1. Начална страница
  2.  / 
  3. Блог
  4.  / 
  5. Задвижване на всички колела: История, технология и принцип на работа на системите AWD
Задвижване на всички колела: История, технология и принцип на работа на системите AWD

Задвижване на всички колела: История, технология и принцип на работа на системите AWD

Тази статия започна като обикновено техническо ръководство — нещо от рода на „Всичко, което някога сте искали да знаете за задвижването на всички колела, но не сте знаели кого да питате.” Планирахме да разгледаме как се различават отворените диференциали от единиците с вискозна муфа или тип Haldex, какво всъщност правят самоблокиращите се диференциали и защо изобщо има значение. Но колкото по-дълбоко навлизахме в историята, толкова повече се изненадвахме. Оказва се, че първият пътнически автомобил с постоянно задвижване на всички колела е построен в Нидерландия преди повече от сто години. А през 1935 г. американски състезателен автомобил с четириколесно задвижване се оказал невероятно близо до промяна на хода на световната история.

Защо е нужно задвижване на всички колела на един пътнически автомобил? В XXI век отговорът изглежда очевиден: по-добро сцепление, по-малко пробуксуване по хлъзгави повърхности и подобрено поведение при ускорение. Четири задвижвани колела са просто по-добри от две. Но човечеството отнело изненадващо много време, за да действа по тази основна истина. Попитайте всеки историк в автомобилната индустрия и той ще ви каже, че ерата на задвижването на всички колела за масовия пазар на пътнически автомобили е започнала през 1980 г. с Audi Quattro. Може да споменат и редки предшественици — британския суперкар Jensen FF от 1966 г. и Subaru Leone 4WD от 1972 г. Истински експерт обаче бързо ще отбележи, че ранните четириколесно задвижвани Subaru изобщо не са били системи с постоянно задвижване — те са били с частично включване. И както ще обясним, това е съществено разграничение.

Частично задвижване 4WD: Временно решение

Частичното задвижване на едната ос е компромисно решение и не особено елегантно за пътни автомобили. Терминът „Частично задвижване 4WD” произлиза от света на SUV-ите и офроуд камионите. При тази конфигурация едната ос задвижва постоянно, докато другата се свързва твърдо при поискване — но тази твърда връзка може да се използва само извън пътя. По асфалтирани повърхности системата за частично задвижване трябва да се изключва напълно. Ето защо:

  • Когато автомобил завива, предните колела изминават по-дълга дъга от задните и затова трябва да се въртят по-бързо.
  • При твърдо свързана система за задвижване на всички колела сцеплението на предните колела се намалява, докато въртящият момент на задните нараства.
  • В някои случаи предните колела могат действително да генерират спирачна сила вместо движеща — увеличавайки съпротивлението и затруднявайки управлението на автомобила.
  • По хлабави повърхности като кал или сняг този ефект е управляем, но по асфалт причинява сериозно блокиране на трансмисията и проблеми с управлението.

Когато автомобил преминава през завой, всяко колело следва собствена дъга и трябва да се върти с различна скорост. Именно затова постоянната система за задвижване на всички колела изисква три диференциала: два между-колесни диференциала (по един на ос) и един между-осов диференциал, за да могат двете задвижвани оси да се въртят независимо една от друга.

Въпреки тези недостатъци, твърдо свързаното задвижване на всички колела се появи на някои пътни превозни средства — макар по характер да бяха по-близки до офроуд камиони. В СССР, например, ГАЗ-61 „Емка” — лимузина с четириколесно задвижване, шестцилиндров двигател и частично включваема предна ос — влязъл в дребносерийно производство още през 1938 г. След войната подобни трансмисии се появили в офроуд варианта ГАЗ-М72 „Победа” и в Москвич-410. Subaru Leone 4WD от 1972 г. следвал същата логика: построен е за офроуд употреба, с по-голям дорсвет от стандартните предноприводни Subaru и с ръчно включваема задна ос.

Универсалът Subaru Leone 4WD (1972–1979) представлявал четириколесно задвижвана адаптация на предноприводна платформа с ръчно свързвана задна ос. Основните технически характеристики включвали:

  • Варианти на двигателя: 1,4-литров (72 к.с.) или 1,6-литров (80 к.с.)
  • Варианти на каросерията: универсал, лимузина и пикап
  • Включване на задното задвижване: ръчно при автомобили с ръчна скоростна кутия; автоматично чрез многодискова фрикционна съединителна муфа при автоматични
  • Тази схема с частично включване продължила при всички четириколесно задвижвани Subaru до 1989 г.

Основният проблем с частичното задвижване на всички колела е, че е безполезно по асфалтираните пътища, където повечето автомобили прекарват по-голямата част от времето си — а автомобилът трябва да носи допълнителното тегло на раздатъчна кутия, втори карданен вал и агрегати на втора ос по всяко време. Превръщането на системата с частично включване в постоянна изисква само един допълнителен компонент: между-осов диференциал в раздатъчната кутия.

Постоянно задвижване на всички колела: Как работи и защо е важно

Между-осовият диференциал е ключът към постоянното задвижване на всички колела. Два между-колесни диференциала — по един на всяка ос — позволяват на лявото и дясното колело на всяка ос да се въртят с различни скорости в завоите. Между-осовият диференциал изпълнява същата функция между предната и задната ос. Автомобил, оборудван и с трите диференциала, може да работи с постоянно задвижване на всички колела по всяка пътна повърхност без блокиране на трансмисията или загуба в поведението.

Просто на теория — но до началото на 80-те години на ХХ в. автомобилният мейнстрийм смяташе постоянното AWD за излишно за пътни автомобили. Общоприетото схващане беше, че непрекъснатото въртене на втора двойка колела и всички свързани компоненти на трансмисията по сух асфалт добавя шум и губи гориво. Audi Quattro промени това мислене завинаги. Разпределяйки въртящия момент на двигателя между всичките четири колела по всяко време, постоянната система AWD:

  • Оставя по-голям резерв от сцепление за поемане на страничните сили в завоите
  • Значително подобрява стабилността при ускорение или спиране в средата на завой
  • Намалява риска от внезапно свръхзавъртане или недостатъчно завъртане, предизвикано от входа на педала за газ

Audi 80 Quattro от края на 80-те години на ХХ в. илюстрира колко усъвършенствана стана тази схема. Архитектурата Quattro е по-компактна от конкуриращата се трансмисия Ferguson Formula. От 1984 г. Audi приела самоблокиращия се диференциал Torsen — изцяло механично устройство, което реагира на промените в въртящия момент на всеки изходен вал, а не на разликите в скоростта на колелата. За разлика от диференциалната блокировка с вискозна муфа, Torsen се блокира само при тяга, а не при спиране, което означава, че е напълно съвместим с ABS системите и подобрява стабилността при забавяне.

Audi Quattro - първият сериен пътнически автомобил с постоянно задвижване на всички колела
Audi Quattro (известен също като Ur-Quattro) е първият сериен пътнически автомобил с постоянно задвижване на всички колела

Заслужава да се отбележи, че Range Rover (1970) и руската Lada Niva (1976) се считат за първите масово произведени превозни средства с между-осови диференциали — но и двата са категорично в офроуд категорията. Audi Quattro претендира за титлата пионер конкретно сред пътническите автомобили.

Ранните състезателни автомобили с четириколесно задвижване: От Spyker до Bugatti

Проучвали ли са конструкторите на състезателни автомобили постоянното задвижване на всички колела преди ерата на Quattro? Отговорът е категорично да — и историята се простира далеч назад, повече, отколкото повечето хора предполагат.

Първият следвоенен проект на Фердинанд Порше бил състезателен автомобил с четириколесно задвижване: Cisitalia 360, с централно монтиран двигател и 1,5-литров дванадесетцилиндров двигател. Въпреки това предното му задвижване е частично — пилотът го включвал само по правите участъци от трасето, превключвайки обратно към задно задвижване преди завоите.

Но Порше всъщност бил построил превозно средство с четириколесно задвижване много по-рано: електрически автомобил с четири отделни колесни мотора, датиращ от 1900 г. Истинската изненада за историците в автомобилната индустрия обаче е състезателният автомобил от 1902 г., построен от нидерландския производител Spyker. По времето, когато дори спирачките са монтирани само на задните колела, този автомобил имал истинско постоянно задвижване на всички колела — с между-осов диференциал.

Компанията Spyker е основана през 1880 г. от братята Spijker като производител на конски каруци. Първият им автомобил се появил през 1900 г. и две години по-късно, в сътрудничество с белгийския конструктор Жозеф Валентен Лавиолет, те произвели четириколесно задвижвания състезателен автомобил Spyker 60 HP (1902–1907). Техническите му характеристики са изключително напреднали за епохата:

  • Три диференциала — между-осов и двата между-колесни
  • Три отделни спирачни механизма — два на задните колела, един на предния карданен вал
  • Система за четириколесно задвижване, която по концепция не е надмината с десетилетия
Spyker 60 HP от 1903 г. - първият автомобил с двигател с вътрешно горене и задвижване на всички колела
Историческият състезателен автомобил Spyker 60 HP от 1903 г. е първият автомобил с двигател с вътрешно горене и задвижване на всички колела

Концепцията за постоянно четириколесно задвижване е следователно на повече от век. Не много четириколесно задвижвани Spyker са построени — те са били изключително скъпи и никога не постигнали значителни успехи в автоспорта. Още два амбициозни AWD състезателни проекта последвали в началото на 30-те години: Bugatti Tipo 53 и Miller FWD.

Проектът Bugatti Tipo 53 произлиза от инженера на Fiat Антонио Пикето, който предложил идеята на Еторе Бугати през 1930 г. Три автомобила са завършени през 1932 г., всеки с:

  • 300-силен суперзареден осемцилиндров двигател в ред
  • Постоянно задвижване на всички колела с три диференциала
  • Раздатъчна кутия и между-осов диференциал, интегрирани с отделно монтираната скоростна кутия
  • Карданни валове за двете оси, позиционирани от лявата страна на автомобила
  • Независимо предно окачване на напречна пружина — необичайно за Bugatti

Въпреки по-бързото преминаване от съвременните задноприводни автомобили през чакълести завои, Tipo 53 страдал от прекомерно усилие на волана поради използването на стандартни кардани вместо шарнири за постоянна ъглова скорост в предните карданни валове. Трите автомобила участвали в състезания до 1935 г.

Miller FWD се появил отчасти защото американският конструктор Хари Милър е изучавал предноприводен Bugatti, закупен специално за разглобяване. Вдъхновен от подхода на Bugatti, Милър разработил собствено шаси с четириколесно задвижване със спонсорство от камионната компания FWD. Един от четириколесно задвижваните Miller оглавявал „Индианаполис 500″ от 1934 г. преди да се откаже с механически проблеми на девето място.

Тези автомобили са свързани и с един от най-странните моменти „ами ако” в историята на автомобила. По време на състезание на пистата AVUS в Берлин през 1935 г., четириколесно задвижваният Miller бил на трето място, когато осемцилиндровият му двигател се повредил катастрофично, изпращайки отломки към трибуните. Адолф Хитлер присъствал на трибуните в онзи ден. Ако дори малък фрагмент го бе достигнал, ходът на Втората световна война — и световната история — може би е щял да бъде напълно различен.

Формулата на Ferguson: Системата AWD, която промени всичко

За да разберем следващата критична глава в историята на задвижването на всички колела, помага да се върнем към основното ограничение на отворените между-осови диференциали. Отвореният диференциал позволява на едната ос да се върти свободно, докато другата не получава въртящ момент. Ако задните колела загубят изцяло сцепление, предните колела могат да останат неподвижни, докато задните се въртят — диференциалът не прави нищо, за да предотврати това.

Решението, разработено за SUV-ите, е принудително заключване: водачът ръчно задейства механизъм, който твърдо заключва диференциалните зъбни колела, превръщайки диференциалното задвижване в твърда връзка. Този подход е използван в ранните Range Rover, Lada Niva и много други офроуд превозни средства — включително първото поколение Audi Quattro, което изисквало от водача ръчно да заключи централния диференциал до 1984 г. Но ръчното заключване е друг компромис: трябва да се изключва по твърди повърхности и не предлага защита, ако пробуксуването започне неочаквано по хлъзгав път.

Първият автоматичен самоблокиращ се между-осов диференциал е творение на британския пилот и инженер Тони Ролт. Заедно с приятеля и колегата си пилот Фред Диксън, Ролт ръководил работилницата Rolt/Dixon Developments преди войната. Впоследствие двамата се увлекли от потенциала на постоянното задвижване на всички колела. След изграждането на експериментален четириколесно задвижван прототип, наречен „Crab”, те обединили сили през 1950 г. с Хари Фергюсън — успешния производител на трактори — за да създадат Harry Ferguson Research.

Видението на Фергюсън не е бил състезателен автомобил, а истински безопасен пътен автомобил: такъв, чиито колела нито ще пробуксуват при ускорение, нито ще се блокират при спиране. Ролт и Диксън решили да проектират такъв автомобил изцяло от нулата — включително каросерия, трансмисия и двигателен агрегат. С опитния конструктор Клод Хил (бивш служител на Aston Martin), привлечен като главен инженер, експерименталната лимузина Ferguson R4 е завършена след шест години разработка. Техническите й характеристики са забележителни за 1956 г.:

  • Постоянно задвижване на всички колела със самоблокиращ се между-осов диференциал
  • Боксов четирицилиндров двигател
  • Дискови спирачки на всичките четири колела
  • Електромеханична антиблокираща спирачна система Dunlop MaxaRet, адаптирана от авиацията

Сърцето на трансмисията Ferguson Formula е остроумен самоблокиращ механизъм вътре в раздатъчната кутия. В допълнение към диференциала, агрегатът съдържал допълнителен зъбен блок, две шарнирни обгонни съединители и два комплекта от фрикционни дискове. При нормални условия тези елементи работели тихо без натоварване. Но когато колелата на едната ос започнели да пробуксуват — причинявайки разлика в скоростите на изходните валове — едната от съединителите се задействала, притискайки фрикционния си пакет към диференциалните зъбни колела и мигновено превръщайки диференциалното задвижване в твърда връзка.

Ferguson P99 - уникален болид от Формула 1 от 1961 г. с четириколесно задвижване
Ferguson P99, уникален болид от Формула 1 от 1961 г. с четириколесно задвижване

Вторият прототип, Ferguson R5 комби от 1962 г., е бил дори по-способен. Тестерите на списание Autocar отбелязали, че достига границите на сцеплението при скорости, които изглеждали почти невъзможни. Въпреки това нито един производител не се съгласил да пусне Ferguson в серийно производство — сложността и цената са прекалено високи. Въпреки това, през 1962 г. Тони Ролт убедил ръководството на Jensen Cars да адаптира трансмисията Ferguson Formula за предстоящото им купе CV8, което използвало 300-силен двигател Chrysler V8. Три години по-късно бил завършен експерименталният четириколесно задвижван Jensen CV8 FF.

През 1966 г. Jensen Interceptor заменил CV8 — и наред със стандартното задноприводно купе, Jensen предложил вариант с четириколесно задвижване, обозначен с дискретен надпис „FF”. Jensen FF станал първият серийно произведен автомобил в света, съчетаващ самоблокиращ се между-осов диференциал с ABS. Обозначението „FF” означавало „Formula Ferguson.” Основните технически характеристики включвали:

  • 6,3-литров двигател Chrysler V8 big-block с 325 к.с.
  • Трискоростна автоматична скоростна кутия TorqueFlite или четирискоростна ръчна
  • Асиметрично разпределение на въртящия момент: 63% към задната ос, 37% към предната — за запазване на характера на управление при задно задвижване
  • Едноканална антиблокираща система Dunlop MaxaRet
  • Рейков усилвател на управление и дискови спирачки на всички колела
  • Максимална скорост 212 км/ч; 0–100 км/ч за 7,7 секунди; тегло в готовност приблизително 1 800 кг
  • Цена в Обединеното кралство през 1968 г.: приблизително £6 000 — подобно на най-евтиния Rolls-Royce
  • Общо производство: 318 автомобила (1966–1971)
Jensen FF - първият сериен пътнически автомобил с четириколесно задвижване и антиблокираща спирачна система
Jensen FF влезе в историята като един от първите в света серийни пътнически автомобили, оборудвани с четириколесно задвижване и антиблокираща спирачна система

Всички автомобилни журналисти от онази епоха хвалели изключителната стабилност на Jensen FF и онова, което описвали като „почти неограничен резерв от сцепление по мокър асфалт.” За съжаление, самият Хари Фергюсън никога не видял Jensen FF — той почина през 1960 г.

Защо отделяме толкова място на Ferguson Formula? Защото Harry Ferguson Research е първата организация в света, която третира задвижването на всички колела преди всичко като инструмент за активна безопасност — а не просто като решение за проблема с офроуд сцеплението. Асиметричното разпределение на въртящия момент е съзнателен избор, за да се избегне непредвидимостта, характерна за симетричните системи AWD. При задноприводен автомобил прекомерното натискане на педала за газ в хлъзгав завой предизвиква предвидимо свръхзавъртане. При предноприводен — предизвиква предвидимо недостатъчно завъртане. При симетричен AWD автомобил реакцията зависи от това коя ос има най-лошо сцепление — което може да е неясно и опасно. Чрез насочване на въртящия момент към задната ос, Ferguson Formula давала на Jensen FF поведение, близко до предсказуемото задноприводно управление при повечето условия.

Изобретяването на вискозната муфа

Самоблокиращият механизъм на Ferguson Formula имал едно съществено ограничение: обгонните му съединители работели в двоичен режим — включено/изключено. Преходът от отворен диференциал към пълно заключване е мигновен, което можело да създаде собствена неяснота в управлението в момента на задействане. Необходим бил механизъм, способен да варира степента на блокиране на диференциала плавно и прогресивно.

В края на 60-те години на ХХ в. Тони Ролт и Дерек Гарднър — по-късно главен конструктор на болидите от Формула 1 на Tyrrell — започнали да експериментират със силиконовата течност, използвана в муфите на вискозното задвижване на вентилатори. Резултатът е вискозната муфа: цилиндричен корпус, пълен със силиконова течност, съдържащ редуващи се пакети от фрикционни дискове, свързани с всеки изходен вал.

Ето как работи:

  • При нормални условия, когато всички колела се въртят с подобни скорости, дисковите пакети почти не се движат един спрямо друг и муфата няма ефект върху диференциала.
  • Когато едната ос започне да пробуксува, нейният изходен вал се върти по-бързо, карайки дисковите пакети да се въртят един спрямо друг и да срязват силиконовата течност.
  • Срязването увеличава температурата и налягането вътре в муфата, драматично увеличавайки вискозитета на течността.
  • Това увеличаване на вискозитета кара дисковете да потегляват един срещу друг, прогресивно забавяйки по-бързо въртящия се вал и частично или напълно блокирайки диференциала.

След патентоване на вискозната муфа, Тони Ролт основал FF Developments (FFD) през 1971 г. за търговско предлагане на трансмисии с четириколесно задвижване. Ранните проекти включвали четириколесно задвижвани товарни автомобили Bedford за британските горски служби, партида полицейски автомобили Ford Zephyr FF и лимузини Opel Senator 4×4 за британската военна мисия в Берлин.

Най-значимото производствено постижение на FFD е трансмисията за AMC Eagle (1979–1988) — вдигнат, четириколесно задвижван вариант на лимузината AMC Concord, оборудван с по-широки гуми и вдигане на каросерията с 75 мм. AMC Eagle е първият сериен автомобил в света, използвал между-осов диференциал, заключен с вискозна муфа. Макар и замислен като лек офроудър, а не като спортен автомобил, архитектурата на трансмисията му станала пряк предшественик на някои от най-прочутите спортни AWD автомобили, построени някога — включително ранните поколения на Subaru Impreza WRX и Mitsubishi Lancer Evolution.

AMC Eagle с постоянно автоматично четириколесно задвижване
AMC Eagle — първият сериен автомобил с между-осов диференциал, заключен с вискозна муфа

Самоблокиращи диференциали: От Torsen до електронно управление

Когато Audi Quattro влязъл в серийно производство през 1981 г. — две години след дебюта на AMC Eagle — използвал конвенционален отворен между-осов диференциал с ръчно управляемо принудително заключване. Елегантността на решението на Audi е в компактността: надлъжно монтираният двигател е насочен директно към задната ос и между-осов диференциал е интегриран директно в скоростната кутия. Вторичният вал на скоростната кутия е направен куп и предният карданен вал е прокаран през него. Екипът на Фердинанд Пиех избрал симетрично разпределение на въртящия момент 50:50 между предна и задна ос.

През 1984 г. лостовете за ръчно заключване на диференциала най-накрая изчезнали от купетата на Audi, заменени от самоблокиращия диференциал Torsen (TORque SENsing). Torsen предлага няколко ключови предимства:

  • Изцяло механичен е — не се изискват електроника, течност или намеса на водача
  • Реагира на промените в въртящия момент на изходните валове, а не на разликите в скоростта, което означава, че може да реагира преди пробуксуването действително да започне
  • За разлика от вискозната муфа, блокира се само при тяга, а не при спиране, което го прави напълно съвместим с ABS
  • Блокирането и отблокирането е плавно и непрекъснато, без двоични преходи

Доказаната способност на Torsen да осигурява подобрения в управлението и стабилността при спортни автомобили по-късно привлякла инженерите на SUV-ите, търсещи динамика, близка до автомобилна. Днес се използва в трансмисиите на превозни средства, включително Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne и Toyota Land Cruiser Prado.

В края на 80-те години на ХХ в. доминирането на Audi Quattro в рали турнирите предизвикало надпревара за задвижване на всички колела сред конкурентите от Група Б. В рамките на няколко сезона се появили следните четириколесно задвижвани рали автомобили — всеки използвайки технологията на вискозната муфа на FFD в самоблокиращите им диференциали:

  • Peugeot 205 T16
  • Austin Metro 6R4
  • Lancia Delta S4
  • Ford RS200

Стюарт Ролт, синът на Тони, управлявал връзките на FFD с рали отборите през този период.

В началото на 90-те години заводът АЗЛК в Русия също се обърнал към FFD за разработване на четириколесно задвижвана рали версия на Москвич 2141. Използвайки същата схема с три диференциала като Ford RS200, експерименталният четириколесно задвижван Москвич постигнал забележително предсказуемо поведение при екстремни условия. Изпитванията разкрили важен принцип: чрез регулиране на твърдостта на заключване на всяка вискозна муфа поотделно, инженерите можели да настроят баланса в поведението на автомобила в широк диапазон:

  • По-твърд между-колесен диференциал отзад → по-голяма склонност към свръхзавъртане
  • По-твърд преден или между-осов диференциал → по-голямо недостатъчно завъртане и стабилност

Тази настройваемост е причината модерните рали автомобили от Световния рали шампионат да използват електронно управлявани многодискови съединителни пакети, а не пасивни вискозни муфи в трите диференциала. Хидравлични задвижващи устройства и бордови компютър могат да варират заключването на всеки диференциал в реално време — освобождавайки съединителите при влизане в завой, за да позволят на автомобила да се завъртва свободно, после прогресивно затягайки ги при ускорение на излаза в правото, за да максимизират сцеплението и да избегнат недостатъчно завъртане.

Двама производители са пионери в електронно управляваните диференциали в пътни автомобили:

  • Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Три електронно управлявани съединителя последователно свързвали предната ос, след това заключвали между-осовия диференциал и накрая заключвали задния диференциал при нужда. Системата е ефективна, но прекомерно сложна, а електрониката можела да причини забележимо свързване и разкачване на предните колела по хлабави повърхности.
  • Porsche 959 (1986): Два електронно управлявани съединителя, работещи при четири избираеми от водача режима. Системата на 959 е по-усъвършенствана и по-подходяща за високопроизводителна употреба.
Porsche 959 с електронно управлявана система за задвижване на всички колела
Porsche 959 разполагал с една от най-напредналите електронно управлявани системи за задвижване на всички колела, монтирани някога в сериен автомобил

Замяна на диференциала: Haldex и опростените системи AWD

Докато рали инженерите натискали самоблокиращите диференциали до техните граници, конструкторите на масовите пътнически автомобили тръгнали в обратна посока — елиминирайки изцяло между-осовия диференциал и заменяйки го само с вискозна муфа. Volkswagen Golf II Syncro от 1985 г. е първият европейски пътнически автомобил, използвал този подход. Трансмисията е разработена от инженери на GKN, който придобил FFD през 1969 г.

Опростената схема с вискозна муфа предлагала очевидни предимства за масовото производство:

  • Моделът с четириколесно задвижване споделял повечето компоненти със стандартната предноприводна версия, намалявайки производствените разходи и сложността
  • При нормални условия автомобилът се управлявал идентично с предноприводен автомобил
  • Когато предните колела пробуксували, вискозната муфа можела да прехвърли до 70% от въртящия момент към задните за приблизително 0,2 секунди

Въпреки това, забавеното задействане създавало опасност за управлението: автомобил, първоначално поведен като предноприводен (избутван в широкото отпред), внезапно можел да премине към поведение с предимство на задното задвижване при задействане на вискозната муфа, изненадвайки водачите. Японските производители проучили различни решения, включително монтиране на множество вискозни муфи — някои модели, като Nissan Sunny/Pulsar от 1988 г., използвали три: една за задействане на задното задвижване и по една за заключване на всеки между-колесен диференциал. Mazda Concerto 4WD отишла дори по-далеч, използвайки вискозни муфи вместо между-осовия и задния между-колесен диференциал.

Следващата еволюционна стъпка заменила вискозната муфа с електронно управляема хидравлична многодискова съединителна муфа — много по-бързо и по-прецизно управляемо устройство. Съединителят Haldex, заменил вискозната муфа на Volkswagen Golf IV и платформените му братя, е най-добре познатият пример за тази технология. Ето как работи:

  • Фасовите кулачки засичат разликата в скоростта на въртене между предния и задния вал
  • Ролки, движещи се по кулачковите повърхности, бутат буталата в пръстеновидни цилиндри, изпомпвайки хидравлична течност
  • Налягането на течността компресира многодисковия пакет, прехвърляйки въртящ момент към задната ос
  • Соленоиден клапан, управляван от електрониката на превозното средство, може да освободи налягането по всяко време — позволявайки безкрайно вариабилно разпределение на въртящия момент

Днес повечето пътнически AWD автомобили и кросоувъри използват някакъв вариант на тази електронно управлявана съединителна архитектура — независимо дали е Haldex на превозните средства от групата Volkswagen, Honda VTM-4 или BMW xDrive. Скоростта на модерните съединителни системи е намалила забавянето при задействане до точката, в която е неусетимо при нормално шофиране. Настройката на управляващия софтуер вече има по-голямо значение от самия хардуер: Golf 4Motion и Audi A3 Quattro използват механично идентични трансмисии, но различният софтуер дава на Volkswagen симетрично разпределение на въртящия момент, докато калибрирането на Audi изпраща 60% от въртящия момент към предните колела за по-познат предноприводен характер.

Система за четириколесно задвижване Volkswagen 4MOTION с муфа Haldex от четвърто поколение
Системата за задвижване на всички колела 4MOTION с муфа Haldex от четвърто поколение, използвана във Volkswagen Tiguan

Технологията AWD днес: Коя система е най-добра?

Системите за частично задвижване на всички колела с ръчно включваема втора ос за щастие изчезнаха от пътническите автомобили. Останалите архитектури имат своите предимства:

  • Постоянно AWD със самоблокиращ се между-осов диференциал (вискозна муфа като при Subaru, механичен Torsen като при Audi A4/A6/A8 Quattro и Volkswagen Phaeton, или електронно управлявани съединители като при Mitsubishi Lancer Evo): най-усъвършенстваните и удовлетворяващи системи, способни наистина да подобрят управлението по пътя и на пистата при правилна настройка.
  • Постоянно AWD с отворен между-осов диференциал (като при Mercedes-Benz 4Matic): разчита на противоплъзгаща електроника за компенсиране на липсата на самоблокиране. Ефективно по пътя, но механично по-малко проактивно.
  • Частично задно задвижване чрез управлявана съединителна муфа (Haldex, като при Volvo, Saab и различни кросоувъри от групата Volkswagen): най-разпространената схема в модерните кросоувъри — икономически ефективна, лека и все по-способна благодарение на по-бързата електроника.

Доминиращата тенденция в напредналото AWD е векторирането на въртящия момент — не просто разпределение на въртящия момент между предната и задната ос, но и активното му вариране между лявото и дясното колело на дадена ос. Mitsubishi Lancer Evolution X представлява върхово постижение: неговата система S-AWC комбинира електронно управляван централен диференциал (ACD) с активен диференциал за контрол на завъртването (AYC) в задната ос, способен да прехвърля въртящ момент между задните колела независимо. Допълнителни зъбни блокове могат да изместят баланса на въртящия момент проактивно, преди да се изгуби сцеплението, а не реактивно след като пробуксуването вече е започнало.

В практически план реалните разлики в управлението между модерните AWD системи продължават да се стесняват с напредването на управляващата електроника. Добре настроена система на базата на Haldex в кросоувър може да осигури стабилност, която преди поколение би изглеждала забележителна от механичен диференциал Torsen. Това в крайна сметка е посоката, в която се развива технологията — и крайната точка може да е електрическият автомобил с четири отделни колесни мотора, всеки доставящ прецизно управляван въртящ момент без никаква механична трансмисия.

Това е превод. Можете да прочетете оригинала тук: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html

Кандидатствайте
Моля, въведете своя имейл в полето по-долу и щракнете върху „Абониране"
Абонирайте се и получете пълни инструкции за получаване и използване на международна шофьорска книжка, както и съвети за шофьори в чужбина