ოთხივე წამყვან თვალზე გადაცემა ახსნილად: ისტორია, ტექნოლოგია და როგორ მუშაობს AWD სისტემები

ეს სტატია თავიდან დაიწერა როგორც მარტივი ტექნიკური სახელმძღვანელო — დაახლოებით ისეთი, როგორიც არის „ყველაფერი, რისი ცოდნაც ოდესმე გინდოდათ სრულწამყვანი ამძრავის შესახებ, მაგრამ არ იცოდით ვის ეკითხათ“. ჩვენ ვაპირებდით აგვეხსნა, თუ რით განსხვავდება ღია დიფერენციალები ვისკომაერთებლისგან ან Haldex-ის ტიპის კვანძებისგან, რას აკეთებს სინამდვილეში თვითბლოკირებადი დიფერენციალები და რატომ აქვს ამ ყველაფერს მნიშვნელობა. მაგრამ რაც უფრო ღრმად ვიკვლევდით ისტორიას, მით უფრო ვოცდებოდით. გამოდის, რომ პირველი მსუბუქი ავტომობილი მუდმივი სრულწამყვანი ამძრავით აშენდა ნიდერლანდებში ას წელზე მეტი ხნის წინ. ხოლო 1935 წელს ერთი ამერიკული ოთხწამყვანი თვალის მქონე სარბოლო ავტომობილი საოცრად ახლოს იყო იმასთან, რომ მსოფლიო ისტორიის მსვლელობა შეეცვალა.

რატომ სჭირდება მსუბუქ ავტომობილს სრულწამყვანი ამძრავი? XXI საუკუნეში პასუხი აშკარა ჩანს: უკეთესი ჩაჭიდება, ნაკლები თვალის ჩაცურება მოლიპულ ზედაპირზე და გაუმჯობესებული მართვადობა აჩქარების დროს. ოთხი წამყვანი თვალი უბრალოდ უკეთესია, ვიდრე ორი. მაგრამ კაცობრიობას საოცრად დიდი დრო დასჭირდა ამ მარტივი ჭეშმარიტებით სარგებლობისთვის. ჰკითხეთ ნებისმიერ ავტოისტორიკოსს და გეტყვით, რომ მასობრივი მსუბუქი ავტომობილებისთვის სრულწამყვანი ამძრავის ერა 1980 წელს დაიწყო Audi Quattro-თი. შესაძლოა, ისინი ასევე ახსენონ იშვიათი წინამორბედები — 1966 წლის ბრიტანული სუპერმანქანა Jensen FF და 1972 წლის Subaru Leone 4WD. ნამდვილი ექსპერტი კი მაშინვე შენიშნავს, რომ ადრეული ოთხწამყვანი Subaru-ები საერთოდ არ იყვნენ მუდმივი AWD სისტემები — ისინი ნაწილობრივი (part-time) იყვნენ. და, როგორც ავხსნით, ეს გადამწყვეტი განსხვავებაა.

ნაწილობრივი (Part-Time) 4WD: დროებითი გადაწყვეტა

ერთ ხიდზე ნაწილობრივი წამყვანობა კომპრომისული გადაწყვეტაა და არც თუ ისე ელეგანტური საგზაო ავტომობილებისთვის. ტერმინი „Part-Time 4WD“ წარმოიშვა ჯიპებისა და გადასაადგილებელი სატვირთოების სამყაროში. ამ კონფიგურაციაში ერთი ხიდი მუდმივად წამყვანია, ხოლო მეორე საჭიროებისამებრ ხისტად უერთდება მას — მაგრამ ეს ხისტი შეერთება მხოლოდ უგზოობაში გამოიყენება. ასფალტირებულ ზედაპირზე ნაწილობრივი სისტემა მთლიანად უნდა გამოირთოს. აი, რატომ:

• როცა ავტომობილი მოხვევას ასრულებს, წინა თვლები უფრო გრძელ რკალს გადიან, ვიდრე უკანა თვლები და, შესაბამისად, უფრო სწრაფად უნდა ბრუნავდნენ.
• ხისტად შეერთებული სრულწამყვანი სისტემით წინა თვლების ჩაჭიდება მცირდება, ხოლო უკანა ხიდზე ბრუნვის მომენტი იზრდება.
• ზოგ შემთხვევაში წინა თვლებს შეუძლიათ რეალურად დამამუხრუჭებელი ძალა შექმნან წამყვანის ნაცვლად — გაზარდონ წინააღმდეგობა და გაართულონ მართვა.
• ფხვიერ ზედაპირზე, როგორიცაა ტალახი ან თოვლი, ეს ეფექტი მართვადია, მაგრამ ასფალტზე ის იწვევს ტრანსმისიის სერიოზულ ჩაჭედვასა და მართვადობის პრობლემებს.

როცა ავტომობილი მოხვევას გადის, თითოეული თვალი თავის რკალს მისდევს და განსხვავებული სიჩქარით უნდა ბრუნავდეს. სწორედ ამიტომ მუდმივ სრულწამყვან სისტემას სამი დიფერენციალი სჭირდება: ორი თვალთაშორისი დიფერენციალი (თითო ხიდზე) და ერთი ხიდთაშორისი დიფერენციალი იმისთვის, რომ ორივე წამყვანი ხიდი ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად ბრუნავდეს.

მიუხედავად ამ ნაკლოვანებებისა, ხისტად შეერთებული სრულწამყვანი ამძრავი მართლაც გამოჩნდა ზოგ საგზაო ავტომობილზე — თუმცა ისინი ხასიათით უგზო სატვირთოებს უფრო ჰგავდნენ. სსრკ-ში, მაგალითად, ГАЗ-61 „Эмка“ — ოთხწამყვანი სალონური ავტომობილი ექვსცილინდრიანი ძრავითა და ნაწილობრივი წინა ხიდით — მცირე სერიული წარმოებაში შევიდა ჯერ კიდევ 1938 წელს. ომის შემდეგ მსგავსი ტრანსმისიები გამოჩნდა ГАЗ-М72 „Победа“-ს უგზო ვარიანტსა და „Москвич-410“-ში. 1972 წლის Subaru Leone 4WD იმავე ლოგიკას მისდევდა: ის უგზოობისთვის აშენდა, სტანდარტულ წინაწამყვან Subaru-ებზე მაღალი კლირენსით და ხელით ჩასართავი უკანა ხიდით.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) იყო წინაწამყვანი პლატფორმის ოთხწამყვანი ადაპტაცია ხელით ჩასართავი უკანა ხიდით. ძირითადი მახასიათებლები მოიცავდა:

• ძრავის ვარიანტები: 1.4 ლიტრი (72 ცხ.ძ.) ან 1.6 ლიტრი (80 ცხ.ძ.)
• ძარის ტიპები: უნივერსალი, სედანი და პიკაპი
• უკანა თვლების ამოქმედება: ხელით მექანიკურ-გადაცემიან ავტომობილებზე; ავტომატური მრავალდისკიანი ხახუნის ქურციკის მეშვეობით ავტომატებზე
• ეს ნაწილობრივი მოწყობა ყველა ოთხწამყვან Subaru-ზე გაგრძელდა 1989 წლამდე

ნაწილობრივი სრულწამყვანი ამძრავის მთავარი პრობლემა ის არის, რომ ის უსარგებლოა ასფალტირებულ გზებზე, სადაც ავტომობილების უმეტესობა დროის უმეტეს ნაწილს ატარებს — და ამავდროულად, ავტომობილს მუდმივად უწევს ზედმეტი წონის ტარება: გადამცემი კოლოფი, მეორე კარდანული ლილვი და დამატებითი ხიდის კვანძი. თუმცა ნაწილობრივი სისტემის მუდმივად გადაქცევას მხოლოდ ერთი დამატებითი კომპონენტი სჭირდება: ხიდთაშორისი დიფერენციალი გადამცემ კოლოფში.

მუდმივი სრულწამყვანი ამძრავი: როგორ მუშაობს და რატომ აქვს მნიშვნელობა

ხიდთაშორისი დიფერენციალი არის მუდმივი სრულწამყვანი ამძრავის გასაღები. ორი თვალთაშორისი დიფერენციალი — თითო თითოეულ ხიდზე — საშუალებას აძლევს მარცხენა და მარჯვენა თვლებს თითოეულ ხიდზე განსხვავებული სიჩქარით იბრუნონ მოხვევებში. ხიდთაშორისი დიფერენციალი იმავე საქმეს აკეთებს წინა და უკანა ხიდებს შორის. სამივე დიფერენციალით აღჭურვილ ავტომობილს შეუძლია მუდმივი სრულწამყვანი ამძრავი ნებისმიერ საგზაო ზედაპირზე ტრანსმისიის ჩაჭედვის ან მართვადობის დაკარგვის გარეშე.

თეორიულად მარტივია — და მაინც, 1980-იანი წლების დასაწყისამდე ავტოინდუსტრიის ძირითადი ნაკადი მუდმივ AWD-ს ზედმეტად მიიჩნევდა საგზაო ავტომობილებისთვის. გავრცელებული მოსაზრება ის იყო, რომ მშრალ ასფალტზე თვლების მეორე წყვილისა და ყველა მასთან დაკავშირებული ტრანსმისიის კომპონენტის მუდმივი ბრუნვა ხმაურს ამატებდა და საწვავს ფლანგავდა. Audi Quattro-მ ეს აზროვნება სამუდამოდ შეცვალა. ძრავის ბრუნვის მომენტის ოთხივე თვალზე მუდმივად განაწილებით, მუდმივი AWD სისტემა:

• ტოვებს უფრო დიდ ჩაჭიდების მარაგს მოხვევებში გვერდითი ძალების დასაძლევად
• მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს სტაბილურობას მოხვევის შუა წერტილში აჩქარების ან დამუხრუჭების დროს
• ამცირებს გაზის პედალით გამოწვეული მოულოდნელი ჭარბმართვადობის ან ნაკლებმართვადობის რისკს

1980-იანი წლების ბოლოს Audi 80 Quattro ცხადყოფს, რამდენად დახვეწილი გახდა ეს კომპონოვკა. Quattro-ს არქიტექტურა უფრო კომპაქტურია, ვიდრე კონკურენტი Ferguson Formula-ს ტრანსმისია. 1984 წლიდან Audi-მ მიიღო Torsen-ის თვითბლოკირებადი დიფერენციალი — წმინდად მექანიკური მოწყობილობა, რომელიც რეაგირებს თითოეულ გამომავალ ლილვზე ბრუნვის მომენტის ცვლილებაზე და არა თვლების სიჩქარის სხვაობაზე. ვისკომაერთებელზე დაფუძნებული დიფერენციალის ბლოკისგან განსხვავებით, Torsen იბლოკება მხოლოდ წევის დროს და არა დამუხრუჭებისას, რაც ნიშნავს, რომ ის სრულად თავსებადია ABS სისტემებთან და აუმჯობესებს სტაბილურობას შენელების დროს.

აღსანიშნავია, რომ Range Rover (1970) და რუსული Lada Niva (1976) ზოგადად მიიჩნევიან პირველ მასობრივად წარმოებულ ავტომობილებად ხიდთაშორისი დიფერენციალით — მაგრამ ორივე მყარად მიეკუთვნება უგზო კატეგორიას. Audi Quattro-ს მიეწერება პიონერის ტიტული კონკრეტულად მსუბუქ ავტომობილებს შორის.

ადრეული ოთხწამყვანი სარბოლო ავტომობილები: Spyker-დან Bugatti-მდე

იკვლევდნენ თუ არა სარბოლო ავტომობილების კონსტრუქტორები მუდმივ სრულწამყვან ამძრავს Quattro-ს ერამდე? პასუხი ცალსახად დადებითია — და ისტორია ბევრად უფრო შორს მიდის, ვიდრე ადამიანების უმეტესობა ელის.

ფერდინანდ პორშეს პირველი ომისშემდგომი პროექტი ოთხწამყვანი სარბოლო ავტომობილი იყო: Cisitalia 360, შუა მდებარეობის ძრავითა და 1.5-ლიტრიანი თორმეტცილინდრიანი ძრავით. თუმცა მისი წინა ამძრავი ნაწილობრივი იყო — მძღოლი მას მხოლოდ ტრასის სწორ მონაკვეთებზე რთავდა და მოხვევებამდე უკანა ამძრავზე უბრუნდებოდა.

მაგრამ პორშეს სინამდვილეში ოთხწამყვანი ავტომობილი ბევრად ადრე ჰქონდა აშენებული: ელექტრომობილი ოთხი ცალკეული თვლის ძრავით, რომელიც 1900 წლით თარიღდება. ნამდვილი შოკი ავტოისტორიკოსებისთვის კი 1902 წლის სარბოლო ავტომობილია, რომელიც ნიდერლანდურმა მწარმოებელმა Spyker-მა ააშენა. იმ დროს, როცა მუხრუჭებიც კი მხოლოდ უკანა თვლებზე იყო დამონტაჟებული, ამ ავტომობილს ჰქონდა ნამდვილი მუდმივი სრულწამყვანი ამძრავი — ხიდთაშორისი დიფერენციალითურთ.

კომპანია Spyker 1880 წელს დაარსდა ძმები სპეიკერების მიერ, როგორც ცხენით სამართავი ეტლების მწარმოებელი. მათი პირველი ავტომობილი 1900 წელს გამოჩნდა, ხოლო ორი წლის შემდეგ, ბელგიელ კონსტრუქტორ ჟოზეფ ვალანტენ ლავიოლეტთან თანამშრომლობით, მათ შექმნეს ოთხწამყვანი სარბოლო ავტომობილი Spyker 60 HP (1902–1907). მისი მახასიათებლები იმ ეპოქისთვის უაღრესად მოწინავე იყო:

• სამი დიფერენციალი — ხიდთაშორისი და ორივე თვალთაშორისი
• სამი ცალკეული სამუხრუჭე მექანიზმი — ორი უკანა თვლებზე, ერთი წინა კარდანულ ლილვზე
• ოთხწამყვანი სისტემა, რომელსაც კონცეფციით ათწლეულების განმავლობაში ვერ გაუთანაბრდებოდნენ

ამრიგად, მუდმივი ოთხწამყვანი ამძრავის კონცეფცია საუკუნეზე მეტი ხნისაა. ოთხწამყვანი Spyker-ი ბევრი არ აშენებულა — ისინი უაღრესად ძვირადღირებული იყვნენ და მნიშვნელოვან სარბოლო წარმატებას ვერასოდეს მიაღწიეს. 1930-იანი წლების დასაწყისში მოჰყვა AWD-ის კიდევ ორი ამბიციური სარბოლო პროექტი: Bugatti Tipo 53 და Miller FWD.

Bugatti Tipo 53-ის პროექტი წარმოიშვა Fiat-ის ინჟინერ ანტონიო პიკეტოსგან, რომელმაც ეს იდეა ეტორე ბუგატის 1930 წელს შესთავაზა. სამი ავტომობილი დასრულდა 1932 წელს, თითოეული შემდეგი მახასიათებლებით:

• 300 ცხ.ძ.-ის კომპრესორიანი რიგა-რვაცილინდრიანი ძრავი
• მუდმივი სრულწამყვანი ამძრავი სამი დიფერენციალით
• გადამცემი კოლოფი და ხიდთაშორისი დიფერენციალი, ინტეგრირებული ცალკე დამონტაჟებულ გადაცემათა კოლოფთან
• ორივე ხიდის ამძრავი ლილვი, განთავსებული ავტომობილის მარცხენა მხარეს
• დამოუკიდებელი წინა საკიდი განივ ზამბარაზე — უჩვეულო Bugatti-სთვის

მიუხედავად იმისა, რომ ხრეშიან მოხვევებში თანამედროვე უკანაწამყვან ავტომობილებს უსწრებდა, Tipo 53 იტანჯებოდა საჭის გადატვირთული ძალისხმევით, რადგან წინა კარდანულ ლილვებში სტანდარტული კარდანის სახსრები გამოიყენებოდა და არა მუდმივი კუთხური სიჩქარის (ШРУС) სახსრები. სამივე ავტომობილი 1935 წლამდე იჯიბრებოდა.

Miller FWD ნაწილობრივ იმიტომ გაჩნდა, რომ ამერიკელმა კონსტრუქტორმა ჰარი მილერმა შეისწავლა წინაწამყვანი Bugatti, რომელიც სპეციალურად დასაშლელად შეიძინა. Bugatti-ს მიდგომით შთაგონებულმა მილერმა შეიმუშავა საკუთარი ოთხწამყვანი შასი FWD-ის სატვირთო კომპანიის სპონსორობით. ერთ-ერთი ოთხწამყვანი Miller ლიდერობდა 1934 წლის Indianapolis 500-ში, სანამ მექანიკური პრობლემების გამო მეცხრე ადგილზე გავიდა რბოლიდან.

ეს ავტომობილები ასევე უკავშირდება ავტოისტორიის ერთ-ერთ ყველაზე უცნაურ „რა იქნებოდა, რომ“ მომენტს. 1935 წელს ბერლინში, ტრასა AVUS-ზე გამართულ რბოლაში, ოთხწამყვანი Miller მესამე ადგილზე იყო, როცა მისი რიგა-რვაცილინდრიანი ძრავი კატასტროფულად მწყობრიდან გამოვიდა და ნამსხვრევები ტრიბუნებისკენ მიფრინდა. იმ დღეს ტრიბუნაზე ადოლფ ჰიტლერი იმყოფებოდა. მცირე ნამსხვრევსაც რომ მისთვის მიეღწია, მეორე მსოფლიო ომის — და მსოფლიო ისტორიის — მსვლელობა შესაძლოა სრულიად განსხვავებული ყოფილიყო.

Ferguson Formula: AWD სისტემა, რომელმაც ყველაფერი შეცვალა

სრულწამყვანი ამძრავის ისტორიის შემდეგი გადამწყვეტი თავის გასაგებად, სასარგებლოა გავიხსენოთ ღია ხიდთაშორისი დიფერენციალების ფუნდამენტური შეზღუდვა. ღია დიფერენციალი საშუალებას აძლევს ერთ ხიდს თავისუფლად იბრუნოს, ხოლო მეორე ბრუნვის მომენტს არ იღებს. თუ უკანა თვლები ჩაჭიდებას მთლიანად დაკარგავენ, წინა თვლები შესაძლოა უძრავად დარჩნენ, სანამ უკანები ცურავენ — დიფერენციალი ამის თავიდან ასაცილებლად არაფერს აკეთებს.

ჯიპებისთვის შემუშავებული გადაწყვეტა იყო ხისტი ბლოკირება: მძღოლი ხელით რთავს მექანიზმს, რომელიც ხისტად ბლოკავს დიფერენციალის გადაცემებს და დიფერენციალურ ამძრავს მყარ შეერთებად აქცევს. ეს მიდგომა გამოიყენებოდა ადრეულ Range Rover-ებში, Lada Niva-ში და ბევრ სხვა უგზო ავტომობილში — მათ შორის პირველი თაობის Audi Quattro-ში, რომელშიც მძღოლს 1984 წლამდე ცენტრალური დიფერენციალის ხელით დაბლოკვა უწევდა. მაგრამ ხელით ბლოკირება კიდევ ერთი კომპრომისია: ის მაგარ ზედაპირზე უნდა გამოირთოს და არანაირ დაცვას არ იძლევა, თუ თვალის ჩაცურება მოულოდნელად დაიწყო მოლიპულ გზაზე.

პირველი ავტომატური თვითბლოკირებადი ხიდთაშორისი დიფერენციალი ბრიტანელი სარბოლო მძღოლისა და ინჟინრის ტონი როლტის შემოქმედება იყო. თავის მეგობართან და თანამოასპარეზე ფრედ დიქსონთან ერთად, როლტი ომამდე მართავდა სახელოსნოს Rolt/Dixon Developments. შემდგომში ორივე მუდმივი სრულწამყვანი ამძრავის პოტენციალით გაიტაცა. „Crab“-ად წოდებული ექსპერიმენტული ოთხწამყვანი სატესტო ნიმუშის აშენების შემდეგ, ისინი 1950 წელს გაერთიანდნენ ჰარი ფერგიუსონთან — წარმატებულ ტრაქტორების მწარმოებელთან — და დააარსეს Harry Ferguson Research.

ფერგიუსონის ხედვა იყო არა სარბოლო ავტომობილი, არამედ ნამდვილად უსაფრთხო საგზაო ავტომობილი: ისეთი, რომლის თვლები არც აჩქარებისას ჩაცურდებოდა და არც დამუხრუჭებისას დაიბლოკებოდა. როლტმა და დიქსონმა გადაწყვიტეს ასეთი ავტომობილი მთლიანად ნულიდან დაეპროექტებინათ — ძარის, ტრანსმისიისა და ამძრავი აგრეგატის ჩათვლით. გამოცდილ კონსტრუქტორ კლოდ ჰილის (ყოფილი Aston Martin-ის) მთავარ ინჟინრად მოწვევით, ექსპერიმენტული Ferguson R4 სედანი ექვსწლიანი შემუშავების შემდეგ დასრულდა. მისი მახასიათებლები 1956 წლისთვის შესანიშნავი იყო:

• მუდმივი სრულწამყვანი ამძრავი თვითბლოკირებადი ხიდთაშორისი დიფერენციალით
• ოპოზიტური (flat-four) ოთხცილინდრიანი ძრავი
• დისკური მუხრუჭები ოთხივე თვალზე
• Dunlop MaxaRet ელექტრომექანიკური ანტიბლოკირებადი სამუხრუჭე სისტემა, ავიაციიდან ადაპტირებული

Ferguson Formula-ს ტრანსმისიის გული იყო გენიალური თვითბლოკირებადი მექანიზმი გადამცემი კოლოფის შიგნით. დიფერენციალის გარდა, კვანძი შეიცავდა დამატებით კბილანათა წყვილს, ორ ბურთულიან გადამბმელ ქურციკსა და ხახუნის დისკების ორ პაკეტს. ჩვეულებრივ პირობებში ეს ელემენტები მშვიდად ბრუნავდნენ. მაგრამ როცა ერთი ხიდის თვლები ცურვას იწყებდნენ — რაც იწვევდა გამომავალი ლილვების სიჩქარის სხვაობას — ერთ-ერთი ქურციკი ერთვებოდა, აჭერდა თავის ხახუნის პაკეტს დიფერენციალის გადაცემებზე და მყისიერად აქცევდა დიფერენციალურ ამძრავს მყარ შეერთებად.

მეორე პროტოტიპი, 1962 წლის Ferguson R5 უნივერსალი, კიდევ უფრო შესაძლებლიანი იყო. ჟურნალ Autocar-ის ტესტერებმა აღნიშნეს, რომ ის ჩაჭიდების ზღვარს ისეთ სიჩქარეებზე აღწევდა, რომელიც თითქმის შეუძლებელი ჩანდა. ამის მიუხედავად, ვერც ერთი მწარმოებელი ვერ დათანხმდა Ferguson-ის წარმოებაში გაშვებას — სირთულე და ღირებულება ზედმეტად მაღალი იყო. თუმცა 1962 წელს ტონი როლტმა დაარწმუნა Jensen Cars-ის ხელმძღვანელობა, რომ Ferguson Formula-ს ტრანსმისია ეადაპტირებინათ მათი მომავალი CV8 კუპესთვის, რომელშიც 300 ცხ.ძ.-ის Chrysler V8 ძრავი გამოიყენებოდა. სამი წლის შემდეგ დასრულდა ექსპერიმენტული ოთხწამყვანი Jensen CV8 FF.

1966 წელს Jensen Interceptor-მა შეცვალა CV8 — და სტანდარტული უკანაწამყვანი კუპეს გვერდით, Jensen-მა შესთავაზა სრულწამყვანი ვარიანტი დისკრეტული „FF“ ნიშნით. Jensen FF გახდა მსოფლიოში პირველი სერიული ავტომობილი, რომელმაც გააერთიანა თვითბლოკირებადი ხიდთაშორისი დიფერენციალი და ABS. აღნიშვნა „FF“ ნიშნავდა „Formula Ferguson“. ძირითადი მახასიათებლები მოიცავდა:

• 6.3-ლიტრიანი Chrysler V8 big-block ძრავი 325 ცხ.ძ.-ის გამომავალი სიმძლავრით
• სამსაფეხურიანი TorqueFlite ავტომატური ან ოთხსაფეხურიანი მექანიკური გადაცემათა კოლოფი
• ასიმეტრიული ბრუნვის მომენტის განაწილება: 63% უკანა ხიდზე, 37% წინაზე — უკანაწამყვანი მართვადობის ხასიათის შესანარჩუნებლად
• ერთარხიანი Dunlop MaxaRet ABS
• კბილანა-რეიკული ჰიდრომომატებიანი საჭე და დისკური მუხრუჭები ყველა თვალზე
• მაქსიმალური სიჩქარე 212 კმ/სთ; 0–100 კმ/სთ 7.7 წამში; მოწყობილი მასა დაახლოებით 1,800 კგ
• ფასი დიდ ბრიტანეთში 1968 წელს: დაახლოებით £6,000 — ყველაზე იაფი Rolls-Royce-ის მსგავსი
• საერთო წარმოება: 318 ავტომობილი (1966–1971)

იმ ეპოქის ყველა ავტოჟურნალისტი აქებდა Jensen FF-ის განსაკუთრებულ სტაბილურობას და იმას, რასაც ისინი აღწერდნენ როგორც „თითქმის შეუზღუდავ ჩაჭიდების მარაგს სველ ასფალტზე“. ტრაგიკულად, თავად ჰარი ფერგიუსონს Jensen FF არასოდეს უნახავს — ის 1960 წელს გარდაიცვალა.

რატომ ვუთმობთ ამდენ დროს Ferguson Formula-ს? იმიტომ, რომ Harry Ferguson Research იყო პირველი ორგანიზაცია მთელ მსოფლიოში, რომელმაც სრულწამყვანი ამძრავი უპირველესად აქტიური უსაფრთხოების ინსტრუმენტად მიიჩნია — და არა უბრალოდ უგზო ჩაჭიდების პრობლემების გადაწყვეტად. ბრუნვის მომენტის ასიმეტრიული განაწილება იყო შეგნებული არჩევანი, რათა თავიდან აეცილებინათ ის გაუთვალისწინებლობა, რომელიც სიმეტრიულ AWD სისტემებს ახასიათებს. უკანაწამყვან ავტომობილზე მოლიპულ მოხვევაში ზედმეტი გაზის მიცემა იწვევს პროგნოზირებად ჭარბმართვადობას. წინაწამყვან ავტომობილზე ის იწვევს პროგნოზირებად ნაკლებმართვადობას. სიმეტრიულ AWD ავტომობილზე რეაქცია დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელ ხიდს აქვს ყველაზე ცუდი ჩაჭიდება — რაც შესაძლოა ბუნდოვანი და სახიფათო იყოს. ბრუნვის მომენტის უკანა ხიდისკენ მიმართვით, Ferguson Formula-მ Jensen FF-ს თითქმის პროგნოზირებადი უკანაწამყვანი მართვადობა მისცა უმეტეს პირობებში.

ვისკომაერთებლის გამოგონება

Ferguson Formula-ს თვითბლოკირებად მექანიზმს ერთი მნიშვნელოვანი შეზღუდვა ჰქონდა: მისი გადამბმელი ქურციკები ბინარული, ჩართვა-გამორთვის რეჟიმში მუშაობდნენ. ღია დიფერენციალიდან სრულ ბლოკირებაზე გადასვლა მყისიერი იყო, რასაც ჩართვის მომენტში საკუთარი მართვადობის ბუნდოვანება შეეძლო შეექმნა. საჭირო იყო მექანიზმი, რომელსაც დიფერენციალის ბლოკირების ხარისხის გლუვად და თანდათანობით ცვლა შეეძლო.

1960-იანი წლების ბოლოს ტონი როლტმა და დერეკ გარდნერმა — მოგვიანებით Tyrrell-ის Formula 1 ავტომობილების მთავარმა კონსტრუქტორმა — დაიწყეს ექსპერიმენტები სილიკონის სითხეზე, რომელიც ვისკოზურ ვენტილატორის ამძრავ მაერთებლებში გამოიყენებოდა. შედეგი იყო ვისკომაერთებელი: ცილინდრული კორპუსი, შევსებული სილიკონის სითხით, რომელიც შეიცავს ხახუნის დისკების მონაცვლე პაკეტებს, თითოეულ გამომავალ ლილვთან დაკავშირებულს.

აი, როგორ მუშაობს:

• ჩვეულებრივ პირობებში, როცა ყველა თვალი მსგავსი სიჩქარით ბრუნავს, დისკების პაკეტები ერთმანეთის მიმართ თითქმის არ მოძრაობენ და მაერთებელი დიფერენციალზე გავლენას არ ახდენს.
• როცა ერთი ხიდი ცურვას იწყებს, მისი გამომავალი ლილვი უფრო სწრაფად ბრუნავს, რის გამოც დისკების პაკეტები ერთმანეთის მიმართ ბრუნავენ და სილიკონის სითხეს ჭრიან.
• ეს ჭრა ზრდის ტემპერატურასა და წნევას მაერთებლის შიგნით, რაც მკვეთრად ზრდის სითხის სიბლანტეს.
• სიბლანტის ეს ზრდა იწვევს იმას, რომ დისკები ერთმანეთს ეხახუნებიან, თანდათანობით ამუხრუჭებენ უფრო სწრაფად მბრუნავ ლილვს და ნაწილობრივ ან მთლიანად ბლოკავენ დიფერენციალს.

ვისკომაერთებლის დაპატენტების შემდეგ, ტონი როლტმა 1971 წელს დააარსა FF Developments (FFD) სრულწამყვანი ტრანსმისიების კომერციული მიწოდებისთვის. ადრეული პროექტები მოიცავდა ოთხწამყვან Bedford-ის ფურგონებს ბრიტანეთის სატყეო სამსახურებისთვის, Ford Zephyr FF საპოლიციო ავტომობილების პარტიას და Opel Senator 4×4 სედანებს ბერლინში ბრიტანული სამხედრო მისიისთვის.

FFD-ის ყველაზე მნიშვნელოვანი სერიული მიღწევა იყო ტრანსმისია AMC Eagle-ისთვის (1979–1988) — AMC Concord სედანის აწეული, სრულწამყვანი ვერსიისთვის, დიდი საბურავებითა და ძარის 75 მმ-ით აწევით. AMC Eagle იყო მსოფლიოში პირველი სერიული ავტომობილი, რომელიც იყენებდა ვისკომაერთებლით დაბლოკილ ხიდთაშორის დიფერენციალს. თუმცა იგი ჩაფიქრებული იყო როგორც მსუბუქი უგზო ავტომობილი და არა მაღალი მახასიათებლების მქონე, მისი ტრანსმისიის არქიტექტურა გახდა ოდესმე აგებული ყველაზე ცნობილი მაღალი მახასიათებლების მქონე AWD ავტომობილების პირდაპირი წინაპარი — მათ შორის Subaru Impreza WRX-ისა და Mitsubishi Lancer Evolution-ის ადრეული თაობების.

თვითბლოკირებადი დიფერენციალები: Torsen-დან ელექტრონულ მართვამდე

როცა Audi Quattro 1981 წელს წარმოებაში შევიდა — AMC Eagle-ის დებიუტიდან ორი წლის შემდეგ — ის იყენებდა ჩვეულებრივ ღია ხიდთაშორის დიფერენციალს ხელით სამართავი ხისტი ბლოკირებით. Audi-ს გადაწყვეტის ელეგანტურობა კომპონოვკაში მდგომარეობდა: გრძივად დამონტაჟებული ძრავი პირდაპირ უკანა ხიდისკენ იყურებოდა, ხოლო ხიდთაშორისი დიფერენციალი პირდაპირ გადაცემათა კოლოფში იყო ინტეგრირებული. გადაცემათა კოლოფის მეორადი ლილვი ღრუ იყო გაკეთებული და წინა ამძრავი ლილვი მასში გაჰქონდათ. ფერდინანდ პიეხის გუნდმა აირჩია სიმეტრიული 50:50 ბრუნვის მომენტის განაწილება წინასა და უკანას შორის.

1984 წელს დიფერენციალის ხელით ბლოკირების ბერკეტები საბოლოოდ გაქრა Audi-ს სალონებიდან და ჩაანაცვლა Torsen-ის (TORque SENsing) თვითბლოკირებადმა დიფერენციალმა. Torsen-ს რამდენიმე ძირითადი უპირატესობა აქვს:

• ის მთლიანად მექანიკურია — არ სჭირდება ელექტრონიკა, სითხე ან მძღოლის ჩარევა
• ის რეაგირებს გამომავალ ლილვებზე ბრუნვის მომენტის ცვლილებაზე და არა სიჩქარის სხვაობაზე, რაც ნიშნავს, რომ მას შეუძლია რეაგირება სანამ თვალის ჩაცურება რეალურად დაიწყება
• ვისკომაერთებლისგან განსხვავებით, ის იბლოკება მხოლოდ წევის დროს და არა დამუხრუჭებისას, რაც მას სრულად ABS-თავსებადს ხდის
• ბლოკირება და განბლოკვა გლუვი და უწყვეტია, ბინარული გადასვლების გარეშე

Torsen-ის დადასტურებულმა შესაძლებლობამ, რომ მაღალი მახასიათებლების მქონე ავტომობილებზე მართვადობა და სტაბილურობა გაეუმჯობესებინა, მოგვიანებით მიიზიდა ჯიპების ინჟინრები, რომლებიც ავტომობილის მსგავს დინამიკას ეძებდნენ. დღეს ის გამოიყენება ისეთი ავტომობილების ტრანსმისიებში, როგორებიცაა Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne და Toyota Land Cruiser Prado.

ჯერ კიდევ 1980-იან წლებში Audi Quattro-ს დომინაციამ რალიში გამოიწვია სრულწამყვანი ამძრავის შეიარაღების რბოლა Group B-ის მონაწილეებს შორის. რამდენიმე სეზონში გამოჩნდა შემდეგი ოთხწამყვანი სარალიო ავტომობილები — თითოეული იყენებდა FFD-ის ვისკომაერთებლის ტექნოლოგიას თავის თვითბლოკირებად დიფერენციალებში:

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

სტიუარტ როლტი, ტონის ვაჟი, ამ პერიოდში მართავდა FFD-ის ურთიერთობებს სარალიო გუნდებთან.

1990-იანი წლების დასაწყისში რუსეთში ქარხანა АЗЛК-მაც მიმართა FFD-ს „Москвич 2141“-ის სრულწამყვანი სარალიო ვერსიის შესამუშავებლად. იმავე სამდიფერენციალიანი კომპონოვკის გამოყენებით, რომელიც Ford RS200-ს ჰქონდა, ექსპერიმენტულმა ოთხწამყვანმა „Москвич“-მა საოცრად პროგნოზირებად მართვადობას მიაღწია ექსტრემალურ პირობებში. ტესტირებამ გამოავლინა მნიშვნელოვანი პრინციპი: თითოეული ვისკომაერთებლის ბლოკირების სიხისტის ცალ-ცალკე რეგულირებით, ინჟინრებს შეეძლოთ ავტომობილის მართვადობის ბალანსის დაყენება ფართო დიაპაზონში:

• უფრო ხისტი უკანა თვალთაშორისი დიფერენციალი → მეტი ჭარბმართვადობის ტენდენცია
• უფრო ხისტი წინა ან ხიდთაშორისი დიფერენციალი → მეტი ნაკლებმართვადობა და სტაბილურობა

სწორედ ეს რეგულირებადობაა მიზეზი, რის გამოც თანამედროვე WRC სარალიო ავტომობილები სამივე დიფერენციალში პასიური ვისკომაერთებლების ნაცვლად ელექტრონულად მართვად მრავალდისკიან ქურციკის პაკეტებს იყენებენ. ჰიდრავლიკურ ამძრავებსა და ბორტკომპიუტერს შეუძლიათ თითოეული დიფერენციალის ბლოკირების რეალურ დროში ცვლა — ქურციკების გათავისუფლება მოხვევაში შესვლისას, რათა ავტომობილი თავისუფლად დატრიალდეს, შემდეგ კი მათი თანდათანობით შეჭერა, როცა მძღოლი სწორ მონაკვეთზე აჩქარდება, რათა მაქსიმალური ჩაჭიდება მიიღოს ნაკლებმართვადობის თავიდან აცილებით.

ორმა მწარმოებელმა იყო პიონერი ელექტრონულად მართვადი დიფერენციალების საგზაო ავტომობილებში დანერგვისა:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): სამი ელექტრონულად მართვადი ქურციკი თანმიმდევრულად აერთებდა წინა ხიდს, შემდეგ ბლოკავდა ხიდთაშორის დიფერენციალს, შემდეგ კი უკანა დიფერენციალს, საჭიროებისამებრ. სისტემა ეფექტური იყო, მაგრამ ზედმეტად რთული და ელექტრონიკას ფხვიერ ზედაპირზე წინა თვლების შესამჩნევი ჩართვა-გამორთვა შეეძლო.
• Porsche 959 (1986): ორი ელექტრონულად მართვადი ქურციკი, რომელიც ოთხ ასარჩევ მძღოლის რეჟიმში მუშაობდა. 959-ის სისტემა უფრო დახვეწილი იყო და უკეთ შეეფერებოდა მაღალი მახასიათებლების მქონე გამოყენებას.

დიფერენციალის ჩანაცვლება: Haldex და გამარტივებული AWD სისტემები

სანამ სარალიო ინჟინრები თვითბლოკირებად დიფერენციალებს მათ ზღვრამდე მიჰყავდათ, მასობრივი მსუბუქი ავტომობილების კონსტრუქტორები საპირისპირო მიმართულებით წავიდნენ — მთლიანად აღმოფხვრეს ხიდთაშორისი დიფერენციალი და მხოლოდ ვისკომაერთებლით ჩაანაცვლეს. 1985 წლის Volkswagen Golf II Syncro იყო პირველი ევროპული მსუბუქი ავტომობილი, რომელმაც ეს მიდგომა გამოიყენა. ტრანსმისია შეიმუშავეს კომპანია GKN-ის ინჟინრებმა, რომელმაც FFD 1969 წელს შეიძინა.

გამარტივებული ვისკომაერთებლის კომპონოვკა ცხად უპირატესობებს სთავაზობდა მასობრივ წარმოებას:

• სრულწამყვანი მოდელი კომპონენტების უმეტესობას სტანდარტულ წინაწამყვან ვერსიასთან იზიარებდა, რაც ამცირებდა წარმოების ღირებულებასა და სირთულეს
• ჩვეულებრივ პირობებში ავტომობილი წინაწამყვანი ავტომობილის იდენტურად მოძრაობდა
• როცა წინა თვლები ცურდებოდა, ვისკომაერთებელს შეეძლო ბრუნვის მომენტის 70%-მდე უკან გადაეცა დაახლოებით 0.2 წამში

თუმცა ამ დაგვიანებულმა ჩართვამ შექმნა მართვადობის ნაკლი: ავტომობილი, რომელიც თავიდან წინაწამყვანი ავტომობილივით იქცეოდა (წინა მხრით განზე იწევდა), შეეძლო მოულოდნელად უკანაბიასიან ქცევაზე გადასულიყო, როცა ვისკომაერთებელი ერთვებოდა, რაც მძღოლებს გაუთვალისწინებლად ხვდებოდა. იაპონური მწარმოებლები სხვადასხვა გადაწყვეტას იკვლევდნენ, მათ შორის რამდენიმე ვისკომაერთებლის დამონტაჟებას — ზოგი მოდელი, როგორიცაა 1988 წლის Nissan Sunny/Pulsar, სამ მათგანს იყენებდა: ერთს უკანა ამძრავის ჩასართავად და თითო-თითოს თითოეული თვალთაშორისი დიფერენციალის დასაბლოკად. Mazda Concerto 4WD კიდევ უფრო შორს წავიდა და ვისკომაერთებლები გამოიყენა როგორც ხიდთაშორისი, ისე უკანა თვალთაშორისი დიფერენციალების ნაცვლად.

შემდეგი ევოლუციური ნაბიჯი ვისკომაერთებელი ჩაანაცვლა ელექტრონულად მართვადი ჰიდრავლიკური მრავალდისკიანი ქურციკით — ბევრად უფრო სწრაფი და ზუსტად მართვადი მოწყობილობით. Haldex-ის მაერთებელი, რომელმაც ვისკომაერთებელი ჩაანაცვლა Volkswagen Golf IV-სა და მისი პლატფორმის სხვა ავტომობილებზე, ამ ტექნოლოგიის ყველაზე ცნობილი მაგალითია. აი, როგორ მუშაობს:

• ტორსიონული გულულები აღმოაჩენენ ნებისმიერ ბრუნვის სიჩქარის სხვაობას წინა და უკანა ლილვებს შორის
• გულულას ზედაპირებზე მოძრავი როლიკები რგოლისებრ ცილინდრებში დგუშებს უბიძგებენ და ჰიდრავლიკურ სითხეს ტუმბავენ
• სითხის წნევა შეკუმშავს მრავალდისკიან ქურციკის პაკეტს და ბრუნვის მომენტს უკანა ხიდზე გადასცემს
• სოლენოიდის სარქველს, რომელსაც ავტომობილის ელექტრონიკა მართავს, შეუძლია წნევის გათავისუფლება ნებისმიერ მომენტში — რაც ბრუნვის მომენტის უსასრულოდ ცვალებად განაწილებას უზრუნველყოფს

დღეს AWD მსუბუქი ავტომობილებისა და კროსოვერების უმეტესობა ამ ელექტრონულად მართვადი ქურციკის არქიტექტურის რომელიმე ვარიანტს იყენებს — იქნება ეს Haldex Volkswagen Group-ის ავტომობილებზე, Honda-ს VTM-4 თუ BMW-ს xDrive. თანამედროვე ქურციკის სისტემების სიჩქარემ ჩართვის დაყოვნება იმ წერტილამდე შეამცირა, რომ ის ჩვეულებრივი მართვისას შეუმჩნეველია. მართვის პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენებას ახლა მეტი მნიშვნელობა აქვს, ვიდრე თავად აპარატურას: Golf 4Motion და Audi A3 Quattro მექანიკურად იდენტურ ტრანსმისიებს იყენებენ, მაგრამ განსხვავებული პროგრამული უზრუნველყოფა Volkswagen-ს სიმეტრიულ ბრუნვის მომენტის განაწილებას აძლევს, ხოლო Audi-ს კალიბრაცია ბრუნვის მომენტის 60%-ს წინ აგზავნის უფრო ნაცნობი წინაწამყვანი ხასიათისთვის.

AWD ტექნოლოგია დღეს: რომელი სისტემაა საუკეთესო?

ნაწილობრივი სრულწამყვანი ამძრავის სისტემები ხელით ჩასართავი მეორე ხიდით საბედნიეროდ გაქრა მსუბუქი ავტომობილებიდან. დარჩენილ არქიტექტურებს თითოეულს თავისი ღირსება აქვს:

• მუდმივი AWD თვითბლოკირებადი ხიდთაშორისი დიფერენციალით (ვისკომაერთებელი, როგორც Subaru-ში, Torsen-ის მექანიკური, როგორც Audi A4/A6/A8 Quattro-სა და Volkswagen Phaeton-ში, ან ელექტრონულად მართვადი ქურციკები, როგორც Mitsubishi Lancer Evo-ში): ყველაზე დახვეწილი და დამაკმაყოფილებელი სისტემები, რომლებსაც სათანადო კალიბრაციისას ნამდვილად შეუძლიათ მართვადობის გაუმჯობესება როგორც გზაზე, ისე ტრასაზე.
• მუდმივი AWD ღია ხიდთაშორისი დიფერენციალით (როგორც Mercedes-Benz 4Matic-ში): ეყრდნობა ცურვის საწინააღმდეგო ელექტრონიკას თვითბლოკირების არარსებობის კომპენსაციისთვის. ეფექტურია გზაზე, მაგრამ მექანიკურად ნაკლებად პროაქტიული.
• ნაწილობრივი უკანა ამძრავი მართვადი ქურციკის მეშვეობით (Haldex, როგორც Volvo-ზე, Saab-ზე და Volkswagen Group-ის სხვადასხვა კროსოვერზე): ყველაზე გავრცელებული კომპონოვკა თანამედროვე კროსოვერებში — ხელმისაწვდომი, მსუბუქი და სულ უფრო შესაძლებლიანი უფრო სწრაფი ელექტრონიკის წყალობით.

მოწინავე AWD-ში დომინანტური ტენდენცია ბრუნვის მომენტის ვექტორირებაა — არა მხოლოდ ბრუნვის მომენტის განაწილება წინა და უკანა ხიდებს შორის, არამედ მისი აქტიური ცვლა ხიდზე მარცხენა და მარჯვენა თვლებს შორის. Mitsubishi Lancer Evolution X წარმოადგენს უახლეს მიღწევას: მისი S-AWC სისტემა აერთიანებს ელექტრონულად მართვად ცენტრალურ დიფერენციალს (ACD) Active Yaw Control (AYC) უკანა დიფერენციალთან, რომელსაც შეუძლია ბრუნვის მომენტის გადაცემა უკანა თვლებს შორის დამოუკიდებლად. დამატებით კბილანათა წყვილებს შეუძლიათ ბრუნვის მომენტის ბალანსის პროაქტიული გადანაცვლება, სანამ ჩაჭიდება დაიკარგება, და არა რეაქტიულად, მას შემდეგ, რაც თვალის ჩაცურება უკვე დაიწყო.

პრაქტიკული თვალსაზრისით, თანამედროვე AWD სისტემებს შორის რეალური მართვადობის სხვაობა აგრძელებს შემცირებას, რადგან მართვის ელექტრონიკა სულ უფრო დახვეწილი ხდება. კარგად კალიბრირებულ Haldex-ზე დაფუძნებულ სისტემას კროსოვერში შეუძლია ისეთი სტაბილურობის უზრუნველყოფა, რომელიც თაობის წინ მექანიკური Torsen-ის დიფერენციალისგან საოცარი მოგვეჩვენებოდა. ეს, საბოლოო ჯამში, ის მიმართულებაა, რომლისკენაც ტექნოლოგია მიდის — და საბოლოო წერტილი შესაძლოა იყოს ელექტრომობილი ოთხი ცალკეული თვლის ძრავით, რომელთაგან თითოეული ზუსტად მართვად ბრუნვის მომენტს გასცემს ყოველგვარი მექანიკური ტრანსმისიის გარეშე.

ეს თარგმანია. ორიგინალის წაკითხვა შეგიძლიათ აქ: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html