1. Домашня сторінка
  2.  / 
  3. Блог
  4.  / 
  5. Повний привід: історія, технології та як працюють системи AWD
Повний привід: історія, технології та як працюють системи AWD

Повний привід: історія, технології та як працюють системи AWD

Ця стаття починалася як звичайний технічний путівник — щось на кшталт «усе, що ви завжди хотіли знати про повний привід, але не знали, у кого спитати». Задум був у тому, щоб пояснити, чим відкритий диференціал відрізняється від в’язкісної муфти чи вузла Haldex, що насправді робить самоблокувальний диференціал і чому все це має значення. Але що глибше ми занурювалися в історію, то дивовижнішою вона ставала. Перший легковий автомобіль із постійним повним приводом побудували в Нідерландах понад сто років тому. А 1935 року повнопривідний американський гоночний автомобіль неймовірно близько підійшов до того, щоб змінити хід світової історії.

Навіщо легковому автомобілю взагалі потрібен повний привід? У XXI столітті відповідь здається очевидною: краще зчеплення, менше пробуксовки на слизьких поверхнях, більша стабільність під тягою. Чотири ведучі колеса просто кращі за два. Проте галузі знадобилося напрочуд багато часу, щоб узятися за це. Спитайте будь-якого історика автомобілебудування, і він скаже вам, що ера повного приводу для масових автомобілів почалася 1980 року з Audi Quattro, з кількома рідкісними попередниками — британським суперкаром Jensen FF 1966 року та Subaru Leone 4WD 1972 року. Справжній фахівець додасть, що ранні повнопривідні Subaru зовсім не мали постійного повного приводу. Вони були підключуваними. І саме ця відмінність виявляється суттю всієї історії.

Підключуваний повний привід (part-time 4WD): тимчасове рішення

Привід на одну вісь лише час від часу — це компроміс, до того ж не надто елегантний для дорожнього автомобіля. Термін «part-time 4WD» походить зі світу позашляховиків і всюдиходів. За такої схеми одна вісь є ведучою постійно, а друга жорстко підключається за потреби — але це жорстке з’єднання можна використовувати лише поза дорогою. На асфальті систему доводиться повністю вимикати.

Чому жорстке з’єднання не працює на асфальті

  • Коли автомобіль повертає, передні колеса долають довшу дугу, ніж задні, а отже, мусять обертатися швидше.
  • За жорстко з’єднаного повного приводу зчеплення на передніх колесах зменшується, тоді як крутний момент на задніх зростає.
  • У деяких випадках передні колеса можуть створювати гальмівне зусилля замість тягового — додаючи опір і ускладнюючи керування автомобілем.
  • На пухких поверхнях, як-от багнюка чи сніг, із цим можна впоратися, але на асфальті це спричиняє сильне заклинювання трансмісії та проблеми з керованістю.

У повороті кожне колесо рухається власною дугою і має обертатися зі своєю швидкістю. Саме тому постійний повний привід потребує трьох диференціалів: двох — між колесами кожної осі, і одного — між самими осями, щоб передня й задня могли обертатися незалежно одна від одної.

Автомобілі з підключуваним приводом: від GAZ-61 до Subaru Leone

Жорстко з’єднаний повний привід усе ж дістався кількох дорожніх автомобілів, попри все, хоча за характером вони були ближчі до позашляховиків. У СРСР GAZ-61 «Emka» — повнопривідний седан із шестициліндровим двигуном і підключуваною передньою віссю — пішов у дрібносерійне виробництво ще 1938 року. Після війни та сама ідея з’явилася в позашляховому GAZ-M72 «Pobeda» та Moskvitch-410. Subaru Leone 4WD 1972 року дотримувався точно такої самої логіки: створений для бездоріжжя, вищий за передньопривідні Subaru, із задньою віссю, яку водій підключав вручну.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) був повнопривідною адаптацією передньопривідної платформи з задньою віссю, яка підключалася вручну. Ключові характеристики:

  • Варіанти двигунів: 1,4 л (72 к.с.) або 1,6 л (80 к.с.)
  • Типи кузова: універсал, седан і пікап
  • Підключення заднього приводу: ручне — на автомобілях із механічною коробкою; автоматичне через багатодискову фрикційну муфту — на автоматах
  • Ця схема з підключуваним приводом зберігалася на всіх повнопривідних Subaru до 1989 року

Головна проблема підключуваного приводу в тому, що він марний на асфальтованих дорогах, де більшість автомобілів проводить більшу частину свого життя, — і водночас автомобіль скрізь возить із собою вагу роздавальної коробки, другого карданного вала й цілого додаткового вузла осі. Щоб перетворити підключувану систему на постійну, потрібен рівно один додатковий компонент: міжосьовий диференціал усередині роздавальної коробки.

Постійний повний привід: як він працює і чому це важливо

Три диференціали, один принцип

Міжосьовий диференціал — ключ до постійного повного приводу. Два міжколісні диференціали дають змогу лівому й правому колесам кожної осі обертатися з різною швидкістю в повороті. Міжосьовий диференціал виконує ту саму роботу між передньою й задньою осями. Автомобіль з усіма трьома може мати постійний повний привід на будь-якій поверхні, не заклинюючи трансмісію й не притуплюючи керованість.

У теорії достатньо просто — та до початку 1980-х галузь вважала постійний повний привід непотрібним для дорожнього автомобіля. Панувала думка, що обертання другої пари коліс і всього, що з ними пов’язано, на сухому асфальті лише додає шуму та витрати пального.

What the Quattro Proved

Audi Quattro змінив це мислення назавжди. Розподіляючи крутний момент двигуна між усіма чотирма колесами постійно, система з постійним приводом:

  • Залишає більший запас зчеплення для протидії бічним силам у поворотах
  • Значно покращує стабільність під час розгону чи гальмування в повороті
  • Зменшує ризик раптової надмірної чи недостатньої поворотності, спричиненої роботою педаллю газу

Audi 80 Quattro кінця 1980-х показує, наскільки досконалою стала ця схема. Архітектура Quattro компактніша за конкурентну трансмісію Ferguson Formula. З 1984 року Audi встановлювала самоблокувальний диференціал Torsen — суто механічний пристрій, що реагує на крутний момент на кожному вихідному валу, а не на різницю швидкостей коліс. На відміну від в’язкісної муфти, Torsen блокується лише під тягою, ніколи — під час гальмування, що робить його повністю сумісним з ABS і стійкішим під час уповільнення.

Audi Quattro - the first production passenger car with full-time all-wheel drive
Audi Quattro (також відомий як Ur-Quattro) був першим серійним легковим автомобілем із постійним повним приводом

Варто зазначити, що Range Rover (1970) і російська Lada Niva (1976) зазвичай вважаються першими серійними автомобілями з міжосьовим диференціалом — але обидва є суто позашляховиками. Претензія Audi Quattro полягає саме в тому, щоб бути першим серед легкових автомобілів.

Ранні повнопривідні гоночні автомобілі: від Spyker до Bugatti

Чи вивчали конструктори гоночних автомобілів постійний повний привід до ери Quattro? Однозначно так — і ця історія сягає значно глибше, ніж більшість людей припускає.

Porsche’s Four-Wheel-Drive Experiments

Першим повоєнним проєктом Фердинанда Порше був повнопривідний гоночний автомобіль: Cisitalia 360 із середнім розташуванням двигуна та 1,5-літровим дванадцятициліндровим мотором. Утім, його передній привід був підключуваним — водій вмикав його на прямих і повертався до заднього приводу перед поворотами.

Насправді Порше побудував повнопривідний автомобіль набагато раніше: електромобіль із чотирма окремими мотор-колесами, датований 1900 роком.

The Spyker 60 HP, 1902

Справжнім шоком для істориків автомобілебудування є гоночний автомобіль 1902 року, збудований нідерландським виробником Spyker. У часи, коли навіть гальма встановлювали лише на задні колеса, цей автомобіль мав справжній постійний повний привід, включно з міжосьовим диференціалом.

Spyker заснували 1880 року брати Spijker як виробника кінних екіпажів. Їхній перший автомобіль з’явився 1900 року, а через два роки, працюючи з бельгійським конструктором Жозефом Валантеном Лявіолеттом, вони створили повнопривідний гоночний автомобіль Spyker 60 HP (1902–1907). Його специфікація була надзвичайною для того періоду:

  • Три диференціали — міжосьовий та обидва міжколісні
  • Три окремі гальмівні механізми — два на задніх колесах, один на передньому карданному валу
  • Система повного приводу, якій за концепцією не було рівних десятиліттями
1903 Spyker 60 HP - the first car with an internal combustion engine and all-wheel drive
Історичний гоночний автомобіль Spyker 60 HP 1903 року був першим автомобілем із двигуном внутрішнього згоряння та повним приводом

Отже, концепції постійного повного приводу вже значно понад століття. Повнопривідних Spyker побудували небагато — вони були надзвичайно дорогими й ніколи не досягали значних успіхів у змаганнях. На початку 1930-х з’явилися два амбітніші проєкти.

Bugatti Tipo 53 and Miller FWD

Bugatti Tipo 53 почався з інженера Fiat Антоніо Пікетто, який запропонував цю ідею Етторе Бугатті 1930 року. Три автомобілі завершили 1932 року, кожен із:

  • Рядним восьмициліндровим двигуном із наддувом потужністю 300 к.с.
  • Постійним повним приводом із трьома диференціалами
  • Роздавальною коробкою та міжосьовим диференціалом, інтегрованими з окремо встановленою коробкою передач
  • Карданними валами обох осей, розташованими з лівого боку автомобіля
  • Незалежною передньою підвіскою на поперечній ресорі — незвичною для Bugatti

Tipo 53 випереджав сучасні йому задньопривідні автомобілі на гравійних поворотах, але кермувався жахливо важко: у передніх приводних валах використовувалися звичайні карданні шарніри замість шарнірів рівних кутових швидкостей. Ці три автомобілі брали участь у змаганнях до 1935 року.

Miller FWD з’явився почасти тому, що американський конструктор Гаррі Міллер вивчив передньопривідний Bugatti, куплений спеціально для розбирання. Натхнений побаченим, Міллер розробив власне повнопривідне шасі за спонсорства компанії вантажівок FWD. Один із повнопривідних Miller лідирував у Indianapolis 500 1934 року, доки механічна несправність не відкинула його на дев’яте місце.

A Near Miss at AVUS, 1935

Ці автомобілі також пов’язані з одним із найдивніших моментів «а що якби» в історії автоспорту. Під час гонки на трасі AVUS у Берліні 1935 року повнопривідний Miller ішов третім, коли його рядний восьмициліндровий двигун катастрофічно вийшов з ладу й викинув уламки в бік трибун. Того дня на трибунах був Адольф Гітлер. Якби до нього долетів бодай маленький уламок, хід Другої світової війни — і світової історії — міг би бути зовсім іншим.

Ferguson Formula: система повного приводу, що змінила все

Проблема відкритого центрального диференціала

Щоб зрозуміти наступний розділ, варто повернутися до фундаментального обмеження відкритого міжосьового диференціала. Відкритий диференціал дозволяє одній осі вільно обертатися, тоді як інша не отримує жодного крутного моменту. Якщо задні колеса повністю втрачають зчеплення, передні можуть стояти нерухомо, поки задні буксують, — і диференціал нічого не робить, щоб цьому запобігти.

Відповіддю світу позашляховиків стало примусове блокування: водій вмикає механізм, що жорстко блокує шестерні диференціала, перетворюючи диференціальний привід на жорстке з’єднання. Його використовували ранні Range Rover, а також Lada Niva й десятки інших позашляховиків — і Audi Quattro першого покоління, у якому до 1984 року водій мав блокувати центральний диференціал вручну. Але ручне блокування — це ще один компроміс. Його доводиться вимикати на твердих поверхнях, і воно нічого не дає, якщо колесо раптово починає буксувати на слизькій дорозі.

Ролт, Діксон і Гаррі Фергюсон

Перший автоматичний самоблокувальний міжосьовий диференціал був справою рук британського гонщика та інженера Тоні Ролта. Разом зі своїм другом і колегою-гонщиком Фредом Діксоном він до війни керував майстернею Rolt/Dixon Developments; згодом обидва захопилися тим, на що здатен постійний повний привід. Вони побудували експериментальний повнопривідний стенд під назвою «Crab», а 1950 року об’єдналися з Гаррі Фергюсоном — успішним виробником тракторів — щоб заснувати Harry Ferguson Research.

Фергюсон прагнув не гоночного автомобіля. Він хотів по-справжньому безпечний дорожній автомобіль: такий, чиї колеса не буксували б під час розгону й не блокувалися б під час гальмування. Ролт і Діксон узялися спроєктувати його з нуля — кузов, трансмісію й силовий агрегат — з досвідченим конструктором Клодом Гіллом, колишнім співробітником Aston Martin, на посаді головного інженера. Експериментальний седан Ferguson R4 завершили після шести років роботи, і його характеристики були визначними для 1956 року:

  • Постійний повний привід із самоблокувальним міжосьовим диференціалом
  • A flat-four engine
  • Дискові гальма на всіх чотирьох колесах
  • Електромеханічна антиблокувальна гальмівна система Dunlop MaxaRet, адаптована з авіації

Усередині роздавальної коробки Ferguson Formula

Серцем трансмісії Ferguson Formula був хитромудрий самоблокувальний механізм усередині роздавальної коробки. Крім диференціала, вузол містив додатковий набір шестерень, дві кулькові обгінні муфти та два пакети фрикційних дисків. За нормальної роботи ці елементи тихо холостили. Але щойно колеса однієї з осей починали буксувати — створюючи різницю швидкостей вихідних валів — одна з муфт вмикалася, притискаючи свій фрикційний пакет до шестерень диференціала й миттєво перетворюючи диференціальний привід на жорстке з’єднання.

Ferguson P99 - unique 1961 Formula 1 racing car with four-wheel drive
Ferguson P99 — унікальний гоночний автомобіль Formula 1 1961 року з повним приводом

Другий прототип, універсал Ferguson R5 1962 року, був іще кращим. Випробувачі Autocar зазначали, що він досягав меж зчеплення на швидкостях, які здавалися майже неможливими. Попри це, жоден виробник не наважився запустити Ferguson у серію; складність і вартість були надто високими.

The Jensen FF Goes on Sale

1962 року Тоні Ролт переконав керівництво Jensen Cars адаптувати трансмісію Ferguson Formula для їхнього майбутнього купе CV8 і його двигуна Chrysler V8 потужністю 300 к.с. Через три роки вже їздив експериментальний повнопривідний Jensen CV8 FF.

1966 року Jensen Interceptor замінив CV8, і поряд зі стандартним задньопривідним купе Jensen пропонував повнопривідну версію зі стриманим шильдиком «FF» — від «Formula Ferguson». Jensen FF став першим у світі серійним автомобілем, що поєднав самоблокувальний міжосьовий диференціал з ABS. Ключові характеристики:

  • 6,3-літровий двигун Chrysler V8 big-block потужністю 325 к.с.
  • Триступенева автоматична коробка TorqueFlite або чотириступенева механічна
  • Асиметричний розподіл крутного моменту: 63% на задню вісь, 37% на передню — щоб зберегти задньопривідний характер керованості
  • Одноканальна ABS Dunlop MaxaRet
  • Рейкове кермове керування з підсилювачем і дискові гальма по колу
  • Максимальна швидкість 212 км/год; 0–100 км/год за 7,7 секунди; спорядна маса приблизно 1800 кг
  • Ціна у Великій Британії 1968 року: приблизно £6 000 — як у найдешевшого Rolls-Royce
  • Total production: 318 cars (1966–1971)
Jensen FF - the first production passenger car with all-wheel drive and anti-lock brakes
Jensen FF увійшов в історію як один із перших у світі серійних легкових автомобілів, оснащених повним приводом і антиблокувальними гальмами

Кожен автомобільний журналіст тієї епохи вихваляв стабільність Jensen FF і те, що вони описували як «майже необмежений запас зчеплення на мокрому асфальті». Гаррі Фергюсон так і не побачив цей автомобіль: він помер 1960 року.

Чому Ferguson Formula мала значення

Чому ми так довго спиняємося на Ferguson Formula? Тому що Harry Ferguson Research була першою в світі організацією, яка розглядала повний привід передусім як інструмент активної безпеки, а не як відповідь на проблему зчеплення на бездоріжжі.

Асиметричний розподіл крутного моменту був свідомим кроком проти непередбачуваності, яка переслідує симетричні системи. Дайте задньопривідному автомобілю забагато газу в слизькому повороті — і він передбачувано зривається в занос. Зробіть те саме на передньопривідному — і він передбачувано йде в знос. Зробіть це на симетричному повнопривідному — і результат залежить від того, яка вісь випадково має гірше зчеплення, а це неоднозначно й небезпечно. Змістивши крутний момент назад, Ferguson Formula надала Jensen FF поведінку, близьку до задньопривідної, у більшості умов.

Винайдення в’язкісної муфти

Механізм Ferguson мав одне справжнє обмеження: його обгінні муфти працювали за двійковим принципом «увімкнено-вимкнено». Стрибок від відкритого диференціала до повного блокування був миттєвим, і це могло створювати власну неоднозначність у момент спрацювання. Потрібен був механізм, здатний плавно змінювати ступінь блокування.

Наприкінці 1960-х Тоні Ролт і Дерек Гарднер — згодом головний конструктор автомобілів Formula 1 команди Tyrrell — почали експериментувати із силіконовою рідиною, яку використовували у в’язкісних приводах вентиляторів. Результатом стала в’язкісна муфта: циліндричний корпус, наповнений силіконовою рідиною, з почерговими пакетами фрикційних дисків, з’єднаних із кожним вихідним валом.

How a Visco-Coupler Works

  • За нормальних умов, коли всі колеса обертаються з приблизно однаковою швидкістю, пакети дисків майже не рухаються один відносно одного, і муфта не впливає на диференціал.
  • Коли одна вісь починає буксувати, її вихідний вал обертається швидше, змушуючи пакети дисків обертатися один відносно одного й зсувати силіконову рідину.
  • Це зсування підвищує температуру й тиск усередині муфти, різко збільшуючи в’язкість рідини.
  • Це зростання в’язкості змушує диски чіплятися один за одного, поступово пригальмовуючи швидший вал і частково чи повністю блокуючи диференціал.

FF Developments і AMC Eagle

Запатентувавши в’язкісну муфту, Тоні Ролт 1971 року заснував FF Developments (FFD), щоб комерційно продавати трансмісії повного приводу. Рання робота була не надто гламурною: повнопривідні фургони Bedford для британської лісової служби, партія поліцейських автомобілів Ford Zephyr FF, седани Opel Senator 4×4 для британської військової місії в Берліні.

Найзначнішою серійною роботою FFD була трансмісія AMC Eagle (1979–1988) — піднятої повнопривідної версії седана AMC Concord, на більших шинах, із підйомом кузова на 75 мм. Eagle був першим у світі серійним автомобілем, що блокував свій міжосьовий диференціал в’язкісною муфтою. Його задумували радше як легкий позашляховик, аніж як спортивний автомобіль, проте архітектура його трансмісії — прямий предок деяких із найзнаменитіших швидких повнопривідних автомобілів, коли-небудь створених, зокрема ранніх Subaru Impreza WRX і Mitsubishi Lancer Evolution.

AMC Eagle with full-time automatic four-wheel drive
AMC Eagle — перший серійний автомобіль із міжосьовим диференціалом, що блокується в’язкісною муфтою

Самоблокувальні диференціали: від Torsen до електронного керування

Audi’s Packaging Trick

Коли Audi Quattro пішов у серію 1981 року — через два роки після AMC Eagle — він використовував звичайний відкритий міжосьовий диференціал із ручним примусовим блокуванням. Елегантність рішення Audi полягала в компонуванні. Поздовжній двигун був спрямований прямо на задню вісь, а міжосьовий диференціал входив безпосередньо в коробку передач: вторинний вал зробили порожнистим і провели крізь нього передній приводний вал. Команда Фердинанда Піха обрала симетричний розподіл 50:50 між передньою й задньою осями.

The Torsen Differential

1984 року важелі ручного блокування нарешті зникли із салонів Audi, поступившись самоблокувальному диференціалу Torsen — TORque SENsing (той, що відчуває крутний момент). Його переваги варто перелічити:

  • Він повністю механічний — не потребує ані електроніки, ані рідини, ані втручання водія
  • Він реагує на зміни крутного моменту на вихідних валах, а не на різницю швидкостей, тобто здатен спрацювати ще до того, як фактично почнеться пробуксовка
  • На відміну від в’язкісної муфти, він блокується лише під тягою, а не під час гальмування, що робить його повністю сумісним з ABS
  • Блокування й розблокування відбувається плавно й безперервно, без двійкових переходів

Довівши свою спроможність на швидких автомобілях, Torsen узяли на озброєння інженери позашляховиків, які прагнули легкової керованості. Сьогодні його застосовують у Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne та Toyota Land Cruiser Prado.

Group B і ралійна гонка озброєнь

Ще у 1980-х ралійне домінування Quattro запустило гонку озброєнь повного приводу. За кілька сезонів з’явилися всі ці повнопривідні ралійні автомобілі, кожен із яких використовував технологію в’язкісної муфти FFD у своїх самоблокувальних диференціалах:

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

Стюарт Ролт, син Тоні, керував відносинами FFD з ралійними командами в ті роки.

На початку 1990-х до FFD звернувся також завод AZLK у Росії, бажаючи отримати повнопривідну ралійну версію Moskvitch 2141. Побудований на тій самій схемі з трьома диференціалами, що й Ford RS200, експериментальний автомобіль вирізнявся надзвичайно передбачуваною керованістю в екстремальних умовах. Випробування виявили принцип, який досі актуальний: налаштуйте жорсткість блокування кожної в’язкісної муфти окремо — і баланс автомобіля зміщується разом із нею.

  • Жорсткіший задній міжколісний диференціал → більша схильність до заносу
  • Жорсткіший передній чи міжосьовий диференціал → більше зносу й стабільності

Electronic Control Arrives

Саме ця можливість налаштування — причина того, чому сучасні автомобілі WRC використовують у всіх трьох диференціалах багатодискові муфти з електронним керуванням, а не пасивні в’язкісні муфти. Гідравлічні приводи та бортовий комп’ютер змінюють блокування кожного диференціала в реальному часі — розмикаючи муфти на вході в поворот, щоб автомобіль вільно повертався, а потім поступово стискаючи їх, коли водій прискорюється на прямій, задля максимального зчеплення без зносу.

Двоє виробників стали піонерами диференціалів з електронним керуванням у дорожніх автомобілях:

  • Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Три муфти з електронним керуванням послідовно підключали передню вісь, потім блокували міжосьовий диференціал, а потім задній диференціал — залежно від умов. Система була ефективною, але надто складною, а електроніка могла спричиняти помітне підключення й відключення передніх коліс на пухких поверхнях.
  • Porsche 959 (1986): Дві муфти з електронним керуванням, що працювали в чотирьох обираних водієм режимах. Система 959 була досконалішою й краще пристосованою до високопродуктивного використання.
Porsche 959 with electronically controlled all-wheel drive system
Porsche 959 мав одну з найпередовіших систем повного приводу з електронним керуванням, коли-небудь встановлених на серійний автомобіль

Заміна диференціала: Haldex і спрощені системи повного приводу

The Visco-Coupler on Its Own

Поки ралійні інженери вичавлювали із самоблокувальних диференціалів усе можливе, конструктори звичайних легкових автомобілів пішли іншим шляхом — узагалі прибрали міжосьовий диференціал і поставили на його місце в’язкісну муфту. Volkswagen Golf II Syncro 1985 року став першим європейським легковим автомобілем, який це зробив, із трансмісією, розробленою інженерами GKN, що придбала FFD 1969 року.

Для масового виробництва це спрощення виправдало себе:

  • Повнопривідна модель мала спільними більшість компонентів зі стандартною передньопривідною версією, що знижувало вартість і складність виробництва
  • За нормальних умов автомобіль їхав так само, як передньопривідний
  • Коли передні колеса буксували, в’язкісна муфта могла передавати до 70% крутного моменту назад приблизно за 0,2 секунди

Однак ця затримка створювала проблему з керованістю. Автомобіль, що поводився як передньопривідний, зносячи носом назовні, міг різко перейти до задньоорієнтованої поведінки тієї миті, коли спрацьовувала муфта, — і застати водія зненацька. Японські виробники пробували різні відповіді, зокрема встановлення більшої кількості муфт: Nissan Sunny/Pulsar 1988 року використовував три — одну для підключення заднього приводу й по одній для блокування кожного міжколісного диференціала. Mazda Concerto 4WD пішла ще далі, замінивши в’язкісними муфтами і міжосьовий, і задній міжколісний диференціали.

The Haldex Clutch

Наступний крок замінив в’язкісну муфту багатодисковою гідравлічною муфтою з електронним керуванням — значно швидшою й значно точніше керованою. Найвідоміший приклад — муфта Haldex, яка прийшла на зміну в’язкісній муфті у Volkswagen Golf IV та його платформних побратимах. Працює вона так:

  • Торцеві кулачки визначають будь-яку різницю швидкостей обертання між переднім і заднім валами
  • Ролики, що котяться по поверхнях кулачків, штовхають поршні в кільцевих циліндрах, нагнітаючи гідравлічну рідину
  • Тиск рідини стискає пакет багатодискової муфти, передаючи крутний момент на задню вісь
  • Електромагнітний клапан, керований електронікою автомобіля, може скидати тиск у будь-який момент — забезпечуючи безступеневий розподіл крутного моменту

Більшість повнопривідних автомобілів і кросоверів, що продаються сьогодні, використовують якийсь варіант цієї муфти з електронним керуванням — чи то Haldex на автомобілях Volkswagen Group, чи Honda VTM-4, чи BMW xDrive. Сучасні муфти спрацьовують достатньо швидко, щоб затримка підключення стала непомітною за звичайної їзди, і тепер калібрування важить більше, ніж «залізо»: Golf 4Motion і Audi A3 Quattro використовують механічно ідентичні трансмісії, але різне програмне забезпечення дає Volkswagen симетричний розподіл, тоді як Audi спрямовує 60% крутного моменту вперед задля звичнішого передньопривідного характеру.

Volkswagen 4MOTION all-wheel drive system with fourth-generation Haldex clutch
Система повного приводу 4MOTION із муфтою Haldex четвертого покоління, як застосована у Volkswagen Tiguan

Технологія повного приводу сьогодні: яка система найкраща?

Підключувані системи з другою віссю, що вмикається вручну, на щастя, зникли з легкових автомобілів. Те, що лишилося, поділяється на три родини, кожна зі своїми перевагами:

  • Постійний повний привід із самоблокувальним міжосьовим диференціалом (в’язкісна муфта, як у Subaru; механічний Torsen, як у Audi A4/A6/A8 Quattro та Volkswagen Phaeton; або муфти з електронним керуванням, як у Mitsubishi Lancer Evo): найдосконаліші й найвдячніші системи, здатні за належного калібрування по-справжньому покращувати керованість і на дорозі, і на треку.
  • Постійний повний привід із відкритим міжосьовим диференціалом (як у Mercedes-Benz 4Matic): покладається на протибуксувальну електроніку, щоб компенсувати відсутність самоблокування. Ефективний на дорозі, але механічно менш проактивний.
  • Підключуваний задній привід через керовану муфту (Haldex, як на Volvo, Saab і різних кросоверах Volkswagen Group): найпоширеніша схема в сучасних кросоверах — економічна, легка і дедалі спроможніша завдяки швидшій електроніці.

Векторування крутного моменту й те, що буде далі

Домінантна тенденція в передовому повному приводі — векторування крутного моменту: не просто розподіл моменту між осями, а активна його зміна між лівим і правим колесами однієї осі. Mitsubishi Lancer Evolution X — вершина технології: його система S-AWC поєднує центральний диференціал з електронним керуванням (ACD) із заднім диференціалом Active Yaw Control (AYC), що може переносити крутний момент з одного заднього колеса на інше. Додаткові набори шестерень зміщують баланс проактивно, ще до втрати зчеплення, замість того щоб реагувати, коли колесо вже буксує.

На практиці реальні відмінності між сучасними системами дедалі зменшуються в міру вдосконалення керуючої електроніки. Добре відкалібрований кросовер із Haldex тепер забезпечує стабільність, за яку механічний Torsen захоплювалися б покоління тому. Саме в цьому напрямку рухається розвиток — а кінцевою точкою цілком може стати електромобіль із чотирма окремими мотор-колесами, кожне з яких дозує власний крутний момент узагалі без механічної трансмісії. Що акуратно повертає нашу історію до електричного повнопривідного автомобіля Фердинанда Порше 1900 року.

Це переклад. Оригінал можна прочитати тут: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html

Подати заявку
Будь ласка, введіть свою електронну адресу в поле нижче та натисніть «Підписатися»
Підпишіться та отримайте повну інструкцію про оформлення та використання міжнародного посвідчення водія, а також поради для водіїв за кордоном