По стопам quattro

Автор auto99
В AUDI
Сен 2nd, 2014
0 Ком.
1387 Просмотр.

Audi quattro, первый серийный полноприводный автомобиль для дорог общего назначения

Audi quattro, первый серийный полноприводный автомобиль для дорог общего назначения


Полноприводные трансмиссии — экзотика еще лет 30 назад — ныне стали привычной конструктивной особенностью легковых автомобилей. Современный рынок предлагает широкий выбор различных систем полного привода, а мы расскажем, как они работают и чем различаются.

До начала 1980-х полный привод ассоциировался исключительно с автомобилями для бездорожья. Но успех Audi quattro заставил ведущих автопроизводителей пересмотреть свои взгляды на такую трансмиссию. Стало очевидно, что помимо повышения проходимости привод на все колеса позволяет более эффективно использовать мощность мотора при езде по ровным дорогам. А по мере развития электроники полноприводная трансмиссия стала еще и инструментом повышения уровня активной безопасности. Так что приводом на обе оси сейчас оснащают не только SUV и спорткары, но и автомобили представительского класса.
Инженеры, занявшиеся в 1970-х адаптацией полного привода к автомобилям для города, столкнулись с проблемой ухудшения управляемости. Жесткая связь между передней и задней осями обеспечивала отличную проходимость на бездорожье, однако на асфальте менее нагруженная ось так и норовила пуститься в пробуксовку. А при прохождении поворотов на сухом твердом покрытии малейшее излишнее усилие на педали газа отправляло машину в занос.
Очевидным выходом из этой ситуации казалась установка межосевого дифференциала, который перераспределял бы крутящий момент по осям в нужной пропорции. Однако на испытаниях стало очевидно, что такая система успешно работает только на дорогах с однородным покрытием. Стоило хотя бы одному колесу потерять сцепление, как на остальных трех тяга тут же резко падала. Ведь крутящий момент в свободной трансмиссии зависит от самого слабого ее звена.
Поэтому если любое из колес буксует, то на остальные тут же начинает подаваться меньше момента — ровно столько, сколько может реализовать скользящее колесо.

Зарождение «классики»
Чтобы сохранить для полноприводного автомобиля возможность передвигаться после начала пробуксовки, как минимум один из дифференциалов — межосевой — следует делать блокируемым. И блокировка должна быть регулируемой: включаться на скользком покрытии (для обеспечения стабильной тяги на каждой оси) и отключаться на твердом (чтобы улучшить управляемость и снизить нагрузку на трансмиссию).
Поэтому для автомобилей, рассчитанных на поездки по бездорожью, с середины 1980-х начала использоваться схема, которую сейчас принято называть «классической полноприводной трансмиссией», или full-time. Система включает в себя три дифференциала. Межосевой имеет ручную жесткую блокировку, так что в нужный момент водитель может одним движением рычага перевести трансмиссию в режим для бездорожья и обратно.

услуги брендирования автомобиля в Санкт-Петербурге / auto-graf.net
Нанесение фирменных логотипов на корпоративный транспорт. Качественно. Оперативно. Звоните! +7 (812) 294-36-70
Адрес: Санкт-Петербург, Зеленогорская улица, дом 4а, 1 этаж.

Блокировки осевых дифференциалов встречаются реже и, как правило, в качестве опции. Хотя, к примеру, у Mercedes-Benz G-Класса в базовую комплектацию входит ручной блок всех трех дифференциалов. И получая ровно по 25 % крутящего момента на каждое из колес, «Гелендваген» в случае необходимости может продемонстрировать подлинные чудеса проходимости.

Трансмиссия Mercedes-Benz G-Класса укомплектована по максимуму: три блокировки дифференциалов и понижающий ряд передач

Трансмиссия Mercedes-Benz G-Класса укомплектована по максимуму: три блокировки дифференциалов и понижающий ряд передач


На манер трактора
Полнорприводные автомобили, рассчитанные на длительную эксплуатацию в условиях тяжелого бездорожья, обычно имеют понижающую передачу в раздаточной коробке. Активация этого режима удваивает тягу. Соответственно, скорость падает примерно вдвое, расход топлива сильно повышается — зато автомобиль может самостоятельно выбраться практически из любой трясины.

Полный привод по запросу
В то же время была разработана еще одна система: более дешевая, но вполне сопоставимая с «классикой» в плане эффективности на бездорожье. Это подключаемый вручную полный привод, также известный как part-time.
У такой системы межосевого дифференциала нет, его заменяет механизм принудительного подключения второй оси. На дорогах с твердым покрытием такую трансмиссию следует переводить в моноприводный режим (ведущими колесами чаще являются задние). А для преодоления сложных участков можно активировать жесткую связь между осями. Зачастую подобные системы дополнительно оборудуются блокируемым задним дифференциалом — это помогает избежать застревания при диагональном вывешивании колес. Главное при использовании подключаемого вручную полного привода — не забывать отключать режим «4х4» при движении на больших скоростях и по твердому покрытию, чтобы не вывести трансмиссию из строя.

В трансмиссии Volkswagen Golf R используется многодисковая гидромуфта Haldex пятого поколения

В трансмиссии Volkswagen Golf R используется многодисковая гидромуфта Haldex пятого поколения


Создавая сопротивление
Некоторые производители начали внедрять в конструкцию трансмиссии узлы, которые бы подменяли собственным внутренним трением отсутствующее сопротивление на буксующем валу/колесе. На втором поколении Audi quattro (1984) дебютировал самоблокирующийся механический дифференциал Torsen (сокращение от torque sensitive — «чувствительный к крутящему моменту»). В обычных условиях он поровну раздает тягу обеим осям, а при пробуксовке любого из колес червячная передача внутри механизма жестко замыкается, передавая больше крутящего момента на остальные колеса. Современные поколения Torsen и поныне применяются на многих полноприводных автомобилях.
Другим популярным способом автоматической блокировки дифференциала стало использование вязкостных муфт. Вискомуфты, используемые в трансмиссиях, представляют собой герметичные цилиндры, внутри которых находится жидкость на основе силикона, а также диски с каналами и отверстиями. Часть этих дисков прикреплена к ведущему валу, другая часть — к ведомому. Когда разница в скорости вращения валов становится большой, жидкость в муфте нагревается от трения дисков и расширяется, делая передачу полностью жесткой. Подобные системы имеют большую инерционность.
Это не критично на твердом покрытии, но для интенсивной эксплуатации на бездорожье вискомуфты не предназначены.

po-stopam-quattro-4
Торможение ускоряет движение
Полноприводные автомобили, все три дифференциала у которых не блокируются, производятся и сейчас: например, Mercedes-Benz M-Класса. Сохранение высокого крутящего момента на скользкой поверхности этому внедорожнику обеспечивает система контроля тяги ETS. Процессор анализирует показания датчиков ABS и активизирует тормозной механизм на буксующих колесах, тем самым создавая необходимое сопротивление.

Автоматически подключаемый полный привод стал обязательным атрибутом SUV

Автоматически подключаемый полный привод стал обязательным атрибутом SUV


Развитие автоматики
Ручной part-time в 90-е годы эволюционировал — спасибо развитию микропроцессоров. Человек не всегда успевает вовремя среагировать на необходимость подключения второй оси. Зато это прекрасно способна сделать электроника, тысячи раз в секунду снимающая показания с многочисленных датчиков: измерителей вращения каждого из колес, акселерометра, фиксирующего продольное и поперечное ускорение, индикаторов положения рулевого колеса и педали газа.
Подобные системы называются автоматически подключаемым полным приводом. Часто их обозначают аббревиатурами A-AWD и AWD (а трансмиссии с механической активацией второй оси — 4WD ). Это самый простой с технической точки зрения и, как следствие, самый недорогой способ реализации полного привода.
В частности, такая система позволяет использовать поперечную компоновку двигателя — хотя существуют и варианты с продольным расположением мотора.
В A-AWD -трансмиссиях подключение второй оси осуществляется, как правило, с помощью многодисковой муфты с электромагнитной, гидравлической или пневматической блокировкой.
Автоматический part-time ориентирован на улучшение в первую очередь управляемости, а не проходимости. Долгие поездки по пересеченной местности таким системам не рекомендованы: при длительной работе под нагрузкой муфты перегреваются. Зато со скользким твердым покрытием (например гололедом на асфальтовой дороге) A-AWD справляется великолепно.

Притворяясь моноприводом
Интересный принцип реализован в трансмиссии SuperSelect от Mitsubishi Motors. По сути, это постоянный полный привод с блокируемым межосевым дифференциалом и понижающей передачей.
Однако систему можно принудительно перевести в заднеприводный режим, что при движении по ровным дорогам позволяет существенно экономить топливо. Такой трансмиссией оснащаются модели Pajero, Pajero Sport и L200.

Реагируем или предсказываем?
Автоматически подключаемый полный привод бывает двух типов: реактивный и превентивный.
Реактивный алгоритм работы подразумевает подключение второй оси по факту пробуксовки колес на ведущей. Эта схема встречается на автомобилях с поперечной компоновкой двигателя и передним в обычных условиях приводом. Задние колеса у такой трансмиссии обычно подключаются на считанные секунды — в скоростных поворотах, в случае сноса передней оси.
Муфта с превентивной блокировкой активируется, не дожидаясь пробуксовки. Основным сигналом для ее включения является нажатие на педаль газа. Также учитывается угол поворота руля: при сильно вывернутых колесах жесткость блока снижается. Ведущей осью, как правило, является передняя, хотя часть крутящего момента (около 10 %) постоянно передается и на «ведомую».
Именно трансмиссии с превентивной блокировкой составляют сейчас подавляющее большинство среди систем автоматически подключаемого полного привода. В их число входят Mercedes-Benz 4Matic, Volkswagen 4Motion (используемая также на Audi A3, Audi TT и Skoda Octavia), устройства с муфтами Haldex 4-го и 5-го поколений. Автомобили с такими системами универсальны: они адекватно управляются на твердом покрытии, имеют нейтральную поворачиваемость и отлично подходят для эпизодической эксплуатации на умеренном бездорожье.

Корейская новинка
В наши дни автопроизводитель едва ли может претендовать на звание лидера индустрии, если не имеет в своем портфеле эффективной системы полного привода, разработанной собственными силами. В начале 2014 года на Genesis второго поколения состоится дебют HTRAC — полноприводной трансмиссии от Hyundai. Эта система с помощью электроники контролирует распределение крутящего момента между осями в зависимости от дорожных условий.
При этом водитель сможет вручную подстраивать эти показатели под свой стиль вождения.

Подводя итоги, можно дать ряд рекомендаций. Любителям скоростной езды лучше всего подойдет автомобиль с постоянным полным приводом. Тем, кто желает обезопасить себя при езде по скользкой дороге, следует обратить внимание на машины с автоматически подключаемым полным приводом. Если же ключевым фактором для вас является проходимость, вам нужен автомобиль либо с подключаемым вручную полным приводом, либо с системой full-time, имеющей как можно большее количество блокировок дифференциалов и желательно понижающий ряд передач. И какой бы полноприводный автомобиль вы ни приобрели, обязательно найдите время съездить на нем на полигон и как следует попрактиковаться. Ведь четыре ведущих колеса предоставляют водителю гораздо больше возможностей — но этими возможностями надо уметь пользоваться.

Добавить комментарий