Бұл мақала қарапайым техникалық нұсқаулық ретінде басталды — «толық жетек туралы білгіңіз келгеннің бәрі, бірақ кімнен сұрарыңызды білмедіңіз» деген сияқты бірдеңе. Жоспар бойынша ашық дифференциал вискомуфтадан немесе Haldex тораптан немен ерекшеленетінін, өздігінен бекітілетін дифференциал шын мәнінде не істейтінін және мұның бәрінің неге маңызды екенін түсіндіру керек болатын. Бірақ біз тарихқа неғұрлым тереңірек үңілдік, соғұрлым ол таңғаларлық болып шыға берді. Тұрақты толық жетегі бар алғашқы жеңіл автомобиль жүз жылдан астам уақыт бұрын Нидерландыда жасалған. Ал 1935 жылы толық жетекті американдық жарыс автомобилі әлем тарихының бағытын өзгертуге таңғаларлықтай жақын келді.
Жеңіл автомобильге толық жетек не үшін керек өзі? XXI ғасырда жауап анық болып көрінеді: жақсырақ ілінісу, тайғақ жолда доңғалақтардың аз бұксуы, қуат берген кездегі жақсырақ орнықтылық. Төрт жетекші доңғалақ екеуінен жай ғана жақсырақ. Дегенмен өнеркәсіп мұны іске асыруға таңғаларлықтай ұзақ уақыт жұмсады. Кез келген автомобиль тарихшысынан сұраңыз, ол сізге бұқаралық нарыққа арналған автомобильдер үшін толық жетек дәуірі 1980 жылы Audi Quattro-дан басталды деп айтады, оның бірнеше сирек ізашары болды — 1966 жылғы британдық суперкар Jensen FF және 1972 жылғы Subaru Leone 4WD. Нағыз маман алғашқы толық жетекті Subaru-лар мүлдем тұрақты толық жетекті емес еді деп қосады. Олар уақытша жетекті болатын. Ал осы айырмашылық бүкіл әңгіменің өзегі болып шығады.
Уақытша қосылатын толық жетек: аралық шешім
Бір білікті тек кейде ғана жетектеу — бұл ымыраға келу, әрі жол автомобилі үшін онша сәтті емес шешім. «Уақытша қосылатын толық жетек» термині жол талғамайтын автомобильдер мен жүк көліктер әлемінен шыққан. Мұндай сұлбада бір білік тұрақты жетектейді, ал екіншісі қажет болғанда қатаң жалғанады — бірақ ол қатаң жалғауды тек жолдан тыс жерде ғана пайдалануға болады. Асфальтта жүйені толығымен ажырату қажет.
Асфальтта қатаң жалғау неге жарамайды
- Автомобиль бұрылғанда алдыңғы доңғалақтар артқы доңғалақтарға қарағанда ұзынырақ доғаны жүріп өтеді, сондықтан жылдамырақ айналуы тиіс.
- Қатаң жалғанған толық жетек жүйесінде алдыңғы доңғалақтардың ілінісуі азаяды, ал артқы білікте айналдырушы момент артады.
- Кейбір жағдайларда алдыңғы доңғалақтар жетектеу күшінің орнына тежеу күшін тудыруы мүмкін — бұл кедергі қосып, автомобильді басқаруды қиындатады.
- Батпақ немесе қар сияқты борпылдақ беттерде бұған төзуге болады, бірақ асфальтта ол трансмиссияның қатты кернелуіне және басқару мәселелеріне әкеледі.
Бұрылыс кезінде әрбір доңғалақ өз доғасымен жүреді және өз жылдамдығымен айналуы тиіс. Сондықтан тұрақты толық жетекке үш дифференциал қажет: әрбір білік доңғалақтарының арасына екеу, ал біліктердің өздерінің арасына біреу, осылайша алдыңғы және артқы біліктер бір-бірінен тәуелсіз айнала алады.
Уақытша жетекті автомобильдер: GAZ-61-ден Subaru Leone-ге дейін
Осының бәріне қарамастан, қатаң жалғанған толық жетек бірнеше жол автомобиліне де жетті, дегенмен олар сипаты жағынан жол талғамайтын жүк көліктерге жақынырақ болды. КСРО-да GAZ-61 «Emka» — алты цилиндрлі қозғалтқышы және уақытша қосылатын алдыңғы білігі бар толық жетекті седан — 1938 жылдың өзінде-ақ шағын сериямен шығарыла бастады. Соғыстан кейін дәл сол идея жол талғамайтын GAZ-M72 «Pobeda» мен Moskvitch-410-да көрініс тапты. 1972 жылғы Subaru Leone 4WD дәл сол логиканы ұстанды: ауыр жолдарға арналып жасалған, алдыңғы жетекті Subaru-лардан биігірек, жүргізуші қолмен қосатын артқы білігі бар.
Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) — қолмен жалғанатын артқы білігі бар, алдыңғы жетекті платформаның толық жетекті нұсқасы. Негізгі техникалық сипаттамалары:
- Қозғалтқыш нұсқалары: 1,4 литр (72 а.к.) немесе 1,6 литр (80 а.к.)
- Шанақ түрлері: универсал, седан және пикап
- Артқы жетекті қосу: механикалық берілісі бар автомобильдерде қолмен; автоматты берілісі бар автомобильдерде көп дискілі үйкеліс муфтасы арқылы автоматты түрде
- Бұл уақытша жетек сұлбасы барлық толық жетекті Subaru-ларда 1989 жылға дейін сақталды
Уақытша жетектің басты мәселесі — ол автомобильдердің көбі өмірінің көп бөлігін өткізетін төселген жолдарда пайдасыз, әрі сонда да автомобиль қайда барса да, тарату қорабының, екінші кардан білігінің және тұтас қосымша білік торабының салмағын алып жүреді. Уақытша жүйені тұрақты жүйеге айналдыру үшін дәл бір ғана қосымша бөлшек қажет: тарату қорабының ішіндегі білікаралық дифференциал.
Тұрақты толық жетек: ол қалай жұмыс істейді және неге маңызды
Үш дифференциал, бір қағида
Білікаралық дифференциал — тұрақты толық жетектің кілті. Екі доңғалақаралық дифференциал әрбір біліктің сол және оң доңғалақтарына бұрылыс кезінде әртүрлі жылдамдықпен айналуға мүмкіндік береді. Білікаралық дифференциал дәл сол жұмысты алдыңғы білік пен артқы біліктің арасында атқарады. Үшеуі де бар автомобиль трансмиссияны кернемей әрі басқаруды нашарлатпай кез келген бетте тұрақты толық жетекпен жүре алады.
Теорияда бұл жеткілікті қарапайым — дегенмен 1980 жылдардың басына дейін өнеркәсіп жол автомобилінде тұрақты толық жетекті қажетсіз деп есептеді. Жалпы қалыптасқан пікір бойынша, құрғақ асфальтта екінші жұп доңғалақты және оларға жалғанғанның бәрін айналдыру тек шу мен отын шығынын арттырады деп саналды.
What the Quattro Proved
Audi Quattro бұл көзқарасты біржола өзгертті. Қозғалтқыштың айналдырушы моментін төрт доңғалаққа үнемі тарату арқылы тұрақты жүйе:
- Бұрылыстардағы бүйірлік күштерді қабылдауға арналған ілінісу қорын молырақ қалдырады
- Бұрылыс ортасында үдеу немесе тежеу кезіндегі орнықтылықты айтарлықтай жақсартады
- Газ бергенде туындайтын кенеттен артық немесе жеткіліксіз бұрылғыштық қаупін азайтады
1980 жылдардың соңындағы Audi 80 Quattro бұл сұлбаның қаншалықты жетілдірілгенін көрсетеді. Quattro архитектурасы бәсекелес Ferguson Formula трансмиссиясынан ықшамырақ. 1984 жылдан бастап Audi Torsen өздігінен бекітілетін дифференциалын орнатты — бұл доңғалақтардың жылдамдық айырмасына емес, әрбір шығыс білікшесіндегі айналдырушы моментке жауап беретін таза механикалық құрылғы. Вискомуфтадан айырмашылығы, Torsen тек жетек кезінде бекітіледі, ешқашан тежеу кезінде емес, бұл оны ABS-пен толық үйлесімді әрі баяулау кезінде орнықтырақ етеді.
Айта кету керек, білікаралық дифференциалы бар алғашқы жаппай өндірілген көліктер деп әдетте Range Rover (1970) мен ресейлік Lada Niva (1976) саналады — бірақ екеуі де нағыз жол талғамайтын көліктер. Audi Quattro-ның басымдығы — нақ жеңіл автомобильдер арасында бірінші болуында.
Ерте кездегі толық жетекті жарыс автомобильдері: Spyker-ден Bugatti-ге дейін
Жарыс автомобильдерін жасаушылар Quattro дәуіріне дейін тұрақты толық жетекті зерттеп көрді ме? Әбден иә — әрі бұл әңгіме көпшілік ойлағаннан әлдеқайда тереңге кетеді.
Porsche’s Four-Wheel-Drive Experiments
Ferdinand Porsche-нің соғыстан кейінгі алғашқы жобасы толық жетекті жарыс автомобилі болды: Cisitalia 360, ортаңғы қозғалтқышы бар, 1,5 литрлік он екі цилиндрлі қозғалтқышпен. Дегенмен оның алдыңғы жетегі уақытша болды — жүргізуші оны түзу учаскелерде қосып, бұрылыстардың алдында қайтадан артқы жетекке ауысатын.
Шын мәнінде Porsche толық жетекті көлікті одан әлдеқайда ерте жасаған болатын: 1900 жылға жататын, төрт жеке доңғалақ моторы бар электрмобиль.
The Spyker 60 HP, 1902
Автомобиль тарихшылары үшін нағыз таңданыс — голландиялық Spyker өндірушісі жасаған 1902 жылғы жарыс автомобилі. Тіпті тежегіштер тек артқы доңғалақтарға ғана орнатылатын кезде бұл автомобильде білікаралық дифференциалын қоса алғанда, нағыз тұрақты толық жетек болды.
Spyker-ді 1880 жылы Spijker ағайындылары атпен жегілетін күймелер жасаушы ретінде құрған. Олардың алғашқы автомобилі 1900 жылы шықты, ал екі жылдан кейін бельгиялық конструктор Joseph Valentin Laviolette-пен бірлесіп, олар толық жетекті Spyker 60 HP жарыс автомобилін (1902–1907) жасап шығарды. Оның техникалық сипаттамасы сол кезең үшін ерекше болды:
- Үш дифференциал — білікаралық және екі доңғалақаралық
- Үш бөлек тежеу тетігі — екеуі артқы доңғалақтарда, біреуі алдыңғы кардан білігінде
- Тұжырымдамасы жағынан ондаған жыл бойы теңдесі болмаған толық жетек жүйесі
Демек, тұрақты толық жетек тұжырымдамасына жүз жылдан әлдеқайда көп уақыт болды. Толық жетекті Spyker-лер көп жасалмады — олар өте қымбат болды әрі жарыстарда ешқашан үлкен жетістікке жеткен жоқ. 1930 жылдардың басында тағы екі өршіл жоба пайда болды.
Bugatti Tipo 53 and Miller FWD
Bugatti Tipo 53-тің бастауы Fiat инженері Antonio Pichetto-дан басталды, ол бұл идеяны 1930 жылы Ettore Bugatti-ге ұсынды. 1932 жылы үш автомобиль жасалып бітті, әрқайсысында:
- 300 а.к. қуатты компрессорлы қатарлы сегіз цилиндрлі қозғалтқыш
- Үш дифференциалы бар тұрақты толық жетек
- Бөлек орнатылған беріліс қорабымен біріктірілген тарату қорабы мен білікаралық дифференциал
- Екі білікке де арналған кардан біліктері автомобильдің сол жағында орналасқан
- Көлденең серіппедегі тәуелсіз алдыңғы аспа — Bugatti үшін ерекше
Tipo 53 қиыршық тас төселген бұрылыстарда сол кездегі артқы жетекті автомобильдерден озып кетті, бірақ ол керемет ауыр басқарылатын: алдыңғы кардан біліктерінде тұрақты бұрыштық жылдамдық топсаларының орнына кәдімгі кардан топсалары қолданылды. Үш автомобиль 1935 жылға дейін жарысқа қатысты.
Miller FWD ішінара американдық конструктор Harry Miller әдейі бөлшектеу үшін сатып алынған алдыңғы жетекті Bugatti-ді зерттегеннің арқасында пайда болды. Тапқанынан шабыттанған Miller FWD жүк көлігі компаниясының демеушілігімен өзінің толық жетекті шассиін жасады. Толық жетекті Miller-лердің бірі механикалық ақаулық оны тоғызыншы орынға түсірмес бұрын 1934 жылғы Indianapolis 500 жарысында алда келе жатты.
A Near Miss at AVUS, 1935
Бұл автомобильдер сондай-ақ автомобиль тарихындағы ең таңғаларлық «егер де» сәттерінің бірімен байланысты. 1935 жылы Берлиндегі AVUS трекіндегі жарыс кезінде толық жетекті Miller үшінші орында келе жатқанда оның қатарлы сегіз цилиндрлі қозғалтқышы апатты түрде істен шығып, мінбелерге қарай сынықтарды ұшырды. Сол күні мінбеде Adolf Hitler отырған еді. Тіпті шағын сынық оған тиген болса, Екінші дүниежүзілік соғыстың — және әлем тарихының — барысы мүлдем басқаша болуы мүмкін еді.
Ferguson Formula: бәрін өзгерткен толық жетек жүйесі
Ашық орталық дифференциалдың мәселесі
Келесі тарауды түсіну үшін ашық білікаралық дифференциалдың түбегейлі шектеуіне қайта оралған жөн. Ашық дифференциал бір білікті еркін айналдыруға мүмкіндік береді, ал екіншісі айналдырушы моментті мүлдем алмайды. Егер артқы доңғалақтар ілінісуін толығымен жоғалтса, алдыңғылары қозғалмай тұрып қалуы мүмкін, ал артқылары бұксып айналады — және дифференциал оны тоқтату үшін ештеңе істемейді.
Жол талғамайтын көліктер әлемінің жауабы мәжбүрлі бекіту болды: жүргізуші дифференциал тісті доңғалақтарын қатаң бекітетін тетікті қосады, осылайша дифференциалды жетекті қатаң жалғауға айналдырады. Оны алғашқы Range Rover-лер, сондай-ақ Lada Niva мен ондаған басқа да жол талғамайтын көліктер пайдаланды — сондай-ақ орталық дифференциалды 1984 жылға дейін жүргізушінің қолмен бекітуін талап еткен бірінші буын Audi Quattro да. Бірақ қолмен бекіту — тағы бір ымыраға келу. Оны қатты беттерде ажырату қажет, әрі егер тайғақ жолда доңғалақ кенеттен бұкси бастаса, ол мүлдем ешқандай пайда бермейді.
Rolt, Dixon және Harry Ferguson
Алғашқы автоматты өздігінен бекітілетін білікаралық дифференциал британдық жарыс жүргізушісі әрі инженер Tony Rolt-тың жұмысы болды. Досы әрі әріптес жарысшысы Fred Dixon-мен бірге ол соғысқа дейін Rolt/Dixon Developments шеберханасын басқарды; кейін екеуі тұрақты толық жетек не істей алатынына қатты қызықты. Олар «Crab» деп аталатын толық жетекті тәжірибелік стендті жасады, ал 1950 жылы табысты трактор өндірушісі Harry Ferguson-мен күш біріктіріп, Harry Ferguson Research компаниясын құрды.
Ferguson жарыс автомобилін көздеген жоқ. Ол шынымен қауіпсіз жол автомобилін қалады: доңғалақтары үдеу кезінде де бұкспайтын, тежеу кезінде де бұғатталмайтын. Rolt пен Dixon оны нөлден бастап жобалауға кірісті — шанағы, трансмиссиясы мен қуат агрегатын қоса — бас инженер ретінде бұрын Aston Martin-де істеген тәжірибелі конструктор Claude Hill-мен бірге. Тәжірибелік Ferguson R4 седаны алты жылдық жұмыстан кейін жасалып бітті, әрі оның техникалық сипаттамасы 1956 жыл үшін таңғаларлық болды:
- Өздігінен бекітілетін білікаралық дифференциалы бар тұрақты толық жетек
- A flat-four engine
- Төрт доңғалақтың бәрінде дискілі тежегіштер
- Авиациядан бейімделген Dunlop MaxaRet электрмеханикалық бұғаттауға қарсы тежеу жүйесі
Ferguson Formula тарату қорабының ішінде
Ferguson Formula трансмиссиясының жүрегі — тарату қорабының ішіндегі тапқыр өздігінен бекітілу тетігі. Дифференциалдан басқа торапта қосымша тісті доңғалақтар жиынтығы, екі шарлы асырып жіберетін муфта және екі топтама үйкеліс дискілері болды. Қалыпты жүрісте бұл элементтер тыныш бос жүрді. Бірақ бір біліктің доңғалақтары бұкси бастаған сәтте — шығыс білікшелерінің жылдамдығында айырма туындағанда — муфталардың бірі қосылып, өзінің үйкеліс топтамасын дифференциал тісті доңғалақтарына қысып, дифференциалды жетекті дереу қатаң жалғауға айналдырды.
Екінші прототип — 1962 жылғы Ferguson R5 универсалы — одан да жақсы болды. Autocar сынаушылары оның ілінісу шегіне мүмкін емес болып көрінетін жылдамдықта жететінін атап өтті. Соған қарамастан, бірде-бір өндіруші Ferguson-ды сериялық өндіріске шығармады; күрделілігі мен құны тым жоғары еді.
The Jensen FF Goes on Sale
1962 жылы Tony Rolt Jensen Cars басшылығын Ferguson Formula трансмиссиясын алдағы CV8 купесі мен оның 300 а.к. Chrysler V8 қозғалтқышына бейімдеуге көндірді. Үш жылдан кейін тәжірибелік толық жетекті Jensen CV8 FF жүріп кетті.
1966 жылы Jensen Interceptor CV8-ді алмастырды, ал стандартты артқы жетекті купемен қатар Jensen «FF» — «Formula Ferguson» деген елеусіз белгісі бар толық жетекті нұсқасын ұсынды. Jensen FF өздігінен бекітілетін білікаралық дифференциалды ABS-пен біріктірген әлемдегі алғашқы сериялық автомобиль болды. Негізгі техникалық сипаттамалары:
- 325 а.к. беретін 6,3 литрлік Chrysler V8 big-block қозғалтқышы
- Үш сатылы TorqueFlite автоматты немесе төрт сатылы механикалық беріліс қорабы
- Айналдырушы моментті асимметриялық бөлу: 63% артқы білікке, 37% алдыңғысына — артқы жетекке тән басқару сипатын сақтау үшін
- Бір арналы Dunlop MaxaRet ABS
- Тісті рейкалы күшейткішті рөлдік басқару және барлық доңғалақтарда дискілі тежегіштер
- Ең жоғары жылдамдығы 212 км/сағ; 0–100 км/сағ 7,7 секундта; жабдықталған салмағы шамамен 1 800 кг
- Ұлыбританиядағы 1968 жылғы бағасы: шамамен £6 000 — ең арзан Rolls-Royce-пен шамалас
- Total production: 318 cars (1966–1971)
Сол дәуірдің әрбір автомобиль журналисі Jensen FF-тің орнықтылығын және өздері «дымқыл асфальттағы шексізге жақын ілінісу қоры» деп сипаттаған нәрсені мадақтады. Harry Ferguson бұл автомобильді ешқашан көрмеді: ол 1960 жылы қайтыс болды.
Ferguson Formula неге маңызды болды
Неге Ferguson Formula-ға сонша уақыт арнау керек? Өйткені Harry Ferguson Research — толық жетекті ең алдымен жол талғамайтын жердегі ілінісудің жауабы ретінде емес, белсенді қауіпсіздік құралы ретінде қараған әлемдегі алғашқы ұйым.
Айналдырушы моментті асимметриялық бөлу — симметриялық жүйелерге тән болжаусыздыққа қарсы саналы қадам болды. Артқы жетекті автомобильде тайғақ бұрылыста газды тым қатты берсеңіз, ол болжамды түрде артық бұрылғыштыққа ұшырайды. Алдыңғы жетекті автомобильде дәл солай жасасаңыз, ол болжамды түрде жеткіліксіз бұрылғыштыққа ұшырайды. Симметриялық толық жетекті автомобильде осылай жасасаңыз, жауап қай біліктің ілінісуі нашарлау болуына байланысты — бұл екіұшты әрі қауіпті. Айналдырушы моментті артқа ығыстыру арқылы Ferguson Formula Jensen FF-ке көптеген жағдайда артқы жетектің мінез-құлқына жақын нәрсе берді.
Вискомуфтаның ойлап табылуы
Ferguson тетігінің бір нақты шектеуі болды: оның асырып жіберетін муфталары екілік, қосу-өшіру принципімен жұмыс істеді. Ашық дифференциалдан толық бекітуге секіру лезде болатын, әрі бұл қосылу сәтінде өзінше бір екіұштылық тудыруы мүмкін еді. Қажет болғаны — бекіту дәрежесін біркелкі өзгерте алатын тетік.
1960 жылдардың соңында Tony Rolt пен Derek Gardner — кейін Tyrrell-дің Formula 1 автомобильдерінің бас конструкторы — тұтқыр желдеткіш жетектерінде қолданылатын силикон сұйықтығымен тәжірибе жасай бастады. Нәтижесі вискомуфта болды: силикон сұйықтығына толтырылған, әрбір шығыс білікшесіне жалғанған кезектесіп орналасқан үйкеліс дискілерінің топтамаларын ұстап тұратын цилиндр тәрізді қаптама.
How a Visco-Coupler Works
- Қалыпты жағдайда, барлық доңғалақтар ұқсас жылдамдықпен айналғанда, диск топтамалары бір-біріне қатысты әрең қозғалады әрі муфта дифференциалға ешқандай әсер етпейді.
- Бір білік бұкси бастағанда оның шығыс білікшесі жылдамырақ айналады, соның салдарынан диск топтамалары бір-біріне қатысты айналып, силикон сұйықтығын қырқады.
- Бұл қырқу муфтаның ішіндегі температура мен қысымды арттырып, сұйықтықтың тұтқырлығын күрт көтереді.
- Тұтқырлықтың бұл артуы дискілердің бір-біріне үйкелуіне себеп болады, жылдамырақ айналатын білікшені біртіндеп тежеп, дифференциалды ішінара немесе толық бекітеді.
FF Developments және AMC Eagle
Вискомуфтаны патенттеген соң, Tony Rolt толық жетек трансмиссияларын коммерциялық түрде сату үшін 1971 жылы FF Developments (FFD) компаниясын құрды. Алғашқы жұмыс көзтартарлық болмады: британдық орман шаруашылығы қызметіне арналған толық жетекті Bedford фургондары, Ford Zephyr FF полиция автомобильдерінің партиясы, Берлиндегі британдық әскери миссияға арналған Opel Senator 4×4 седандары.
FFD-нің ең маңызды сериялық жұмысы — AMC Eagle (1979–1988) трансмиссиясы, бұл AMC Concord седанының үлкенірек дөңгелектердегі, шанағы 75 мм көтерілген толық жетекті биіктетілген нұсқасы. Eagle білікаралық дифференциалын вискомуфтамен бекіткен әлемдегі алғашқы сериялық автомобиль болды. Ол жоғары жүрдек автомобиль емес, жеңіл жол талғамайтын көлік ретінде ойластырылған еді, дегенмен оның трансмиссия архитектурасы осы уақытқа дейін жасалған ең әйгілі жүрдек толық жетекті автомобильдердің бірқатарының, солардың ішінде алғашқы Subaru Impreza WRX пен Mitsubishi Lancer Evolution-ның тікелей ата-тегі.
Өздігінен бекітілетін дифференциалдар: Torsen-нен электрондық басқаруға дейін
Audi’s Packaging Trick
Audi Quattro 1981 жылы — AMC Eagle-ден екі жыл кейін — өндіріске шыққанда, ол қолмен мәжбүрлі бекітілетін кәдімгі ашық білікаралық дифференциалды пайдаланды. Audi шешімінің әсемдігі оның компоновкасында болды. Бойлық қозғалтқыш тікелей артқы білікке бағытталды, ал білікаралық дифференциал тікелей беріліс қорабына кірді: қосалқы білік қуыс етіп жасалды да, алдыңғы кардан білігі сол арқылы өткізілді. Ferdinand Piëch-тің тобы алдыңғы және артқы біліктер арасында симметриялық 50:50 бөлуді таңдады.
The Torsen Differential
1984 жылы қолмен бекіту тұтқалары Audi салондарынан біржола жойылып, орнына Torsen — TORque SENsing — өздігінен бекітілетін дифференциалы келді. Оның артықшылықтарын тізіп өтуге тұрарлық:
- Ол толығымен механикалық — электроника, сұйықтық немесе жүргізушінің араласуы қажет емес
- Ол жылдамдық айырмасына емес, шығыс білікшелеріндегі айналдырушы моменттің өзгеруіне жауап береді, яғни ол доңғалақтардың бұксуы шын мәнінде басталмай тұрып әрекет ете алады
- Вискомуфтадан айырмашылығы, ол тек жетек кезінде бекітіледі, тежеу кезінде емес, бұл оны ABS-пен толық үйлесімді етеді
- Бекіту мен ажырату екілік ауысуларсыз, біркелкі әрі үздіксіз жүреді
Жүрдек автомобильдерде өзін дәлелдеген Torsen-ді жеңіл автомобильге ұқсас басқарғыштыққа ұмтылған жол талғамайтын көлік инженерлері қолға алды. Ол бүгінде Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne және Toyota Land Cruiser Prado-да қолданылады.
Group B және раллидегі қарулану жарысы
1980 жылдары Quattro-ның раллидегі үстемдігі толық жетек қарулану жарысын бастап жіберді. Бірнеше маусым ішінде мына толық жетекті ралли автомобильдерінің бәрі пайда болды, әрқайсысы өздігінен бекітілетін дифференциалдарында FFD вискомуфта технологиясын қолданды:
- Peugeot 205 T16
- Austin Metro 6R4
- Lancia Delta S4
- Ford RS200
Tony-дің ұлы Stuart Rolt сол жылдары FFD-нің ралли командаларымен қарым-қатынасын басқарды.
1990 жылдардың басында Ресейдегі AZLK зауыты да Moskvitch 2141-дің толық жетекті ралли нұсқасын қалап, FFD-ге келді. Ford RS200 сияқты дәл сол үш дифференциалды сұлбамен жасалған тәжірибелік автомобиль экстремалды жағдайда таңғаларлық болжамдылықпен басқарылды. Сынақтар әлі күнге дейін жарамды қағиданы анықтады: әрбір вискомуфтаның бекіту қатаңдығын жеке реттесеңіз, автомобильдің тепе-теңдігі де сонымен бірге өзгереді.
- Артқы доңғалақаралық дифференциал қатаңырақ → артық бұрылғыштыққа бейімдік көбірек
- Алдыңғы немесе білікаралық дифференциал қатаңырақ → жеткіліксіз бұрылғыштық пен орнықтылық көбірек
Electronic Control Arrives
Дәл осы реттелгіштіктің арқасында заманауи WRC автомобильдері үш дифференциалдың бәрінде пассивті вискомуфталардың орнына электрондық басқарылатын көп дискілі муфта топтамаларын қолданады. Гидравликалық жетектер мен борттық компьютер әрбір дифференциалдың бекітілуін нақты уақытта өзгертеді — бұрылысқа кіргенде муфталарды босатады, осылайша автомобиль еркін бұрылады, содан кейін жүргізуші түзу учаскеге шыға үдеткенде оларды жеткіліксіз бұрылғыштықсыз барынша ілінісу үшін біртіндеп қысады.
Жол автомобильдерінде электрондық басқарылатын дифференциалдарды екі өндіруші алғаш енгізді:
- Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Үш электрондық басқарылатын муфта жағдайға қарай алдымен алдыңғы білікті жалғады, содан кейін білікаралық дифференциалды бекітті, одан соң артқы дифференциалды бекітті. Жүйе тиімді болды, бірақ шамадан тыс күрделі еді, әрі электроника борпылдақ беттерде алдыңғы доңғалақтардың байқарлықтай жалғанып, ажырауына себеп болуы мүмкін еді.
- Porsche 959 (1986): Жүргізуші таңдай алатын төрт режимде жұмыс істейтін екі электрондық басқарылатын муфта. 959-дың жүйесі жетілдірілгенірек әрі жоғары жүрдектіктегі пайдалануға қолайлырақ болды.
Дифференциалды алмастыру: Haldex және оңайлатылған толық жетек жүйелері
The Visco-Coupler on Its Own
Ралли инженерлері өздігінен бекітілетін дифференциалдарды шегіне дейін жетілдіріп жатқанда, кәдімгі жеңіл автомобильдерді жасаушылар керісінше жолмен жүрді — білікаралық дифференциалды мүлдем алып тастап, оның орнына вискомуфта қойды. 1985 жылғы Volkswagen Golf II Syncro мұны істеген алғашқы еуропалық жеңіл автомобиль болды, оның трансмиссиясын 1969 жылы FFD-ні сатып алған GKN инженерлері әзірледі.
Жаппай өндіру үшін бұл оңайлату өзін ақтады:
- Толық жетекті модель компоненттерінің көбін стандартты алдыңғы жетекті нұсқамен ортақ пайдаланды, бұл өндіріс құны мен күрделілігін азайтты
- Қалыпты жағдайда автомобиль алдыңғы жетекті автомобильмен бірдей жүрді
- Алдыңғы доңғалақтар бұксығанда вискомуфта айналдырушы моменттің 70%-ына дейінгі мөлшерін шамамен 0,2 секунд ішінде артқы білікке бере алатын
Алайда бұл кідіріс басқаруда қауіп тудырды. Алдыңғы жетекті автомобиль сияқты, мұрнымен сыртқа қарай ығысып бара жатқан автомобиль муфта қосылған сәтте кенеттен артқы жетекке бейім мінез-құлыққа ауысып, жүргізушіні тосыннан ұстап қалуы мүмкін еді. Жапондық өндірушілер түрлі шешімдерді сынап көрді, соның ішінде муфталарды көбірек орнату да бар: 1988 жылғы Nissan Sunny/Pulsar үшеуін қолданды, біреуі артқы жетекті қосу үшін, ал әрбір доңғалақаралық дифференциалды бекіту үшін біреуден. Mazda Concerto 4WD одан да әрі кетті: білікаралық және артқы доңғалақаралық дифференциалдардың екеуін де вискомуфталармен алмастырды.
The Haldex Clutch
Келесі қадам вискомуфтаны электрондық басқарылатын гидравликалық көп дискілі муфтамен алмастырды — әлдеқайда жылдам әрі әлдеқайда дәл басқарылатын. Ең танымал мысал — Volkswagen Golf IV мен оның платформалас туыстарында вискомуфтаны алмастырған Haldex муфтасы. Ол былайша жұмыс істейді:
- Торцтік жұдырықшалар алдыңғы және артқы біліктер арасындағы кез келген айналу жылдамдығы айырмасын анықтайды
- Жұдырықша беттерімен жүгіретін роликтер сақиналы цилиндрлердегі поршеньдерді итеріп, гидравликалық сұйықтықты айдайды
- Сұйықтық қысымы көп дискілі муфта топтамасын қысып, айналдырушы моментті артқы білікке береді
- Автомобиль электроникасымен басқарылатын соленоидты клапан кез келген сәтте қысымды босата алады — бұл айналдырушы моментті шексіз реттеп бөлуге мүмкіндік береді
Бүгінде сатылымдағы толық жетекті автомобильдер мен кроссоверлердің көбі осы электрондық басқарылатын муфтаның қандай да бір нұсқасын қолданады, ол Volkswagen Group автомобильдеріндегі Haldex болсын, Honda-ның VTM-4 немесе BMW-дің xDrive болсын. Заманауи муфталар жеткілікті жылдам әрекет ететіндіктен, қосылу кідірісі әдеттегі жүрісте байқалмайтын болды, әрі енді калибрлеу жабдықтан гөрі маңыздырақ: Golf 4Motion мен Audi A3 Quattro механикалық жағынан бірдей трансмиссияларды қолданады, бірақ түрлі бағдарламалық жасақтама Volkswagen-ге симметриялық бөлуді береді, ал Audi таныстау алдыңғы жетек сипаты үшін айналдырушы моменттің 60%-ын алға жібереді.
Бүгінгі толық жетек технологиясы: қай жүйе ең жақсы?
Екінші білігі қолмен қосылатын уақытша жүйелер, бақытымызға орай, жеңіл автомобильдерден жойылды. Қалғаны, әрқайсысының өз артықшылығы бар, үш топқа бөлінеді:
- Өздігінен бекітілетін білікаралық дифференциалы бар тұрақты толық жетек (Subaru-дағыдай вискомуфта, Audi A4/A6/A8 Quattro мен Volkswagen Phaeton-дағыдай механикалық Torsen немесе Mitsubishi Lancer Evo-дағыдай электрондық басқарылатын муфталар): ең жетілдірілген әрі ләззат сыйлайтын жүйелер, дұрыс калибрленген жағдайда жолда да, тректе де басқаруды шынымен жақсарта алады.
- Ашық білікаралық дифференциалы бар тұрақты толық жетек (Mercedes-Benz 4Matic-тегідей): өздігінен бекітудің жоқтығын өтеу үшін бұксуға қарсы электроникаға сүйенеді. Жолда тиімді, бірақ механикалық тұрғыдан белсенділігі төменірек.
- Басқарылатын муфта арқылы уақытша қосылатын артқы жетек (Volvo, Saab және түрлі Volkswagen Group кроссоверлеріндегідей Haldex): заманауи кроссоверлердегі ең кең тараған сұлба — үнемді, жеңіл әрі жылдамырақ электроника арқасында барған сайын қабілеттірек.
Айналдырушы моментті векторлау және одан кейінгісі
Озық толық жетектегі басым үрдіс — айналдырушы моментті векторлау: моментті тек біліктер арасында бөлу ғана емес, оны біліктің сол және оң доңғалақтары арасында белсенді түрде өзгерту. Mitsubishi Lancer Evolution X — техниканың шыңы: оның S-AWC жүйесі электрондық басқарылатын орталық дифференциалды (ACD) айналдырушы моментті бір артқы доңғалақтан екіншісіне жылжыта алатын Active Yaw Control (AYC) артқы дифференциалымен біріктіреді. Қосымша тісті доңғалақтар жиынтығы доңғалақ бұксып кеткен соң әрекет етудің орнына, ілінісу жоғалмай тұрып, тепе-теңдікті алдын ала өзгертеді.
Іс жүзінде басқару электроникасы жетілдірілген сайын заманауи жүйелер арасындағы нақты айырмашылықтар барған сайын азая береді. Жақсы калибрленген Haldex кроссоверi қазір бір буын бұрын механикалық Torsen үшін мадақталатын орнықтылықты береді. Даму бағыты осы — әрі түпкі нүкте әбден төрт жеке доңғалақ моторы бар электрмобиль болуы мүмкін, олардың әрқайсысы ешқандай механикалық трансмиссиясыз өз айналдырушы моментін өлшеп береді. Бұл әңгімені Ferdinand Porsche-нің 1900 жылғы электрлі толық жетекті автомобиліне ұқыпты түрде қайта әкеледі.
Бұл — аударма. Түпнұсқаны мұнда оқи аласыз: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html
Жарияланды Қараша 04, 2021 • 21м оқуға
