Союз четырех

ТЕХНИКА

Тенденции

ПОЛНЫЙ ПРИВОД

СОЮЗ ЧЕТЫРЕХ

МАКСИМ САЧКОВ

Полноприводных машин год от года все больше. Армию колесной формулы 4х4 пополняют очень разные "солдаты": грозные вседорожники, универсальные "паркетники" и даже большие представительские седаны. Конструкции заметно отличаются: ведь одним - штурмовать бездорожье, другим - стремительно "щелкать" километры ровных автобанов. Однако столь непохожие машины роднит общая тенденция - трансмиссии становятся все сложнее. Изощренным механическим устройствам помогает современная электроника.

ОСТАТКИ ПРЕЖНЕЙ ПРОСТОТЫ

Родоначальниками полноприводных автомобилей были армейские машины с прочной, по-военному простой конструкцией. От раздаточной коробки (сначала даже без понижающей передачи) карданные валы шли к передней и задней осям с межколесными дифференциалами. Передний мост подключали только на бездорожье через кулачковые муфты. Подобная схема дожила до сегодняшнего дня на "Ниссане-Патруль", "Опеле-Фронтера", УАЗе.

Спортивные и гоночные автомобили со всеми ведущими колесами пытались строить еще с начала прошлого века. Но лишь "Ауди-Кваттро", дебютировавший в начале 80-х, на практике доказал, что полный привод нужен не только на бездорожье. От коробки передач, одновременно служащей "раздаткой", момент поровну распределялся на обе оси (ЗР, 2002, № 8). По проходимости автомобиль оказался чуть лучше обычных машин. Но главное - привод на все колеса помог более полно реализовать возможности двигателя при разгоне, улучшились устойчивость и управляемость. Правда, чтобы почувствовать это, водителю нужно было приобрести специфические навыки.

С тех пор два полноприводных направления - вседорожное и спортивное развивались параллельно. Впрочем, конструкторы старались сделать массовые машины универсальней: соединить повышенную проходимость, уверенный разгон и отменную управляемость, причем так, чтобы управлять сложной машиной мог рядовой, не обремененный специальной подготовкой водитель.

МЕХАНИЧЕСКИЙ КАЛЕЙДОСКОП

Обычные дифференциалы с механическими блокировками вполне эффективны на бездорожье, но для устойчивости и управляемости на высокой скорости лучше, чтобы момент по необходимости "перетекал" с одной оси на другую. Поэтому раздаточные функции на многих современных автомобилях выполняют сложные гидромеханические устройства.

Чтобы попусту не крутить "лишнюю" ось, на "Порше-Каррера 4" установлена вискомуфта - в герметичном корпусе, заполненном маслом, вращается пакет дисков. Лишь только задние колеса начинают обгонять передние, ведущие диски за счет трения начинают передавать крутящий момент ведомым. Такая конструкция не лишена недостатков, а потому дни ее, видимо, сочтены. Ведь вискомуфта способна передать лишь 25-40% тяги, к тому же она слишком медленно реагирует на проскальзывание колес.

На современных полноприводных "ауди" с продольным расположением двигателя место между осями занял дифференциал повышенного трения "Торсен". В отличие от вискомуфты, он умеет более гибко распределять крутящий момент. Допустим, задние колеса попали на скользкое покрытие и начинают беспомощно буксовать, "чувствующий момент" (именно эти слова зашифрованы в названии "Торсен" - torque sensitive) механизм может переложить на переднюю ось до 75% тяги. Когда шины зацепились за сухой асфальт, момент начинает "перетекать" на задние колеса.

До начала эпохи единых платформ и максимальной унификации "Ауди" и "Фольксваген" придерживались различных полноприводных схем. На "народных автомобилях" задние колеса подключала вискомуфта. Нынче автомобили концерна с продольным расположением двигателей получили более чувствительный межосевой дифференциал "Торсен", а для моделей, у которых силовые агрегаты установлены поперек, конструкторы предпочли электронику.

ПРИВОД ПО ПРОВОДУ

Механические схемы, даже самые хитроумные, не могут соперничать с более быстрой и точной электроникой. Однако конструкторы пока не рискуют всецело доверять ей жизненно важные органы автомобиля, в том числе трансмиссию. Обычно тяжелую и грязную работу выполняют механика, гидравлика или пневматика, а компьютеры занимают руководящие посты. Если электроника даст сбой, это скажется на удобстве управления, но не на безопасности. Поэтому в ближайшем будущем электроника еще будет уживаться с механикой.

На полноприводных "ауди-А3", "ауди-ТТ", "фольксвагенах-гольф" место межосевого дифференциала занимает многодисковое сцепление "Халдекс" - гидромеханическая муфта с электронным управлением. Компьютер получает информацию о пробуксовке от датчиков, фиксирующих угловую скорость колес, поршни рабочих цилиндров сжимают пакет дисков, и крутящий момент частично "перетекает" на заднюю ось. Подобная схема реализована и на некоторых "паркетниках" (SUV), например, на " Volvo XC90".

Достоинство муфт с электронным управлением не только в быстрой и четкой работе. Устройство через центральный блок общается с другими системами, например, антиблокировочной или курсовой устойчивости. Допустим, передние колеса начинают буксовать, электроника подключает заднюю ось и одновременно, прикрывая дроссельную заслонку, сбрасывает обороты двигателя, а чересчур быстрые колеса "успокаивает" при помощи тормозных механизмов. Именно такое содружество электронных и механических устройств эффективно помогает рядовому водителю ездить "по-спортивному".

Многие грозные с виду и дорогие полноприводники обходятся довольно скромным, по нынешним понятиям, арсеналом. Например, на БМВ Х5 - постоянный привод на все колеса, три дифференциала без блокировок, а пробуксовку пресекают тормоза, управляемые электроникой. Такой набор, несмотря на приличный дорожный просвет, свидетельствует: стихия "баварца" - скоростные автобаны, а не размытый проселок.

ТИШЕ ЕДЕШЬ - ДАЛЬШЕ БУДЕШЬ

Даже муфты с электронным управлением не выдерживают долгой пробуксовки. Температура масла растет, и предусмотрительный термодатчик отключает устройство - автомобиль становится моноприводным. Поэтому машинам, которым суждено карабкаться по буеракам и штурмовать топи, нужна жесткая связь между передней и задней осью - блокировка центрального (межосевого) дифференциала.

Реализовать вездеходную, но в то же время удобную для водителя схему одними из первых сумели специалисты японской фирмы "Ниссан". Систему электронного полного привода All Mode 4х4 применили на "Ниссане

Х-Трейл". В обычных условиях автомобиль переднеприводный. Если потребуется, водитель поворачивает ручку из положения "2WD" в "Auto" - многодисковое сцепление, управляемое электроникой, подключит задний мост. Для серьезного бездорожья предусмотрен режим "Lock", при котором блокируется межосевой дифференциал. Похожая система электронного привода работает и на более молодом "Ниссане-Мурано".

Любой полноприводный автомобиль, претендующий на звание вездехода, должен иметь "в запасе" (кроме лопаты, прочного домкрата и лебедки) раздаточную коробку с демультипликатором. На пониженной передаче проще и безопаснее штурмовать скользкий подъем, пробираться через зыбкие топи.

Одна из наиболее свежих конструкций - " Фольксваген Туарег" (и его аналог - " Порше Кайенна") с самой большой, пожалуй, из ныне представленных вседорожников понижающей ступенью - 2,7:1. Пластинчатая цепь передает момент от коробки передач на "раздатку", которая делит его пополам между передней и задней осью. Съехав с асфальта, водитель включает режим для бездорожья. Электромотор приводит в движение рычаги, "втыкающие" пониженную передачу и блокировку дифференциала. Если нет необходимости, умная электроника не включит жесткую блокировку, чтобы излишняя тяга с буксующей оси ушла на колеса, которые зацепились за грунт. В сложных ситуациях компьютер полностью "запрет" дифференциал, если этого не успел сделать водитель.

Похоже, инженеры постепенно приближаются к некоему идеальному автомобилю, сочетающему в себе неплохую, пусть и не тракторную, проходимость и спортивную управляемость. Потому-то большинство нынешних концепт-каров делают по схеме 4х4.

Но одной трансмиссией не обойтись, другие системы и агрегаты тоже не должны отставать. Благодаря пневмоподвескам автомобиль уже научили "вставать на цыпочки" и приседать. Шинники активно трудятся над резиной, которая будет хорошо работать в любых условиях. Конечно, универсальная машина на все случаи жизни - всегда компромисс. Но похоже, что в скором будущем класс настоящих вседорожников с прочными мостами и жесткими "межмостовыми" связями станет еще малочисленней. Спрос на них будут поддерживать лишь военные да немногочисленные экстремалы. Те, кто ищет другого компромисса - между трактором, болотоходом и автомобилем.

Устройство блокировки дифференциала и понижающей передачи раздаточной коробки "Фольксвагена-Туарег": 1 - электромотор; 2 - направляющая шайба; 3 - ведущие и ведомые диски; 4 - планетарная передача; 5 - синхронизатор; 6 - вилка включения пониженной передачи.

Конструкция полного привода с электронным управлением " Volvo XC90":

1 - блок управления двигателем; 2 - блок управления дифференциалом; 3 - муфта с электронным управлением; 4 - информационный модуль; 5 - центральный блок; 6 - блок управления тормозной системой.

Многодисковое сцепление "Халдекс" с электронным управлением:

1 - управляющий блок; 2 - масляный фильтр; 3 - шестерня выходного вала; 4 - ведущие и ведомые диски сцепления; 5 - входной вал; 6 - рабочие цилиндры; 7 - регулировочный клапан; 8 - шаговый двигатель.

На полноприводном " Audi RS6" установлен межосевой дифференциал повышенного трения "Торсен". Бороться с пробуксовкой помогает система, подтормаживающая колеса.