На четыре – не поровну
Полный привод обеспечивает гибридному «Лексусу-LS600h» хорошую динамику. За рассредотачивание момента бензинового и электронного моторов меж осями отвечает дифференциал «Торсен». ОТ Обычного К СЛОЖНОМУ
Традиционная схема полного привода – жесткое подключение 2-ой оси. Многие любители бездорожья убеждены, что это единственно верное решение – нет ни замысловатой электроники, ни дорогой механики. Такие модели, обычно, обозначают 4WD (время от времени FWD – Four Wheel Drive, четыре ведущих колеса). Самый близкий пример – российский УАЗ. Но в консервативности он не одинок – японский «Ниссан-Патруль GR» сотворен по аналогичной схеме. Так же устроены коробки большинства китайских вседорожников и пикапов – к примеру, узнаваемых на русском рынке моделей «Грейт-Уолл Дир». Ездить на таких машинах, включив полный привод, по обыденным дорогам тяжело – жесткая связь меж фронтальной и задней осями портит и комфорт, и маневренность. Чтоб «развязать» их, в коробку добавляют очередной дифференциал – межосевой. Но тогда возникает другая неувязка – на бездорожье его нужно перекрыть, чтоб при пробуксовке одной оси не останавливалась 2-ая. Непременно, здесь есть где разгуляться инженерной фантазии.
Неизменный полный привод, жесткие блокировки межосевого и междуколесных дифференциалов, понижающая передача – отличительные черты именитого «вездехода» – «Мерседес-Бенц» G-класса. Одна из более функциональных систем – «Супер-Селект» прописалась на внедорожниках «Мицубиси-Паджеро» (ЗР, 2007, № 5). При подключении полного привода момент распределяется в соотношении 33:67, а вискомуфта, установленная параллельно межосевому дифференциалу, меняет это соотношение до 50:50 зависимо от дорожных критерий. На суровом бездорожье связь меж осями можно агрессивно заблокировать, а если дорога становится совершенно непроходимой – к тому же включить пониженную передачу.
Электроника не только лишь без помощи других управляет приводом, да и предлагает водителю самому избрать режим. При этом некие устройства показывают работу коробки на экране. Неизменная ВЕЛИЧИНА
Полный привод нужен не только лишь в труднопроходимых местах. Большинству дорожных машин 4х4, у каких вращающий момент распределяется повсевременно на все колеса (их обозначают аббревиатурой AWD), он позволяет эффективнее использовать потенциал мотора, при этом не только лишь на разгоне, да и при прохождении поворотов. Основная же задачка разработчиков – верно распределить тягу меж осями.
Симметричный полный привод – визитная карточка компании «Субару». Разницу в скорости вращения фронтальных и задних колес компенсирует вискомуфта. Одними из первых решений, доживших, кстати, до нынешних дней, стали межосевые дифференциалы завышенного трения. Еще сначала 1980-х «Ауди» выпустила вэдовую «Кваттро», у которой вращающий момент по осям распределял дифференциал «Торсен» (см. плашку). Такую схему можно узреть и на потомках знаменитой Подвескаивной машины – современных «ауди» и «фольксвагенах» с продольным расположением мотора. Сегодняшний «чувствующий момент» (конкретно от сокращений этих слов и вышло заглавие) узел может стремительно перекинуть до 100% тяги на фронтальные либо задние колеса. «Торсен» работает и в коробки южноамериканского «Хаммера-Н2» (ЗР, 2005, № 1).
Система хDrive от БМВ – современный симбиоз электроники и механики. Компьютер
перераспределяет момент меж фронтальными и задними колесами, он же управляет имитацией блокировок межосевого и колесных дифференциалов.
Популярная своими разработками симметричного (момент в обыденных критериях делится напополам меж осями) полного привода, японская компания «Субару» избрала другое решение – механический центральный дифференциал соседствует с вискомуфтой, реагирующей на разницу угловых скоростей колес. Так же как и в варианте «Супер-Селект», при пробуксовке колес она «перебрасывает» излишек вращающего момента на другую ось.
В наше время коробка получила очередной источник мощности – электродвигатель. Фронтальные колеса гибридного «Лексуса-RX400h» крутит двигатель внутреннего сгорания, которому помогает электромотор. А вот привод на задние колеса только электронный. Но у механики в чистом виде есть суровые соперники – многодисковые муфты, управляемые умной и резвой электроникой. Так построена, к примеру, коробка xDrive на БМВ. Привод идет на все колеса (стандартное соотношение 40:60), а центральная многодисковая муфта распределяет вращающий момент меж осями зависимо от дорожных критерий. Схожая схема работает на внедорожниках «Фольксваген-Туарег» и их родственниках по полному приводу – «Порше-Кайенна». Кстати, и в стандартных комплектациях у этих машин нет механических блокировок междуколесных дифференциалов – их имитирует электроника, придерживающая лишне резвые колеса тормозами. Но любители полазить по грязищи могут заказать дополнительно так именуемый пакет для бездорожья – сидячему за рулем довольно повернуть ручку на центральной консоли, чтоб сделать жесткой связь меж задними колесами.
Разработчики вэдовых схем все почаще отрешаются от вискомуфт в пользу многодисковых сцеплений с электрическим управлением. Последние не только лишь более расторопно и верно распределяют вращающий момент, да и обеспечивают жесткую связь меж осями. Так поступает и другой германский производитель. По заказу на «Мерседес-Бенц» М-класса (ЗР, 2006, № 10) устанавливают коробку с автоматическими и ручными блокировками центрального и заднего междуколесного дифференциалов и двухступенчатой раздаточной коробкой с понижающей передачей. В базисном варианте – свободный центральный дифференциал распределяет момент меж фронтальной и задней осями в соотношении 60:40. А с пробуксовкой борется система контроля тяги 4ETS; она вычисляет и подтормаживает при помощи датчиков Абс прокручивающееся колесо.
Изюминка коробки «Хонды-Ледженд» – дифференциал SH-AWD. Он распределяет вращающий момент не только лишь по осям, да и меж задними колесами с помощью многодисковых сцеплений и планетарных передач (ЗР, 2004, № 8). Схожую схему на данный момент испытывает и БМВ (З ПЕРЕМЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ
А необходимо ли, чтоб момент повсевременно шел на все колеса? Ведь огромную часть жизни авто проводят на асфальте. Ну и для чего растрачивать понапрасну излишние мощность и горючее? Означает, необходимо сделать привод подключаемым – да так, чтоб не взваливать на водителя излишние заботы.
Для этой цели употребляют, к примеру, уже упомянутую вискомуфту – исключительно в этой схеме центральный дифференциал отсутствует. Момент мотора передается на одну ось, а при ее пробуксовке муфта подключает вторую. Благодаря простоте такая конструкция получила довольно обширное распространение – еще не так давно ее охотно использовали на вэдовых «вольво», «фольксвагенах».
Но в последние годы большая часть производителей отказались от услуг вискомуфты в пользу более «интеллигентных» и стремительных устройств. Конечно, речь о более многообещающих устройствах – муфтах с электрическим управлением. Принцип тот же, что и у виско – в подходящий момент подключается 2-ая ось, только не из-за нагрева воды, а по команде компьютера (см. плашку). Один из примеров – коробка «4-моушн» от концерна «Фольксваген». Многодисковая муфта «Халдекс», управляемая электроникой, установлена перед задней осью вэдовых «фольксвагенов», «ауди», «шкод», СЕАТов, чьи моторы размещены поперек. Чтоб выделить нрав того либо другого автомобиля, инженеры меняют опции электрического блока управления, регулируя момент срабатывания и степень блокировки.
Похожим образом работает и коробка «4-матик» компании «Мерседес-Бенц», только тут ведущая ось задняя, а дополнительный момент через муфту идет вперед. Силу и длительность сжатия дисков электроника рассчитывает, оценивая разницу в скорости вращения фронтальных и задних колес. Если и этого недостаточно, блок управления дает команду замкнуть дополнительно к тому же муфту заднего междуколесного дифференциала. А чтоб блокировки не мешали работе системы Абс, при нажатии педали тормоза компьютер разъединяет сразу обе муфты.
«Ниссан X-Трейл» на сухом и ровненьком асфальте в движение приводят только фронтальные колеса. Нажав кнопку, шофер может включить режим полного привода Auto – электрическое многодисковое сцепление перекидывает излишек вращающего момента вспять. Предусмотрен и бездорожный режим Lock, при котором огромную часть времени тяга распределяется меж осями в соотношении, близком к 57:43.
Уникальные решения отличают коробку «Хонды». На моделях CR-V (ЗР, 2007, № 6) и HR-V жители страны восходящего солнца ввели систему блокировки «Риал-Тайм 4WD». Ее изюминка в том, что муфтой управляет гидравлика. На осях установлены насосы: на фронтальной – нагнетающий давление в контуре, на задней – сбрасывающий. Когда фронтальные колеса начинают буксовать, давление в системе увеличивается и перекрывает муфту, подключая заднюю ось.
Что ж, ближний шаг эволюции вэдовых конструкций полностью предсказуем. Электроника, как и в почти всех других областях, будет равномерно теснить сложную механику либо брать над ней шефство, упрощая и совершенствуя прежние системы. И ничего необычного в этом нет, ведь решать сложные уравнения на компьютере намного резвее и проще, чем при помощи логарифмической линейки.
Подвескаивным автомобилям, скажем, «Ламборгини-Мурсьелаго», полный привод нужен для более полной передачи большого вращающего момента и мощности мотора на колеса. Кстати, над вэдовой коробкой для новейшей машины на данный момент работает и «Феррари». «СИЛИКОНОВАЯ» ПЕРЕМЕННАЯ
Одна из более обычных самоблокирующихся систем – вискомуфта. В корпусе, заполненном силиконовой жидкостью с высочайшей вязкостью, близко друг к другу размещены перфорированные диски, часть из которых соединена с входным валом муфты (читай, с фронтальной осью), а другие – с выходным (с задней). Если появляется пробуксовка колес, изменяется разница угловых скоростей одних дисков относительно других. Жидкость густеет и «склеивает» диски – вращающий момент перетекает на вторую ось. Один из недочетов таковой конструкции – при резком торможении вероятна одновременная блокировка всех колес, что вызовет сбои в работе Абс. Потому приходится устанавливать механизмы для разблокирования муфт при торможении.
+ Относительная простота и дешевизна конструкции, компактность.
- Запаздывания при срабатывании муфты, склонность к перегреву при длительной работе, создание помех при работе Абс.
Дифференциал «Торсен»: 1 – корпус дифференциала; 2 – шестерня вала фронтального привода; 3 – червячные сателлиты; 4 – шестерня вала заднего привода; 5 – ось сателлитов; 6 – прямозубые шестерни; 7 – ведомый вал; 8 – полый ведущий вал; А – к фронтальной оси; В ЗУБЧАТАЯ КОНСТАНТА
Дифференциал «Торсен» (от британского TORque SENsitive – чувствующий вращающий момент) – чисто механическая конструкция. Снутри него установлены ведомые (полуосевые) червячные колеса и ведущие (сателлиты) червячные шестерни. В обыкновенном состоянии дифференциал работает как свободный. Когда скорость вращения 1-го из ведомых валов растет (проскальзывание колес), сателлиты замыкаются, перебрасывая часть вращающего момента на вторую ось, при всем этом за счет появления связи меж осями «подтормаживаются» буксующие колеса. «Торсен», в отличие от вискомуфты, блокируется только под тягой, а поэтому не мешает при критическом торможении.
+ Резвое перераспределение вращающего момента, отсутствие воздействия на процесс торможения.
- Сложность производства и сборки, единственная заводская настройка, высочайшая стоимость.
Многодисковая муфта: 1 – выходной вал; 2 – втулка сцепления; 3 – корпус муфты; 4 – шайба, сжимающая диски; 5 – входной вал; 6 – ведущий фрикционный диск; 7 – ведомый фрикционный диск; 8 – балансирная пружина. ПАКЕТНЫЙ РАСЧЕТ
И дифференциал «Торсен», и вискомуфта – пассивные системы: они работают, только когда на их приходит вращающий момент. Муфты с многодисковыми сцеплениями, управляемые электроникой, этого недочета лишены. Одна из самых узнаваемых – патентованная шведами муфта «Халдекс». Очень схожий по конструкции агрегат TOD (Torque On Demand – вращающий момент по просьбе) выпускает компания «Исудзу».
Кратко принцип деяния: электронасос муфты повсевременно делает маленькое давление в системе для резвого срабатывания. Давление на поршень, сжимающий диски сцепления, развивает поршневой гидронасос. Он врубается, когда появляется разница угловых скоростей входного и выходного валов. Диски сомкнулись – 2-ая ось подключена.
В неких конструкциях исполнительными механизмами заместо гидроцилиндров служат электромагниты, которые при подаче напряжения соединяют диски. Управляет всеми процессами электрический блок, связанный с другими системами автомобиля.
+ Плавное и резвое срабатывание, возможность работать при любом режиме движения, простота опции.
- Сложность конструкции, высочайшая стоимость.