально превращая несимметричный дифференциальный привод в блокированный и обратно. Поэтому при пробуксовке неоднозначность увеличивалась! Был нужен механизм, который бы более гибко и плавно изменял степень блокировки межосевого дифференциала. И в конце годов Тони Ролт вместе с Дереком Гарднером, который позже был главным конструктором болидов Tyrrell, занялись странными, на первый взгляд, экспериментами с силиконовой жидкостью, что использовалась в муфтах привода вентиляторов радиаторов. Да-да, именно Ролт с Гарднером вошли в историю как изобретатели вискомуфты!
Самоблокирующиеся развиваются
Цилиндр с пакетами фрикционов внутри, заполненный силиконовой жидкостью, отлично подходил для намеченной Ролтом цели — тормозить шестерни межосевого дифференциала при пробуксовке колёс. Пока скорости вращения всех колёс примерно равны, вискомуфта никак не вмешивается в работу межосевого дифференциала. Но вот колёса одной из осей забуксовали. Шестерёнки межосевого дифференциала тут же начинают раскручиваться, связанные с ним пакеты фрикционов вискомуфты «взбивают» силиконовую жидкость, и муфта «схватывается», блокируя межосевой дифференциал частично или полностью.
Такое устройство блокировало дифференциал плавнее и мягче, что положительно сказывалось на управляемости. После оформления патентов на вискомуфту Тони Ролт в 1971 году образовал фирму FF Developments — специально для того чтобы оснащать автомобили полноприводными трансмиссиями своей разработки. Например, среди первых заказов фирмы были полноприводные версии фургончиков Bedford для английских лесничеств, партия автомобилей Ford Zephyr FF для полиции или седаны Opel Senator 4×4 для британской военной миссии в Берлине. Но самым главным достижением FFD стала трансмиссия для американского автомобиля AMC Eagle, который выпускался с 1979 по 1988 год. Это был обычный легковой AMC Concord, но с поднятым на 75 мм кузовом и с увеличенными «внедорожными» шинами. И конечно же, с полноприводной трансмиссией. Причём впервые в мире серийный автомобиль был оснащён межосевым дифференциалом, блокирующимся вискомуфтой!
Конечно, создавался AMC Eagle главным образом для тех, кто периодически штурмует бездорожье, — полный привод появился на этих машинах не из-за желания добиться более уверенного разгона или лучшей устойчивости и управляемости, как в случае с суперкаром Jensen FF или с Audi Quattro. Но с трансмиссионной точки зрения прямыми наследниками AMC Eagle стали такие драйверские автомобили, как Subaru Impreza Turbo или Mitsubishi Lancer Evo с первого по шестое поколения. Ведь их межосевые дифференциалы тоже блокируются встроенными вискомуфтами.
Серийное купе Audi Quattro, которое появилось в 1981 году, через два года после дебюта AMC Eagle, оснащалось обычным «свободным» межосевым дифференциалом с принудительной блокировкой. Правда, Фердинанд Пьех, который в начале был начальником инженерного департамента Audi, выбрал для Quattro очень изящную схему, отлично подходившую для компоновки ингольштадтских машин. Продольно расположенный силовой агрегат переднеприводного автомобиля прямо-таки указывал торцом коробки передач на задние колёса — осталось лишь встроить в корпус трансмиссии межосевой дифференциал. Но для привода на передние колёса конструкторы Пьеха не стали городить традиционный для полноприводников огород с отдельной «раздаткой». Немцы сделали вторичный вал коробки полым — и сквозь него пропустили приводной вал передних колёс. Воистину, всё гениальное просто.
Кстати, когда в последнее время конструкторы больших внедорожников стали задумываться о достижении «легковой» управляемости, они тоже вспомнили про Torsen — он используется в трансмиссиях таких автомобилей, как новый Range Rover, VW Touareg/Porsche Cayenne и Toyota Land Cruiser Prado.
Но вернёмся в Триумфальный выход Audi Quattro на раллийную сцену послужил началом полноприводного бума — все раллийные команды группы В бросились создавать версии 4×4. Один за другим появились Peugeot 205 T16, Metro 6R4, Lancia Delta S4, Ford RS200. Все как один — с вискомуфтами в самоблокирующихся дифференциалах разработки FFD. За работу с раллийными командами на FFD отвечал Стюарт Ролт, сын Тони.
Однако такая настройка актуальна только в одном случае — при раллийном стиле езды со скольжениями. Поэтому три самоблокирующихся дифференциала — это прерогатива болидов группы WRC. Причём на этих машинах, как правило, внутрь дифференциалов встроены уже не вискомуфты, а пакеты многодисковых фрикционов с гидроприводом и с электронным управлением. Таким образом конструкторы получают широчайшие возможности по настройке управляемости в режиме реального времени. Например, при входе в поворот бортовой компьютер может «распустить» муфты во всех трёх дифференциалах, превратив их в «свободные» — чтобы автомобиль легче заходил в вираж. А когда пилот начнёт ускоряться при выходе на прямую, электроника даст команду, и сервопривод «зажмёт» муфты в дифференциалах таким образом, чтобы добиться минимальной пробуксовки всех колёс и в то же время не перейти грань приемлемой недостаточной поворачиваемости, за которой болид вынесет наружу виража.
Кстати, первыми применили управляемые муфты в Daimler-Benz — в трансмиссии автомобиля Mercedes-Benz 4Matic с кузовом W124 образца 1986 года. Причём муфт там было три — при необходимости электроника сперва подключала привод на передние колёса, а потом последовательно задействовала блокировки межосевого и заднего межколёсного дифференциалов. Но такая трансмиссия оказалась неоправданно сложной. Кроме того, на нестабильном покрытии электроника то подключала передние колёса, то отключала.
Ещё одним пионером применения электронноуправляемых муфт в скоростных автомобилях стала фирма Porsche — на модели Porsche 959 1986 года было две муфты, а электроника работала в четырёх режимах, которые мог выбирать водитель. Позже серийные автомобили с трансмиссиями подобной сложности начали выпускать японцы — это, например, Mitsubishi Lancer Evo, наиболее совершенный полноприводный дорожный автомобиль из всех, что когда-либо проходили испытания Авторевю. Эволюция с межосевым управляемым дифференциалом ACD и задним дифференциалом с активным распределением крутящего момента AYC способна творить чудеса.
Вместо дифференциала
Пока раллийные инженеры колдовали с механизмами самоблокировки, конструкторы массовых легковушек, наоборот, пошли по пути упрощения — и вообще отказались от межосевого дифференциала, заменив его вискомуфтой. Первым европейским легковым автомобилем с такой трансмиссией стал Volkswagen Golf II Syncro 1985 года — его трансмиссию разрабатывали инженеры фирмы GKN, которая ещё в 1969 году приобрела FFD. Преимуществами такой схемы были простота и унификация полноприводной модели с базовой. В нормальных условиях автомобиль сохранял характеристики и управляемость переднеприводного, а при пробуксовке передних колёс уже через 0,2 секунды срабатывала вискомуфта, способная подавать назад до 70% крутящего момента.
Но такой «упрощенный» привод задних колёс обладал существенным недостатком — даже небольшая задержка в срабатывании вискомуфты усугубляла неоднозначность реакций. При подаче газа в скользком повороте автомобиль сначала сносило наружу, как переднеприводный, а потом, с подключением задних колёс, он резко менял характер — и мог уйти в занос.
Здесь отличились японцы — они неоднократно пытались сгладить этот недостаток, подбирая характеристики вискомуфт и используя их не только для включения привода на задние колёса, но и для блокировки межколёсных дифференциалов. На некоторых моделях (например Nissan Sunny/Pulsar 1988 года) было аж три вискомуфты: одна включала привод на задние колёса, а две другие служили для блокировки межколёсных дифференциалов. В автомобилях Ноnda Concerto 4WD вискомуфты заменяли не только межосевой, но и задний межколёсный дифференциал.
Но потом оказалось, что вместо вискомуфты в приводе задних колёс гораздо удобнее использовать просто фрикционную муфту, пакеты которой сжимаются гидроприводом. А управлять сжатием фрикционов и, соответственно, регулировать величину подаваемого к задним колёсам крутящего момента отлично может электроника.
Нынче большинство легковых полноприводников и паркетников имеют в приводе одной из осей управляемую муфту — будь то Haldex на автомобилях гольф-платформы концерна VW, система фирмы Honda или xDrive на BMW. Причём быстродействие современных муфт сделало задержку в подключении колёс практически незаметной — теперь всё зависит только от того, как настроена управляющая электроника. Например, трансмиссии автомобилей Golf 4Motion и Audi A3 Quattro совершенно идентичны конструктивно. Но разное программное обеспечение позволяет фольксвагеновцам выбирать симметричное распределение момента по осям, а инженеры Audi предпочитают подавать назад только 40% тяги, придавая своим машинам более переднеприводный характер. Дело вкуса.
А какие из этих схем предпочитаем мы? Легковые дорожные автомобили с подключаемым вручную приводом на вторую ось ныне, слава богу, не выпускаются. А что касается остальных трёх схем.
Конечно же, самые интересные, с нашей точки зрения, автомобили — это наследники Формулы Фергюсона, в трансмиссиях которых есть самоблокирующийся межосевой дифференциал. И неважно, какими путями осуществляется блокировка — вискомуфтой, как на автомобилях Subaru, механическим дифференциалом Torsen, как на моделях Audi Quattro, VW Phaeton, или электронноуправляемыми муфтами (Mitsubishi Lancer Evo). Главное, что автоматически блокирующийся «центр» при грамотной настройке может значительно улучшить управляемость автомобиля — сделать его более безопасным и приятным для искушённого водителя.
Но машины с автоматически подключаемым приводом на задние колёса мы тоже не сбрасываем со счетов — их становится всё больше. Муфту Haldex в последнее время активно используют Volvo и Saab. Трансмиссии со «свободными» межосевыми дифференциалами тоже находят своё применение — причём на таких скоростных автомобилях, как Мерседесы 4Matic всех классов. Но на этих машинах вместе с дифференциальным полным приводом в обязательном порядке «работает» неотключаемая антипробуксовочная электроника, которая в какой-то мере компенсирует отсутствие механизма самоблокировки.
Однако в последнее время мы замечаем, что по реальным ездовым свойствам автомобили с разными полноприводными трансмиссиями становятся все ближе друг к другу — естественно, при движении по дорогам общего пользования, а не на раллийных трассах. И чем более совершенными будут становиться электронные антипробуксовочные системы и программы управления муфтами типа Haldex, тем меньше будет различаться управляемость оснащённых ими автомобилей. Очевидно, это и есть прогресс.
Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.
