Момент под раздачу: привод приводу рознь
Изначально трансмиссия 4х4 была отличительной чертой настоящих внедорожников вроде Jeep Wrangler — иконы экстремальных путешествий. А сегодня 4WD можно встретить даже на легковых автомобилях. Но мало кто знает, что конструкция полного привода меняется в зависимости от назначения машины
Валентин Андреев
21 сентября 2009
19
48445
Система межосевого и межколесных дифференциалов позволяет каждому колесу проходить свой путь без проскальзываний и потери тяги
Система межосевого и межколесных дифференциалов позволяет каждому колесу проходить свой путь без проскальзываний и потери тяги
Полноприводная трансмиссия появилась практически одновременно с первыми автомобилями. В 1893 году жители европейских городов еще только привыкали к самобеглым экипажам, а английский изобретатель и инженер Брама Джозеф Диплок уже запатентовал паровой локомобиль с трансмиссией 4х4 и даже построил один экземпляр. У электромобиля Фердинанда Порше (1900) в каждое колесо был вмонтирован индивидуальный электромотор. Первым традиционным автомобилем с трансмиссией 4х4 можно считать гоночный Spyker 60 HP 1903 года. Вторая мировая война сделала полный привод популярным. Легендарный внедорожник Willys, который мог передвигаться даже там, где порой сложно пройти человеку, сразу приглянулся не только военным, но и обычным автолюбителям. Поэтому еще до окончания войны, в 1944 году, начались испытания Jeep CJ-2 — гражданской версии армейского вездехода и первого по-настоящему массового внедорожника.
Для тяжелых условий
Долгое время развитие полноприводных трансмиссий определялось решениями, заложенными в Jeep CJ и его преемник Wrangler. В обычных условиях такие автомобили заднеприводные. Передний мост можно задействовать только на скользкой дороге или бездорожье. Для этого обычно достаточно передвинуть рычаг в салоне или нажать специальную кнопку. Подобная конструкция получила название part-time, или подключаемый полный привод. В раздатке part-time нет межосевого дифференциала, передняя ось жестко соединяется с двигателем. Но на поворотах или при проезде неровностей передние и задние колеса проходят разный путь, а значит, должны вращаться с разными скоростями. Отчасти отсутствие дифференциала компенсируется проскальзыванием шин, но при этом они очень быстро изнашиваются, возрастают нагрузки на трансмиссию, нарушается устойчивость автомобиля. Поэтому автопроизводители рекомендуют использовать полный привод только тогда, когда он действительно необходим, в особенности на скользком покрытии.
Схема part-time проста и надежна. В сочетании с понижающей передачей она обеспечивает отличную проходимость. К примеру, трансмиссия Rock-Trac, серийно устанавливаемая на Jeep Wrangler Rubicon, позволяет увеличить тягу на колесах в четыре раза, настолько же снизив скорость их вращения, чтобы практически «ползком» преодолевать самые трудные препятствия.
Part-time обычно используется на утилитарных вездеходах, для которых умение преодолевать препятствия важнее устойчивости на твердой дороге. Но несмотря на ограниченное использование схемы part-time, она постоянно совершенствуется. В частности, трансмиссия Command-TracI внедорожника Jeep Wrangler позволяет подключать передний мост прямо в движении на скорости до 88 км/ч, избавляя водителя от необходимости останавливаться перед тяжелым участком пути. Более того, даже понижающую передачу можно включить, не останавливаясь, а лишь снизив скорость до 3−5 км/ч.
Дальнейшее развитие схема part-time получила с появлением электронного управления. В этом случае электроника оценивает состояние дорожного покрытия и при необходимости самостоятельно подключает передний мост. По такой схеме, например, работает система Selec-Trac II, которая используется на внедорожнике Jeep Cherokee.
Всегда готов
Полностью использовать преимущества полного привода на любой дороге позволяет схема full-time с межосевым дифференциалом. В этом случае крутящий момент двигателя постоянно передается на все колеса, азначит, машина становится устойчивее ипроще в управлении. Эта схема универсальна- она используется как на внедорожниках, так и на легковых автомобилях. Впервые она появилась в1980 году на модели Eagle американской компании AMC (чуть позже она вошла в состав концерна Chrysler).
Однако дифференциал в раздаточной коробке снижает проходимость- достаточно одному колесу потерять сцепление с дорогой, и машина не сдвинется с места. Поэтому автопроизводителям приходится усложнять трансмиссию, предусматривая механизм блокировки дифференциала.
Он может быть механическим, как у Land Rover Defender или «Нивы», или автоматическим, что значительно удобнее. В этом случае блокировка, когда в ней возникнет потребность, задействуется самостоятельно, без участия водителя. По такой схеме, к примеру, работает трансмиссия Quadra-Drive II внедорожника Jeep Grand Cherokee.
По требованию
Сегодня большая часть полноприводных автомобилей лишь изредка съезжает с асфальта на проселок. Им не нужна традиционная полноприводная трансмиссия — тяжелая, громоздкая идорогая. Так появились кроссоверы, у которых крутящий момент на заднюю ось, как правило, передается через специальную многодисковую муфту. Под контролем электроники (она оценивает скорость автомобиля, ускорение, угол поворота колес, степень их пробуксовки и т. д.) диски могут сжиматься и разжиматься, изменяя долю тяги, приходящуюся на задние колеса. На сухой дороге она обычно не превышает 5%, но как только передние колеса начнут проскальзывать, избыток крутящего момента практически мгновенно перейдет на заднюю ось. Кроме того, для преодоления тяжелых участков пути у многих моделей (например, Jeep Compass, Jeep Liberty, Nissan X-Trail) предусмотрена принудительная блокировка межосевой муфты. Такая схема получила название torque-on-demand, то есть «момент по требованию». Ее преимущества очевидны: машина становится легче, дешевле, экономичнее, проще вуправлении, аглавное — утакой трансмиссии широчайшие возможности настроек.
Так какая же схема полного привода лучше? У каждой трансмиссии есть свои плюсы. Любите экстремальные приключения? Выбирайте машину сподключаемым полным приводом. Вам нужен просторный и комфортабельный автомобиль, способный проехать там, где обычная легковушка не пройдет? Присмотритесь к кроссоверам с автоматическим полным приводом. Ну а схема full-time (например, quadro-driveii от jeep) — это, пожалуй, золотая середина.
Палки в колесa
Существует много разновидностей автоматических блокировок дифференциала
Существует много разновидностей автоматических блокировок дифференциала
Для этих целей используются вискомуфты, специальные гидравлические многодисковые муфты и еще куча различных приспособлений, перечень которых займет не одну страницу. Например, в упомянутой схеме quadra-drive ii распределение крутящего момента реализуется с помощью дифференциалов повышенного трения с электронным управлением (elsd). При необходимости они способны подать 100% тяги на одно колесо. Это значит, что, пока есть сцепление с грунтом хотя бы в одной точке, автомобиль будет продолжать движение. Бурное развитие электроники еще больше развязало руки инженерам. К примеру, на некоторых современных моделях блокировку имитирует специальная функция системы ESP. Получая от датчиков сигнал о пробуксовке какого-либо колеса, она с помощью тормозов останавливает его, тем самым направляя крутящий момент на другое колесо, которое лучше держится за дорогу.
Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№84, октябрь 2009).
