Гэты артыкул пачынаўся як просты тэхнічны даведнік, нешта накшталт усяго, што вы хацелі ведаць пра поўны прывад, але не ведалі, каго спытаць. План быў растлумачыць, чым адкрыты differential адрозніваецца ад visco-coupler або вузла Haldex, што насамрэч робіць self-locking differential і чаму ўсё гэта мае значэнне. Але чым глыбей мы капалі ў гісторыю, тым больш дзіўнай яна станавілася. Першы легкавы аўтамабіль з пастаянным поўным прывадам быў пабудаваны ў Netherlands больш за сто гадоў таму. А ў 1935 чатырохпрывадны American гоначны аўтамабіль дзіўна блізка падышоў да таго, каб змяніць ход сусветнай гісторыі.
Навошта легкавому аўтамабілю ўвогуле поўны прывад? У 21-м стагоддзі адказ выглядае відавочным: лепшае счапленне, менш прабуксоўкі колаў на слізкіх паверхнях, большая сабранасць пад цягай. Чатыры вядучыя колы проста лепшыя за два. І ўсё ж галіна дзіўна доўга не дзейнічала. Спытайце любога аўтамабільнага гісторыка, і ён скажа, што эпоха поўнага прываду для масавых аўтамабіляў пачалася ў 1980 з Audi Quattro, з некалькімі рэдкімі папярэднікамі: British supercar Jensen FF 1966 года і Subaru Leone 4WD 1972 года. Сапраўдны спецыяліст дадасць, што раннія чатырохпрывадныя Subarus зусім не мелі пастаяннага поўнага прываду. Яны былі part-time. І гэтае адрозненне аказваецца ўсёй гісторыяй.
Part-Time 4WD: часовае рашэнне
Прыводзіць толькі адну вось частку часу — гэта кампраміс, і неэлегантны для дарожнага аўтамабіля. Тэрмін part-time 4WD прыйшоў са свету SUVs і off-road trucks. У такой схеме адна вось вядзе пастаянна, а другая жорстка падключаецца па патрабаванні, але гэта жорсткае злучэнне можна выкарыстоўваць толькі па-за дарогай. На tarmac сістэму трэба цалкам адключаць.
Чаму жорсткае злучэнне не працуе на tarmac
- Калі аўтамабіль паварочвае, пярэднія колы праходзяць даўжэйшую дугу, чым заднія, і таму павінны круціцца хутчэй.
- У жорстка злучанай сістэме поўнага прываду счапленне на пярэдніх колах памяншаецца, а torque ззаду павялічваецца.
- У некаторых выпадках пярэднія колы могуць ствараць тармазную сілу замест рухаючай, дадаючы супраціў і робячы аўтамабіль цяжэйшым у кіраванні.
- На рыхлых паверхнях, як гразь або снег, гэта кіравальна, але на tarmac выклікае сур’ёзнае закусванне drivetrain і праблемы з кіраваннем.
У павароце кожнае кола ідзе па сваёй дузе і павінна круціцца са сваёй хуткасцю. Таму пастаяннаму поўнаму прываду патрэбныя тры differentials: два паміж коламі кожнай восі і адзін паміж самімі восямі, каб перад і зад маглі круціцца незалежна адзін ад аднаго.
Аўтамабілі з падключаемым прывадам: ад GAZ-61 да Subaru Leone
Жорстка злучаны поўны прывад усё ж дайшоў да некалькіх дарожных аўтамабіляў, хоць па характары яны былі бліжэй да off-road trucks. У USSR GAZ-61 Emka, чатырохпрывадны saloon з шасціцыліндравым рухавіком і part-time пярэдняй воссю, пайшоў у дробнасерыйную вытворчасць ужо ў 1938. Пасля вайны тая ж ідэя з’явілася ў пазадарожным GAZ-M72 Pobeda і Moskvitch-410. Subaru Leone 4WD 1972 года ішоў дакладна той жа логікай: зроблены для цяжкіх дарог, вышэйшы за пярэднепрывадныя Subarus, з задняй воссю, якую кіроўца падключаў уручную.
Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) быў чатырохпрываднай адаптацыяй пярэднепрываднай платформы з ручным падключэннем задняй восі. Асноўныя характарыстыкі ўключалі:
- Варыянты рухавіка: 1.4-litre (72 hp) або 1.6-litre (80 hp)
- Тыпы кузава: універсал, седан і пікап
- Падключэнне задняга прываду: ручное на аўтамабілях з manual-transmission; аўтаматычнае праз multi-disc friction clutch на automatics
- Такая part-time схема працягвалася на ўсіх чатырохпрывадных Subarus да 1989
Галоўная праблема part-time drive у тым, што ён бескарысны на асфальтаваных дарогах, дзе большасць аўтамабіляў праводзіць большую частку жыцця, і ўсё ж аўтамабіль усюды возіць вагу transfer case, другога driveshaft і цэлага дадатковага вузла восі. Каб ператварыць part-time сістэму ў full-time, патрэбны роўна адзін дадатковы кампанент: inter-axle differential унутры transfer case.
Full-time поўны прывад: як ён працуе і чаму важны
Тры дыферэнцыялы, адзін прынцып
Inter-axle differential — ключ да пастаяннага поўнага прываду. Два inter-wheel differential дазваляюць левым і правым колам кожнай восі круціцца з рознымі хуткасцямі ў павароце. Inter-axle differential робіць тое ж паміж пярэдняй і задняй воссю. Аўтамабіль з усімі трыма можа ехаць з пастаянным поўным прывадам па любой паверхні без закусвання drivetrain і без пагаршэння кіравальнасці.
У тэорыі ўсё даволі проста, але да пачатку 1980s галіна лічыла full-time поўны прывад непатрэбным для дарожнага аўтамабіля. Агульная мудрасць была такая: круціць другую пару колаў і ўсё, што да іх прымацавана, на сухім tarmac толькі дадае шум і расход паліва.
Што даказаў Quattro
Audi Quattro назаўсёды змяніў гэта мысленне. Размяркоўваючы torque рухавіка па ўсіх чатырох колах увесь час, full-time сістэма:
- Пакідае большы запас счаплення для працы з бакавымі сіламі ў паваротах
- Значна паляпшае стабільнасць пры паскарэнні або тармажэнні ў сярэдзіне павароту
- Зніжае рызыку раптоўнага oversteer або understeer, выкліканага дзеяннямі газу
Audi 80 Quattro канца 1980s паказвае, наколькі адшліфаванай стала схема. Архітэктура Quattro кампактнейшая за канкурэнтную Ferguson Formula transmission. З 1984 Audi ставіла Torsen self-locking differential, чыста механічную прыладу, якая рэагуе на torque на кожным output shaft, а не на розніцу ў хуткасці колаў. У адрозненне ад visco-coupler, Torsen блакіруецца толькі пад traction, ніколі пры тармажэнні, што робіць яго цалкам сумяшчальным з ABS і больш устойлівым пры запаволенні.
Варта адзначыць, што Range Rover (1970) і Russian Lada Niva (1976) звычайна лічацца першымі масава вырабленымі аўтамабілямі з inter-axle differential, але абодва яны відавочныя off-roaders. Прэтэнзія Audi Quattro канкрэтна ў тым, што ён быў першым сярод легкавых аўтамабіляў.
Раннія чатырохпрывадныя гоначныя аўтамабілі: ад Spyker да Bugatti
Ці даследавалі канструктары гоначных аўтамабіляў full-time поўны прывад да эпохі Quattro? Безумоўна так, і гісторыя ідзе нашмат далей, чым чакае большасць людзей.
Чатырохпрывадныя эксперыменты Porsche
Першым пасляваенным праектам Ferdinand Porsche быў чатырохпрывадны гоначны аўтамабіль: Cisitalia 360, сярэднематорны, з 1.5-litre дванаццаціцыліндравым рухавіком. Яго пярэдні прывад быў part-time: кіроўца ўключаў яго на прамых і вяртаўся да задняга прываду перад паваротамі.
Porsche насамрэч пабудаваў чатырохпрывадны транспарт значна раней: электрамабіль з чатырма асобнымі маторамі ў колах, датаваны 1900.
The Spyker 60 HP, 1902
Сапраўдны шок для аўтамабільных гісторыкаў — гоначны аўтамабіль 1902 года, пабудаваны Dutch вытворцам Spyker. У час, калі нават тармазы ставіліся толькі на заднія колы, гэты аўтамабіль меў сапраўдны full-time поўны прывад, уключаючы inter-axle differential.
Spyker быў заснаваны ў 1880 братамі Spijker як вытворца конных экіпажаў. Іх першы аўтамабіль з’явіўся ў 1900, а праз два гады, працуючы з Belgian дызайнерам Joseph Valentin Laviolette, яны стварылі чатырохпрывадны гоначны Spyker 60 HP (1902–1907). Яго спецыфікацыя была выключнай для таго часу:
- Тры дыферэнцыялы — міжвосевы і абодва міжкалёсныя
- Тры асобныя тармазныя механізмы: два на задніх колах, адзін на пярэднім driveshaft
- Сістэма поўнага прываду, якой па канцэпцыі не дасягнулі б дзесяцігоддзямі
Такім чынам, канцэпцыі full-time чатырохпрываду ўжо значна больш за стагоддзе. Чатырохпрывадных Spykers пабудавалі няшмат, яны былі надзвычай дарагія і не дабіліся вялікага поспеху ў спаборніцтвах. На пачатку 1930s рушылі два больш амбіцыйныя праекты.
Bugatti Tipo 53 and Miller FWD
Bugatti Tipo 53 пачаўся з інжынера Fiat Antonio Pichetto, які прапанаваў ідэю Ettore Bugatti ў 1930. Тры аўтамабілі былі завершаны ў 1932, кожны з:
- Радны васьміцыліндравы рухавік з нагнятальнікам магутнасцю 300 к.с.
- Пастаянны поўны прывад з трыма дыферэнцыяламі
- Раздатачная скрынка і міжвосевы дыферэнцыял, аб’яднаныя з асобна ўсталяванай каробкай перадач
- Drive shafts для абедзвюх восяў размешчаны з левага боку аўтамабіля
- Незалежная пярэдняя падвеска на transverse spring, незвычайная для Bugatti
Tipo 53 апярэджваў сучасныя заднепрывадныя аўтамабілі ў гравійных паваротах, але кіраваўся жахліва цяжка: пярэднія driveshafts выкарыстоўвалі звычайныя Cardan joints замест constant-velocity joints. Тры аўтамабілі спаборнічалі да 1935.
Miller FWD з’явіўся часткова таму, што American канструктар Harry Miller вывучаў пярэднепрывадны Bugatti, спецыяльна куплены для разборкі. Натхнёны ўбачаным, Miller распрацаваў уласнае чатырохпрываднае chassis пры спонсарстве FWD truck company. Адзін з чатырохпрывадных Millers лідаваў у 1934 Indianapolis 500, пакуль механічная праблема не адкінула яго на дзевятае месца.
Амаль трапленне на AVUS, 1935
Гэтыя аўтамабілі таксама звязаны з адным з самых дзіўных момантаў што калі ў гісторыі аўтамабіля. Падчас гонкі на AVUS track у Berlin у 1935 чатырохпрывадны Miller ішоў трэцім, калі яго straight-eight engine катастрафічна адмовіў і кінуў абломкі ў бок grandstands. Adolf Hitler быў у той дзень на трыбунах. Калі б нават маленькі фрагмент дасягнуў яго, ход Second World War і сусветнай гісторыі мог быць зусім іншым.
Ferguson Formula: сістэма AWD, якая змяніла ўсё
Праблема адкрытага цэнтральнага дыферэнцыяла
Каб зразумець наступны раздзел, карысна вярнуцца да фундаментальнага абмежавання адкрытага inter-axle differential. Адкрыты differential дазваляе адной восі свабодна круціцца, пакуль другая зусім не атрымлівае torque. Калі заднія колы цалкам страцяць счапленне, пярэднія могуць стаяць, пакуль заднія круцяцца, і differential нічога не робіць, каб гэта спыніць.
Адказам свету SUV было positive locking: кіроўца ўключае механізм, які жорстка блакуе differential gears, ператвараючы differential drive у суцэльнае злучэнне. Раннія Range Rovers гэта выкарыстоўвалі, таксама Lada Niva і дзясяткі іншых off-roaders, і першае пакаленне Audi Quattro, дзе кіроўцу трэба было ўручную блакаваць цэнтральны differential да 1984. Але ручны lock — яшчэ адзін кампраміс. Яго трэба адпускаць на цвёрдых паверхнях, і ён нічога не дае, калі кола раптам пачне буксаваць на слізкай дарозе.
Ролт, Дыксан і Гары Фергюсан
Першы аўтаматычны self-locking inter-axle differential быў працай British гоншчыка і інжынера Tony Rolt. Разам з сябрам і калегам Fred Dixon ён да вайны кіраваў майстэрняй Rolt/Dixon Developments; пасля вайны абодва захапіліся тым, што можа даць пастаянны поўны прывад. Яны пабудавалі эксперыментальны чатырохпрывадны testbed пад назвай Crab і ў 1950 аб’ядналіся з Harry Ferguson, паспяховым вытворцам трактароў, каб стварыць Harry Ferguson Research.
Ferguson не шукаў гоначны аўтамабіль. Ён хацеў сапраўды бяспечны дарожны аўтамабіль: такі, у якога колы не будуць ні буксаваць пры паскарэнні, ні блакавацца пры тармажэнні. Rolt і Dixon пачалі праектаваць яго з нуля, кузаў, transmission і powertrain разам, з дасведчаным дызайнерам Claude Hill, раней з Aston Martin, як галоўным інжынерам. Эксперыментальны Ferguson R4 saloon быў завершаны пасля шасці гадоў працы, і яго характарыстыкі былі выдатныя для 1956:
- Пастаянны поўны прывад з самаблакавальным міжвосевым дыферэнцыялам
- A flat-four engine
- Disc brakes на ўсіх чатырох колах
- Электрамеханічная антыблакіровачная тармазная сістэма Dunlop MaxaRet, адаптаваная з авіяцыі
Унутры раздатачнай скрынкі Ferguson Formula
Сэрцам Ferguson Formula transmission быў вынаходлівы self-locking механізм унутры transfer case. Акрамя differential, вузел меў дадатковы gear set, два ball overrunning clutches і два пакеты friction discs. У нармальным руху гэтыя элементы ціха бяздзейнічалі. Але як толькі колы адной восі пачыналі слізгаць, ствараючы розніцу ў output shaft speeds, адзін з clutches уключаўся, сціскаў свой friction pack да differential gears і на месцы ператвараў differential drive у суцэльнае злучэнне.
Другі прататып, Ferguson R5 estate 1962 года, быў яшчэ лепшы. Выпрабавальнікі Autocar адзначалі, што ён дасягаў межаў счаплення на хуткасцях, якія здаваліся амаль немагчымымі. І ўсё ж ніводны вытворца не захацеў пусціць Ferguson у вытворчасць: складанасць і кошт былі занадта вялікія.
Jensen FF паступае ў продаж
У 1962 Tony Rolt пераканаў кіраўніцтва Jensen Cars адаптаваць Ferguson Formula transmission для іх будучага CV8 coupe і яго 300 hp Chrysler V8. Праз тры гады эксперыментальны чатырохпрывадны Jensen CV8 FF ужо ездзіў.
У 1966 Jensen Interceptor замяніў CV8, і разам са стандартным заднепрывадным coupe Jensen прапанаваў поўнапрывадную версію з сціплым значком FF, ад Formula Ferguson. Jensen FF стаў першым у свеце серыйным аўтамабілем, які аб’яднаў self-locking inter-axle differential з ABS. Асноўныя характарыстыкі ўключалі:
- 6,3-літровы буйнаблочны рухавік Chrysler V8 магутнасцю 325 к.с.
- Трохступеньчатая аўтаматычная каробка перадач TorqueFlite або чатырохступеньчатая механічная
- Асіметрычны torque split: 63% на заднюю вось, 37% на пярэднюю, каб захаваць заднепрывадны характар кіравання
- Аднаканальная сістэма ABS Dunlop MaxaRet
- Рэечны кіраўнічы механізм з узмацняльнікам і дыскавыя тармазы на ўсіх колах
- Максімальная хуткасць 212 km/h; 0–100 km/h за 7.7 секунды; kerb weight прыблізна 1,800 kg
- Кошт у UK у 1968: прыблізна £6,000, падобна да самага таннага Rolls-Royce
- Агульная вытворчасць: 318 аўтамабіляў (1966–1971)
Кожны аўтамабільны журналіст той эпохі хваліў стабільнасць Jensen FF і тое, што яны апісвалі як амаль неабмежаваны traction margin на мокрым asphalt. Harry Ferguson ніколі не ўбачыў аўтамабіль: ён памёр у 1960.
Чаму Ferguson Formula мела значэнне
Чаму так доўга спыняцца на Ferguson Formula? Таму што Harry Ferguson Research была першай арганізацыяй у свеце, якая разглядала поўны прывад найперш як інструмент active safety, а не як адказ на off-road traction.
Асіметрычны torque split быў наўмысным ходам супраць непрадказальнасці, якая пераследуе сіметрычныя сістэмы. Дайце заднепрываднай машыне занадта шмат газу ў слізкім павароце, і яна атрымае oversteer, прадказальна. Зрабіце тое ж у пярэднепрываднай машыне, і яна атрымае understeer, прадказальна. Зрабіце гэта ў сіметрычнай поўнапрываднай машыне, і адказ залежыць ад таго, якая вось выпадкова мае горшае счапленне, што неадназначна і небяспечна. Зрушваючы torque назад, Ferguson Formula дала Jensen FF паводзіны, блізкія да rear-drive, у большасці ўмоў.
Вынаходства віскамуфты
Механізм Ferguson меў адно рэальнае абмежаванне: яго overrunning clutches працавалі бінарна, on-off. Пераход ад адкрытага differential да full lock быў імгненны, і гэта магло стварыць уласную неадназначнасць у момант уключэння. Патрэбны быў механізм, які мог бы плаўна змяняць ступень lock.
У канцы 1960-х гадоў Тоні Ролт і Дэрэк Гарднер — які пазней стаў галоўным канструктарам балідаў Формулы-1 каманды Tyrrell — пачалі эксперыментаваць з сіліконавай вадкасцю, якая выкарыстоўваецца ў вязкасных прыводах вентылятараў. Вынікам стала віскамуфта: цыліндрычны корпус, напоўнены сіліконавай вадкасцю, у якім размешчаны пакеты фрыкцыйных дыскаў, што чаргуюцца і злучаны з кожным вядучым валам.
How a Visco-Coupler Works
- У нармальных умовах, калі ўсе колы круцяцца з падобнымі хуткасцямі, disc packs амаль не рухаюцца адносна адзін аднаго, і coupler не ўплывае на differential.
- Калі адна вось пачынае слізгаць, яе output shaft круціцца хутчэй, прымушаючы disc packs круціцца адносна адзін аднаго і зрэзаць silicone fluid.
- Гэта зрэзванне павялічвае тэмпературу і ціск унутры coupler, рэзка павышаючы viscosity вадкасці.
- Павелічэнне viscosity прымушае дыскі цягнуцца адзін да аднаго, паступова тармозячы хутчэйшы shaft і часткова або цалкам блакуючы differential.
FF Developments і AMC Eagle
Запатэнтаваўшы віскамуфту, Тоні Ролт у 1971 годзе заснаваў кампанію FF Developments (FFD), каб камерцыйна прадаваць трансмісіі поўнага прывада. Першая праца была будзённай: паўнапрывадныя фургоны Bedford для брытанскай лясной службы, партыя паліцэйскіх аўтамабіляў Ford Zephyr FF, седаны Opel Senator 4×4 для брытанскай ваеннай місіі ў Берліне.
Найважнейшай серыйнай працай FFD стала transmission AMC Eagle (1979–1988), паднятай поўнапрываднай версіі AMC Concord saloon на большых tyres з 75 mm body lift. Eagle быў першым серыйным аўтамабілем у свеце, які блакаваў inter-axle differential з дапамогай visco-coupler. Ён задумваўся як лёгкі off-roader, а не performance car, але яго transmission architecture з’яўляецца прамым продкам некаторых з самых славутых хуткіх поўнапрывадных аўтамабіляў, калі-небудзь пабудаваных, у тым ліку ранніх Subaru Impreza WRX і Mitsubishi Lancer Evolution.
Самаблакавальныя дыферэнцыялы: ад Torsen да электроннага кіравання
Упаковачны прыём Audi
Калі Audi Quattro пайшоў у вытворчасць у 1981, праз два гады пасля AMC Eagle, ён выкарыстоўваў звычайны адкрыты inter-axle differential з manual positive lock. Элегантнасць рашэння Audi была ў кампаноўцы. Падоўжны рухавік глядзеў проста на заднюю вось, а inter-axle differential увайшоў непасрэдна ў gearbox: secondary shaft зрабілі полым, і пярэдні driveshaft правялі праз яго. Каманда Ferdinand Piëch выбрала сіметрычны 50:50 split паміж перадам і задам.
The Torsen Differential
У 1984 годзе рычагі ручной блакіроўкі нарэшце зніклі з салонаў Audi, саступіўшы месца самаблакавальнаму дыферэнцыялу Torsen — TORque SENsing (адчувальны да крутоўнага моманту). Яго перавагі варта пералічыць:
- Ён цалкам механічны, без электронікі, вадкасці або ўдзелу кіроўцы
- Ён рэагуе на змены torque на output shafts, а не на розніцу хуткасцей, гэта значыць можа адказаць яшчэ да фактычнага пачатку wheelspin
- У адрозненне ад visco-coupler, ён блакуецца толькі пад traction, не пры тармажэнні, што робіць яго цалкам ABS-compatible
- Блакаванне і разблакаванне плаўныя і бесперапынныя, без бінарных пераходаў
Даказаўшы сябе на хуткіх аўтамабілях, Torsen быў узяты інжынерамі SUV, якія шукалі легкавую кіравальнасць. Сёння ён выкарыстоўваецца ў Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne і Toyota Land Cruiser Prado.
Group B і rally гонка ўзбраенняў
У 1980s дамінаванне Quattro ў rally запусціла гонку ўзбраенняў поўнага прываду. За некалькі сезонаў з’явіліся ўсе гэтыя чатырохпрывадныя rally аўтамабілі, кожны з тэхналогіяй FFD visco-coupler у сваіх self-locking differentials:
- Peugeot 205 T16
- Austin Metro 6R4
- Lancia Delta S4
- Ford RS200
Stuart Rolt, сын Tony, кіраваў адносінамі FFD з rally камандамі ў тыя гады.
На пачатку 1990s завод AZLK у Russia таксама прыйшоў да FFD, жадаючы поўнапрывадную rally версію Moskvitch 2141. Пабудаваны вакол той жа three-differential layout, што і Ford RS200, эксперыментальны аўтамабіль кіраваўся з дзіўнай прадказальнасцю ў экстрэмальных умовах. Выпрабаванні выявілі прынцып, які дзейнічае і цяпер: рэгулюйце locking stiffness кожнага visco-coupler асобна, і баланс аўтамабіля рухаецца разам з ім.
- Больш тугі задні міжкалёсны дыферэнцыял → большая схільнасць да залішняй павароткасці
- Больш жорсткі пярэдні або inter-axle differential → больш understeer і стабільнасці
Прыходзіць электроннае кіраванне
Менавіта гэтая наладжвальнасць тлумачыць, чаму сучасныя WRC аўтамабілі выкарыстоўваюць electronically controlled multi-disc clutch packs замест пасіўных visco-couplers ва ўсіх трох differentials. Hydraulic actuators і onboard computer змяняюць lock кожнага differential у real time: адпускаюць clutches на turn-in, каб аўтамабіль свабодна паварочваў, потым паступова сціскаюць іх, калі кіроўца паскараецца на прамой, для максімальнага traction без understeer.
Два вытворцы сталі піянерамі электронна кіраваных дыферэнцыялаў у дарожных аўтамабілях:
- Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Тры electronically controlled clutches паслядоўна падключалі пярэднюю вось, потым блакавалі inter-axle differential, потым блакавалі задні differential, калі таго патрабавалі ўмовы. Сістэма была эфектыўная, але занадта складаная, а электроніка магла прымушаць пярэднія колы прыкметна падключацца і адключацца на рыхлых паверхнях.
- Porsche 959 (1986): Два electronically controlled clutches, якія працавалі ў чатырох выбіраных кіроўцам рэжымах. Сістэма 959 была больш складанай і лепш падыходзіла для high-performance выкарыстання.
Замена differential: Haldex і спрошчаныя AWD сістэмы
The Visco-Coupler on Its Own
Пакуль rally інжынеры даводзілі self-locking differentials да мяжы, канструктары звычайных легкавых аўтамабіляў пайшлі ў іншы бок: цалкам выдалілі inter-axle differential і паставілі visco-coupler на яго месца. Volkswagen Golf II Syncro 1985 года быў першым European легкавым аўтамабілем, які зрабіў гэта, з transmission, распрацаванай інжынерамі GKN, якая набыла FFD у 1969.
Для масавай вытворчасці спрашчэнне апраўдалася:
- Поўнапрывадная мадэль дзяліла большасць кампанентаў са стандартнай front-wheel-drive версіяй, зніжаючы кошт вытворчасці і складанасць
- У нармальных умовах аўтамабіль ехаў ідэнтычна front-wheel-drive car
- Калі пярэднія колы слізгалі, visco-coupler мог перадаць да 70% torque назад прыкладна за 0.2 секунды
Затрымка, аднак, стварала праблему кіравальнасці. Аўтамабіль, які паводзіў сябе як front-wheel-drive і штурхаў носам вонкі, мог рэзка перайсці да rear-biased behaviour у момант уключэння coupler і заспець кіроўцу. Japanese вытворцы спрабавалі розныя адказы, у тым ліку больш couplers: Nissan Sunny/Pulsar 1988 года выкарыстаў тры, адзін для падключэння rear drive і па адным для блакавання кожнага inter-wheel differential. Mazda Concerto 4WD пайшла яшчэ далей, замяніўшы і inter-axle, і задні inter-wheel differential на visco-couplers.
The Haldex Clutch
Наступны крок замяніў visco-coupler на electronically controlled hydraulic multi-disc clutch, значна хутчэйшы і значна дакладней кіравальны. Найбольш вядомы прыклад — Haldex coupling, які замяніў visco-coupler на Volkswagen Golf IV і яго платформах-сваяках. Ён працуе так:
- Тарцовыя кулачкі выяўляюць любую розніцу ў хуткасці кручэння паміж пярэднім і заднім валамі
- Ролікі, што коцяцца па паверхнях кулачкоў, штурхаюць поршні ў кальцавых цыліндрах, накачваючы гідраўлічную вадкасць
- Ціск вадкасці сціскае шматдыскавы пакет счаплення, перадаючы крутоўны момант на задні мост
- Solenoid valve, які кантралюецца электронікай аўтамабіля, можа ў любы момант скінуць pressure, дазваляючы бясконца зменлівы torque distribution
Большасць поўнапрывадных аўтамабіляў і crossovers, што сёння прадаюцца, выкарыстоўваюць нейкую версію гэтага electronically controlled clutch, няхай гэта Haldex на аўтамабілях Volkswagen Group, Honda VTM-4 або BMW xDrive. Сучасныя clutches дзейнічаюць настолькі хутка, што затрымка ўключэння стала незаўважнай у звычайнай яздзе, і calibration цяпер важнейшая за hardware: Golf 4Motion і Audi A3 Quattro выкарыстоўваюць механічна ідэнтычныя transmissions, але рознае software дае Volkswagen сіметрычны split, а Audi адпраўляе 60% torque наперад для больш знаёмага front-drive характару.
AWD тэхналогія сёння: якая сістэма лепшая?
Part-time сістэмы з ручным падключэннем другой восі, на шчасце, зніклі з легкавых аўтамабіляў. Тое, што засталося, дзеліцца на тры сям’і, кожная са сваімі вартасцямі:
- Пастаянны поўны прывад з самаблакавальным міжвосевым дыферэнцыялам (віскамуфта, як у Subaru, механічны Torsen, як у Audi A4/A6/A8 Quattro і Volkswagen Phaeton, або электронна кіраваныя счапленні, як у Mitsubishi Lancer Evo): самыя дасканалыя і ўдзячныя сістэмы, здольныя сапраўды паляпшаць кіравальнасць як на дарозе, так і на трэку пры правільным наладжванні.
- Full-time AWD з адкрытым inter-axle differential (як у Mercedes-Benz 4Matic): абапіраецца на anti-slip electronics, каб кампенсаваць адсутнасць self-locking. Эфектыўна на дарозе, але механічна менш праактыўна.
- Part-time rear drive праз controlled clutch (Haldex, як на Volvo, Saab і розных Volkswagen Group crossovers): найбольш распаўсюджаная схема ў сучасных crossovers, эканамічная, лёгкая і ўсё больш здольная дзякуючы хутчэйшай электроніцы.
Вектарызацыя крутоўнага моманту і што будзе далей
Дамінуючы трэнд у прасунутым поўным прывадзе — torque vectoring: не проста дзяліць torque паміж восямі, а актыўна змяняць яго паміж левым і правым коламі адной восі. Mitsubishi Lancer Evolution X — вяршыня тэхнікі: яго сістэма S-AWC спалучае electronically controlled centre differential (ACD) з заднім differential Active Yaw Control (AYC), які можа перакідаць torque з аднаго задняга кола на другое. Дадатковыя gear sets зрушваюць баланс загадзя, да страты счаплення, а не рэагуюць, калі кола ўжо круціцца.
На практыцы рэальныя адрозненні паміж сучаснымі сістэмамі звужаюцца па меры паляпшэння control electronics. Добра адкалібраваны Haldex crossover цяпер дае стабільнасць, якой механічны Torsen ганарыўся б пакаленне таму. Гэта кірунак руху, і канчатковай кропкай можа стаць электрамабіль з чатырма асобнымі маторамі ў колах, кожны з якіх дазіруе свой torque без механічнага drivetrain наогул. Гэта акуратна вяртае гісторыю да электрычнага чатырохпрываднага аўтамабіля Ferdinand Porsche 1900 года.
Гэта пераклад. Арыгінал можна прачытаць тут: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html
Апублікавана Лістапад 04, 2021 • 19 хв на чытанне
