To'liq uzatma (AWD) haqida hammasi: tarixi, texnologiyasi va to'rt g'ildirakli uzatma tizimlari qanday ishlaydi

Ushbu maqola dastlab oddiy texnik qo’llanma sifatida boshlangan edi — “To’liq uzatma haqida bilishni istagan, ammo kimdan so’rashni bilmagan hamma narsa” kabi bir narsa. Biz ochiq differensiallar visko-mufta yoki Haldex tipidagi qurilmalardan qanday farq qilishini, o’z-o’zini blokirovka qiluvchi differensiallar aslida nima qilishini va bularning nega ahamiyatga ega ekanligini yoritmoqchi edik. Ammo tarixga qanchalik chuqurroq kirib borgan sari, shunchalik hayratga tushdik. Ma’lum bo’lishicha, doimiy to’liq uzatmali birinchi yengil avtomobil yuz yildan ko’proq vaqt avval Niderlandiyada qurilgan ekan. 1935-yilda esa to’rt g’ildirakli amerikalik poyga avtomobili jahon tarixini o’zgartirib yuborishga hayratlanarli darajada yaqin kelgan.

Nima uchun yengil avtomobilga to’liq uzatma kerak? XXI asrda javob ravshandek tuyuladi: yaxshiroq ilashish, sirpanchiq sirtlarda g’ildiraklarning kamroq aylanib ketishi va kuch ostida boshqaruvchanlikning yaxshilanishi. To’rtta yetaklovchi g’ildirak ikkitasidan oddiygina yaxshiroqdir. Ammo insoniyat ushbu oddiy haqiqatga amal qilish uchun hayratlanarli darajada uzoq vaqt sarfladi. Istalgan avtomobil tarixchisidan so’rang, u sizga ommaviy yengil avtomobillar uchun to’liq uzatma davri 1980-yilda Audi Quattro bilan boshlanganini aytadi. Ular kamdan-kam uchraydigan salaflarni ham eslatishi mumkin — 1966-yilgi britaniyalik superkar Jensen FF va 1972-yilgi Subaru Leone 4WD. Haqiqiy mutaxassis esa dastlabki to’rt g’ildirakli Subarular umuman doimiy AWD tizimlari emasligini — ular qisman ulanadigan (part-time) ekanligini tezda ta’kidlaydi. Va biz tushuntirganimizdek, bu juda muhim farq.

Qisman ulanadigan 4WD: vaqtinchalik yechim

Bitta o’qqa qisman ulanadigan uzatma — bu murosaviy yechim bo’lib, yo’l avtomobillari uchun unchalik nafis emas. “Part-Time 4WD” atamasi yo’ldan tashqari yuradigan transport vositalari (SUV) va off-road yuk mashinalari olamida paydo bo’lgan. Bu konfiguratsiyada bitta o’q doimiy yetaklasa, ikkinchisi kerak bo’lganda qattiq ulanadi — ammo bu qattiq ulanishdan faqat yo’ldan tashqarida foydalanish mumkin. Asfaltlangan sirtlarda qisman ulanadigan tizim butunlay uzilishi kerak. Mana nima uchun:

• Avtomobil burilganda, oldingi g’ildiraklar orqa g’ildiraklarga qaraganda uzunroq yoy bo’ylab harakatlanadi va shuning uchun tezroq aylanishi kerak.
• Qattiq ulangan to’liq uzatma tizimida oldingi g’ildiraklardagi ilashish kamayadi, orqadagi moment esa oshadi.
• Ba’zi hollarda oldingi g’ildiraklar yetaklovchi kuch o’rniga tormozlovchi kuch hosil qilishi mumkin — bu qarshilikni oshiradi va avtomobilni boshqarishni qiyinlashtiradi.
• Loy yoki qor kabi bo’sh sirtlarda bu ta’sirni boshqarish mumkin, ammo asfaltda u uzatma tizimining kuchli bog’lanishiga (binding) va boshqaruvchanlik muammolariga olib keladi.

Avtomobil burilishdan o’tayotganda, har bir g’ildirak o’z yoyi bo’ylab harakatlanadi va turli tezlikda aylanishi kerak. Aynan shuning uchun doimiy to’liq uzatma tizimi uchta differensialni talab qiladi: ikkita o’qlararo emas, balki g’ildiraklararo differensial (har bir o’qqa bittadan) va ikkala yetaklovchi o’qning bir-biridan mustaqil aylanishiga imkon beruvchi bitta o’qlararo differensial.

Ushbu kamchiliklarga qaramay, qattiq ulangan to’liq uzatma ba’zi yo’l avtomobillarida ham paydo bo’ldi — garchi ular xarakteri jihatidan off-road yuk mashinalariga yaqinroq bo’lsa-da. Masalan, SSSRda olti silindrli dvigatel va qisman ulanadigan oldingi o’qqa ega to’rt g’ildirakli sedan bo’lgan GAZ-61 “Emka” allaqachon 1938-yilda kichik partiyalarda ishlab chiqarila boshlandi. Urushdan keyin shunga o’xshash uzatma tizimlari GAZ-M72 “Pobeda” off-road variantida va Moskvich-410da paydo bo’ldi. 1972-yilgi Subaru Leone 4WD ham xuddi shu mantiqqa amal qildi: u yo’ldan tashqarida foydalanish uchun, standart oldingi uzatmali Subarularga qaraganda balandroq dorojniy prosvet bilan va qo’lda ulanadigan orqa o’q bilan qurilgan edi.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) oldingi uzatmali platformaning to’rt g’ildirakli moslamasi bo’lib, qo’lda ulanadigan orqa o’qqa ega edi. Asosiy texnik xususiyatlari quyidagilar:

• Dvigatel variantlari: 1,4 litrli (72 ot kuchi) yoki 1,6 litrli (80 ot kuchi)
• Kuzov turlari: universal (station wagon), sedan va pikap
• Orqa g’ildirak uzatmasini ulash: mexanik uzatmali avtomobillarda qo’lda; avtomatlarda esa ko’p diskli ishqalanish muftasi orqali avtomatik
• Bu qisman ulanadigan tartib barcha to’rt g’ildirakli Subarularda 1989-yilgacha davom etdi

Qisman ulanadigan to’liq uzatmaning asosiy muammosi shundaki, u ko’pchilik avtomobillar vaqtining ko’p qismini o’tkazadigan asfaltlangan yo’llarda foydasizdir — shunga qaramay, avtomobil doimo razdatka korobkasi, ikkinchi kardan vali va qo’shimcha o’q tugunining qo’shimcha og’irligini ko’tarib yurishi kerak. Qisman ulanadigan tizimni doimiy tizimga aylantirish uchun esa atigi bitta qo’shimcha qism kerak: razdatka korobkasidagi o’qlararo differensial.

Doimiy to’liq uzatma: u qanday ishlaydi va nega muhim

O’qlararo differensial — doimiy to’liq uzatmaning kalitidir. Ikkita g’ildiraklararo differensial — har bir o’qda bittadan — burilishlarda har bir o’qning chap va o’ng g’ildiraklarini turli tezlikda aylanishiga imkon beradi. O’qlararo differensial xuddi shu vazifani oldingi va orqa o’qlar o’rtasida bajaradi. Uchala differensialga ega avtomobil istalgan yo’l sirtida uzatma tizimining bog’lanishisiz yoki boshqaruvchanlik jazosisiz doimiy to’liq uzatmada yura oladi.

Nazariyada oddiy — ammo 1980-yillarning boshigacha avtomobilsozlikdagi asosiy oqim doimiy AWDni yo’l avtomobillari uchun keraksiz deb hisoblardi. An’anaviy fikrga ko’ra, quruq asfaltda ikkinchi juft g’ildirakni va u bilan bog’liq barcha uzatma qismlarini doimiy aylantirish shovqin qo’shadi va yoqilg’ini behuda sarflaydi. Audi Quattro bu fikrlashni butunlay o’zgartirdi. Dvigatel momentini har doim to’rtala g’ildirakka taqsimlash orqali doimiy AWD tizimi:

• Burilishlarda yon kuchlarni boshqarish uchun kattaroq ilashish zaxirasini qoldiradi
• Burilish o’rtasida tezlashtirish yoki tormozlashda barqarorlikni sezilarli darajada yaxshilaydi
• Gaz pedaliga bosish natijasida kelib chiqadigan to’satdan ortiqcha burilish (oversteer) yoki yetishmovchilik burilishi (understeer) xavfini kamaytiradi

1980-yillar oxiridagi Audi 80 Quattro bu sxema qanchalik mukammallashganini ko’rsatadi. Quattro arxitekturasi raqib Ferguson Formula uzatmasidan ixchamroq. 1984-yildan boshlab Audi Torsen o’z-o’zini blokirovka qiluvchi differensialini qabul qildi — bu g’ildirak tezligidagi farqlarga emas, balki har bir chiqish validagi momentdagi o’zgarishlarga javob beradigan sof mexanik qurilmadir. Visko-muftaga asoslangan differensial blokirovkasidan farqli o’laroq, Torsen faqat ilashish (traksiya) ostida blokirovkalanadi, tormozlash paytida emas, bu esa uning ABS tizimlari bilan to’liq mos kelishini va sekinlashish paytida barqarorlikni yaxshilashini bildiradi.

Shuni ta’kidlash joizki, Range Rover (1970) va ruscha Lada Niva (1976) odatda o’qlararo differensialga ega birinchi ommaviy ishlab chiqarilgan transport vositalari deb hisoblanadi — ammo ikkalasi ham qat’iy ravishda off-road toifasiga kiradi. Audi Quattro kashshoflik unvonini aynan yengil avtomobillar orasida da’vo qiladi.

Dastlabki to’rt g’ildirakli poyga avtomobillari: Spyker’dan Bugatti’gacha

Poyga avtomobillari konstruktorlari Quattro davridan oldin doimiy to’liq uzatmani o’rganganmidi? Javob aniq “ha” — va bu hikoya ko’pchilik kutganidan ancha uzoqqa borib taqaladi.

Ferdinand Porsche’ning urushdan keyingi birinchi loyihasi to’rt g’ildirakli poyga avtomobili edi: o’rtaga joylashtirilgan dvigatel sxemasi va 1,5 litrli o’n ikki silindrli dvigatelga ega Cisitalia 360. Biroq, uning oldingi uzatmasi qisman ulanadigan edi — haydovchi uni faqat trekning to’g’ri qismlarida ulardi va burilishlardan oldin orqa g’ildirak uzatmasiga qaytardi.

Ammo Porsche aslida to’rt g’ildirakli transport vositasini ancha oldin qurgan edi: 1900-yilga borib taqaladigan, har bir g’ildirakda alohida elektr motorga ega elektromobil. Avtomobil tarixchilari uchun haqiqiy hayrat esa niderlandiyalik ishlab chiqaruvchi Spyker tomonidan qurilgan 1902-yilgi poyga avtomobilidir. Tormozlar hatto faqat orqa g’ildiraklarga o’rnatilgan bir davrda, bu avtomobil haqiqiy doimiy to’liq uzatmaga ega edi — o’qlararo differensial bilan to’liq jihozlangan.

Spyker kompaniyasi 1880-yilda Spijker aka-ukalari tomonidan ot aravalari ishlab chiqaruvchi sifatida tashkil etilgan. Ularning birinchi avtomobili 1900-yilda paydo bo’ldi, ikki yildan keyin esa belgiyalik konstruktor Joseph Valentin Laviolette bilan hamkorlikda ular to’rt g’ildirakli Spyker 60 HP poyga avtomobilini (1902–1907) ishlab chiqardilar. Uning texnik xususiyatlari o’sha davr uchun favqulodda ilg’or edi:

• Uchta differensial — o’qlararo va ikkala g’ildiraklararo
• Uchta alohida tormozlash mexanizmi — ikkitasi orqa g’ildiraklarda, bittasi oldingi kardan valida
• O’nlab yillar davomida konsepsiya bo’yicha tengi bo’lmagan to’rt g’ildirakli uzatma tizimi

Shunday qilib, doimiy to’rt g’ildirakli uzatma konsepsiyasi bir asrdan oshib ketgan. To’rt g’ildirakli Spykerlar ko’p qurilmadi — ular juda qimmat edi va hech qachon poygada sezilarli muvaffaqiyatga erisha olmadi. 1930-yillarning boshida yana ikkita ambitsiyaliroq AWD poyga loyihasi paydo bo’ldi: Bugatti Tipo 53 va Miller FWD.

Bugatti Tipo 53 loyihasi 1930-yilda bu g’oyani Ettore Bugatti’ga taklif qilgan Fiat muhandisi Antonio Pichetto’dan boshlangan. 1932-yilda uchta avtomobil yakunlandi, ularning har biri quyidagilarga ega edi:

• 300 ot kuchli, kompressorli (supercharged) qatorli sakkiz silindrli dvigatel
• Uchta differensialga ega doimiy to’liq uzatma
• Alohida o’rnatilgan korobka peredach bilan birlashtirilgan razdatka korobkasi va o’qlararo differensial
• Avtomobilning chap tomonida joylashtirilgan har ikkala o’q uchun privod vallari
• Ko’ndalang ressorga o’rnatilgan mustaqil oldingi osma — Bugatti uchun g’ayrioddiy

Shag’al burilishlarda zamonaviy orqa uzatmali avtomobillardan o’zib ketishiga qaramay, Tipo 53 oldingi kardan vallarida o’zgaruvchan burchak tezligi (ШРУС/CV) sharnirlari o’rniga oddiy Kardan sharnirlaridan foydalanilgani sababli haddan tashqari rul kuchidan aziyat chekdi. Uchta avtomobil 1935-yilgacha musobaqalashdi.

Miller FWD qisman amerikalik konstruktor Harry Miller maxsus qismlarga ajratish uchun sotib olingan oldingi uzatmali Bugatti’ni o’rganganligi tufayli paydo bo’ldi. Bugatti yondashuvidan ilhomlangan Miller FWD yuk mashinasi kompaniyasi homiyligida o’zining to’rt g’ildirakli shassisini ishlab chiqdi. To’rt g’ildirakli Millerlardan biri 1934-yilgi Indianapolis 500 poygasida yetakchilik qildi, ammo to’qqizinchi o’rinda texnik nosozliklar tufayli musobaqani tark etdi.

Bu avtomobillar avtomobil tarixidagi eng g’alati “agar bo’lganida” lahzalaridan biri bilan ham bog’liq. 1935-yilda Berlindagi AVUS trekida bo’lib o’tgan poyga davomida to’rt g’ildirakli Miller uchinchi o’rinda borayotganda, uning qatorli sakkiz silindrli dvigateli halokatli tarzda ishdan chiqdi va sinib ketgan qismlar tomoshabin minbarlari tomon uchib ketdi. O’sha kuni minbarlarda Adolf Gitler bor edi. Agar hatto kichik bir parcha ham unga yetib borganida, Ikkinchi Jahon urushining — va jahon tarixining — yo’nalishi butunlay boshqacha bo’lishi mumkin edi.

Ferguson Formula: hammasini o’zgartirgan AWD tizimi

To’liq uzatma tarixidagi keyingi muhim bobni tushunish uchun ochiq o’qlararo differensiallarning bir asosiy cheklovini qayta ko’rib chiqish foydali. Ochiq differensial bitta o’qning erkin aylanishiga imkon beradi, ikkinchisi esa hech qanday moment olmaydi. Agar orqa g’ildiraklar ilashishni butunlay yo’qotsa, oldingi g’ildiraklar joyida turishi mumkin, orqadagilar esa aylanaveradi — differensial buni oldini olish uchun hech narsa qilmaydi.

SUV’lar uchun ishlab chiqilgan yechim — qattiq blokirovka edi: haydovchi qo’lda differensial tishli g’ildiraklarini qattiq blokirovka qiluvchi mexanizmni ulaydi va differensial uzatmasini qattiq ulanishga aylantiradi. Bu yondashuv dastlabki Range Roverlar, Lada Niva va boshqa ko’plab off-road transport vositalarida — shu jumladan, 1984-yilgacha haydovchidan markaziy differensialni qo’lda blokirovka qilishni talab qilgan birinchi avlod Audi Quattro’da ham qo’llanilgan. Ammo qo’lda blokirovka qilish — bu yana bir murosa: u qattiq sirtlarda uzilishi kerak va sirpanchiq yo’lda g’ildirak kutilmaganda aylanib keta boshlasa, hech qanday himoya bermaydi.

Birinchi avtomatik o’z-o’zini blokirovka qiluvchi o’qlararo differensial britaniyalik poyga haydovchisi va muhandis Tony Rolt ijodi edi. Rolt urushdan oldin do’sti va hamkasbi poygachi Fred Dixon bilan birga Rolt/Dixon Developments ustaxonasini boshqargan edi. Keyin ikkalasi doimiy to’liq uzatma salohiyatiga qiziqib qoldi. “Crab” deb nomlangan eksperimental to’rt g’ildirakli sinov platformasini qurgandan so’ng, ular 1950-yilda muvaffaqiyatli traktor ishlab chiqaruvchi Harry Ferguson bilan birlashib, Harry Ferguson Research kompaniyasini tuzdilar.

Ferguson’ning maqsadi poyga avtomobili emas, balki haqiqatan ham xavfsiz yo’l avtomobili edi: g’ildiraklari na tezlashtirishda aylanib ketadigan, na tormozlashda blokirovkalanadigan avtomobil. Rolt va Dixon bunday avtomobilni butunlay noldan — kuzov, transmissiya va quvvat tizimini ham qo’shgan holda — loyihalashga qaror qildilar. Tajribali konstruktor Claude Hill (avval Aston Martin’da ishlagan) bosh muhandis sifatida jalb qilingan holda, eksperimental Ferguson R4 sedani olti yillik ishlab chiqishdan so’ng yakunlandi. Uning texnik xususiyatlari 1956-yil uchun ajoyib edi:

• O’z-o’zini blokirovka qiluvchi o’qlararo differensialga ega doimiy to’liq uzatma
• Qarama-qarshi joylashgan to’rt silindrli (flat-four) dvigatel
• To’rtala g’ildirakda disk tormozlar
• Aviatsiyadan moslashtirilgan Dunlop MaxaRet elektromexanik blokirovkaga qarshi tormoz tizimi (ABS)

Ferguson Formula transmissiyasining yuragi razdatka korobkasi ichidagi ixtirochilik bilan yaratilgan o’z-o’zini blokirovka qiluvchi mexanizm edi. Differensialdan tashqari, tugun qo’shimcha tishli g’ildirak to’plami, ikkita sharli aylanma (overrunning) mufta va ikkita ishqalanish disk paketini o’z ichiga olgan. Oddiy sharoitlarda bu elementlar jimgina bo’sh aylanardi. Ammo bitta o’qning g’ildiraklari sirpana boshlaganda — chiqish vallari tezligida farq paydo bo’lib — muftalardan biri ulanib, o’zining ishqalanish paketini differensial tishli g’ildiraklariga siqib, differensial uzatmasini bir zumda qattiq ulanishga aylantirardi.

Ikkinchi prototip, 1962-yilgi Ferguson R5 universal yanada qobiliyatliroq edi. Autocar jurnali sinovchilari uning deyarli imkonsiz tuyulgan tezliklarda ilashish chegaralariga yetganini qayd etdilar. Shunga qaramay, hech bir ishlab chiqaruvchi Ferguson’ni ishlab chiqarishga rozi bo’lmadi — murakkablik va narx juda yuqori edi. Biroq, 1962-yilda Tony Rolt Jensen Cars rahbariyatini 300 ot kuchli Chrysler V8 dvigatelidan foydalanadigan bo’lajak CV8 kupesi uchun Ferguson Formula transmissiyasini moslashtirishga ko’ndirdi. Uch yildan keyin eksperimental to’rt g’ildirakli Jensen CV8 FF yakunlandi.

1966-yilda Jensen Interceptor CV8’ning o’rnini egalladi — va standart orqa uzatmali kupe bilan bir qatorda, Jensen kamtarin “FF” nomli to’liq uzatmali variantni taklif qildi. Jensen FF o’z-o’zini blokirovka qiluvchi o’qlararo differensialni ABS bilan birlashtirgan dunyodagi birinchi seriyali avtomobilga aylandi. “FF” belgilanishi “Formula Ferguson” degan ma’noni anglatardi. Asosiy texnik xususiyatlari quyidagilar:

• 325 ot kuchi ishlab chiqaruvchi 6,3 litrli Chrysler V8 big-block dvigatel
• Uch pog’onali TorqueFlite avtomat yoki to’rt pog’onali mexanik korobka peredach
• Assimetrik moment taqsimoti: orqa o’qqa 63%, oldingiga 37% — orqa uzatmali boshqaruvchanlik xarakterini saqlab qolish uchun
• Bir kanalli Dunlop MaxaRet ABS
• Reyka-shesterniyali kuchaytirilgan rul boshqaruvi va atrofda disk tormozlar
• Maksimal tezligi 212 km/soat; 0–100 km/soat 7,7 soniyada; egasiz og’irligi taxminan 1800 kg
• 1968-yilda Buyuk Britaniyadagi narxi: taxminan 6000 funt sterling — eng arzon Rolls-Royce’ga o’xshash
• Jami ishlab chiqarish: 318 ta avtomobil (1966–1971)

O’sha davrning har bir avtomobil jurnalisti Jensen FF’ning ajoyib barqarorligini va ular “ho’l asfaltda deyarli cheksiz ilashish zaxirasi” deb ta’riflagan narsani maqtadi. Achinarlisi, Harry Ferguson’ning o’zi Jensen FF’ni hech qachon ko’rmadi — u 1960-yilda vafot etgan edi.

Nima uchun Ferguson Formula’ga shuncha vaqt sarflaymiz? Chunki Harry Ferguson Research dunyodagi to’liq uzatmani birinchi navbatda faol xavfsizlik vositasi sifatida — shunchaki yo’ldan tashqari ilashish muammolariga yechim sifatida emas — qaragan birinchi tashkilot edi. Assimetrik moment taqsimoti — simmetrik AWD tizimlarini qiynaydigan oldindan aytib bo’lmaslikdan qochish uchun ataylab qilingan tanlov edi. Orqa uzatmali avtomobilda sirpanchiq burilishda haddan tashqari gaz berish oldindan aytib bo’ladigan ortiqcha burilishni (oversteer) keltirib chiqaradi. Oldingi uzatmali avtomobilda esa oldindan aytib bo’ladigan yetishmovchilik burilishini (understeer) keltirib chiqaradi. Simmetrik AWD avtomobilda javob qaysi o’qning ilashishi yomonroq ekanligiga bog’liq — bu esa noaniq va xavfli bo’lishi mumkin. Momentni orqaga moyillashtirib, Ferguson Formula Jensen FF’ga aksariyat sharoitlarda deyarli oldindan aytib bo’ladigan orqa uzatmali boshqaruvchanlikni berdi.

Visko-muftaning ixtiro qilinishi

Ferguson Formula’ning o’z-o’zini blokirovka qiluvchi mexanizmida bitta jiddiy cheklov bor edi: uning aylanma muftalari ikkilik, yoqilgan-o’chirilgan (on-off) tarzda ishlardi. Ochiq differensialdan to’liq blokirovkaga o’tish bir zumda sodir bo’lardi, bu esa ulanish lahzasida o’zining boshqaruvchanlik noaniqligini yaratishi mumkin edi. Differensial blokirovkasi darajasini silliq va bosqichma-bosqich o’zgartira oladigan mexanizm kerak edi.

1960-yillarning oxirida Tony Rolt va Derek Gardner — keyinchalik Tyrrell’ning Formula 1 avtomobillarining bosh konstruktori — yopishqoq ventilyator privod muftalarida ishlatiladigan silikon suyuqlik bilan tajriba o’tkaza boshladilar. Natija visko-mufta bo’ldi: silikon suyuqlik bilan to’ldirilgan silindrsimon korpus bo’lib, har bir chiqish valiga ulangan navbatma-navbat ishqalanish disk paketlarini o’z ichiga olardi.

Mana u qanday ishlaydi:

• Oddiy sharoitlarda, barcha g’ildiraklar o’xshash tezlikda aylanganda, disk paketlari bir-biriga nisbatan deyarli harakatlanmaydi va mufta differensialga hech qanday ta’sir ko’rsatmaydi.
• Bitta o’q sirpana boshlaganda, uning chiqish vali tezroq aylanadi, bu disk paketlarining bir-biriga nisbatan aylanishiga va silikon suyuqlikni qirqishiga (shear) sabab bo’ladi.
• Qirqilish mufta ichidagi harorat va bosimni oshiradi, bu esa suyuqlikning yopishqoqligini keskin ko’taradi.
• Yopishqoqlikning bu o’sishi disklarni bir-biriga ishqalanishiga olib keladi, tezroq aylanayotgan valni bosqichma-bosqich tormozlaydi va differensialni qisman yoki to’liq blokirovka qiladi.

Visko-muftaga patent olgandan so’ng, Tony Rolt 1971-yilda to’liq uzatma transmissiyalarini tijorat asosida yetkazib berish uchun FF Developments (FFD) kompaniyasini tashkil etdi. Dastlabki loyihalar orasida Britaniya o’rmon xizmatlari uchun to’rt g’ildirakli Bedford furgonlari, bir partiya Ford Zephyr FF politsiya avtomobillari va Berlindagi Britaniya harbiy missiyasi uchun Opel Senator 4×4 sedanlari bor edi.

FFD’ning eng muhim ishlab chiqarish yutug’i AMC Eagle (1979–1988) uchun transmissiya edi — AMC Concord sedanining ko’tarilgan, to’liq uzatmali versiyasi bo’lib, kattaroq shinalar va 75 mm kuzov ko’tarilishi bilan jihozlangan. AMC Eagle dunyoda visko-mufta bilan blokirovkalanadigan o’qlararo differensialdan foydalangan birinchi seriyali avtomobil edi. Garchi u sport avtomobili emas, balki yengil off-roader sifatida o’ylab topilgan bo’lsa-da, uning transmissiya arxitekturasi shu kungacha qurilgan eng mashhur sport AWD avtomobillarining bevosita ajdodiga aylandi — shu jumladan, Subaru Impreza WRX’ning dastlabki avlodlari va Mitsubishi Lancer Evolution.

O’z-o’zini blokirovka qiluvchi differensiallar: Torsen’dan elektron boshqaruvgacha

Audi Quattro 1981-yilda — AMC Eagle debyutidan ikki yil o’tib — ishlab chiqarishga kirganda, u qo’lda boshqariladigan qattiq blokirovkaga ega an’anaviy ochiq o’qlararo differensialdan foydalandi. Audi yechimining nafisligi komponovkada edi: bo’ylama o’rnatilgan dvigatel to’g’ridan-to’g’ri orqa o’qqa qaragan edi va o’qlararo differensial to’g’ridan-to’g’ri korobka peredachiga birlashtirilgan edi. Korobkaning ikkilamchi vali bo’sh (kovak) qilingan va oldingi privod vali u orqali o’tkazilgan edi. Ferdinand Piëch jamoasi old va orqa o’rtasida simmetrik 50:50 moment taqsimotini tanladi.

1984-yilda qo’lda differensial blokirovkasi richaglari nihoyat Audi salonlaridan g’oyib bo’ldi va ularning o’rnini Torsen (TORque SENsing — momentni sezuvchi) o’z-o’zini blokirovka qiluvchi differensiali egalladi. Torsen bir nechta asosiy afzalliklarni taklif qiladi:

• U butunlay mexanik — elektronika, suyuqlik yoki haydovchi aralashuvi talab qilinmaydi
• U tezlik farqlariga emas, balki chiqish vallaridagi momentdagi o’zgarishlarga javob beradi, ya’ni u g’ildirak aylanib ketishi haqiqatan boshlanishidan oldin reaksiya bera oladi
• Visko-muftadan farqli o’laroq, u faqat ilashish ostida blokirovkalanadi, tormozlash paytida emas, bu uni ABS bilan to’liq mos qiladi
• Blokirovka qilish va ochish silliq va uzluksiz, hech qanday ikkilik o’tishlarsiz

Torsen’ning sport avtomobillarida boshqaruvchanlik va barqarorlikni yaxshilashdagi isbotlangan qobiliyati keyinchalik avtomobilga o’xshash dinamikani izlayotgan SUV muhandislarini o’ziga jalb qildi. Bugungi kunda u Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne va Toyota Land Cruiser Prado kabi transport vositalarining transmissiyalarida ishlatiladi.

1980-yillarga qaytsak, Audi Quattro’ning ralli ustunligi Group B raqobatchilari o’rtasida to’liq uzatma poygasini boshlab yubordi. Bir necha mavsum ichida quyidagi to’rt g’ildirakli ralli avtomobillarining barchasi paydo bo’ldi — har biri o’z-o’zini blokirovka qiluvchi differensiallarida FFD visko-mufta texnologiyasidan foydalandi:

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

Tony’ning o’g’li Stuart Rolt bu davrda FFD’ning ralli jamoalari bilan munosabatlarini boshqargan.

1990-yillarning boshida Rossiyadagi AZLK zavodi ham Moskvich 2141’ning to’liq uzatmali ralli versiyasini ishlab chiqish uchun FFD’ga murojaat qildi. Ford RS200 bilan bir xil uchta differensialli sxemadan foydalangan eksperimental to’rt g’ildirakli Moskvich ekstremal sharoitlarda hayratlanarli darajada oldindan aytib bo’ladigan boshqaruvchanlikka erishdi. Sinovlar muhim tamoyilni ochib berdi: har bir visko-muftaning blokirovka qattiqligini alohida sozlash orqali muhandislar avtomobilning boshqaruvchanlik muvozanatini keng diapazonda sozlashlari mumkin edi:

• Qattiqroq orqa g’ildiraklararo differensial → ko’proq ortiqcha burilish (oversteer) tendensiyasi
• Qattiqroq oldingi yoki o’qlararo differensial → ko’proq yetishmovchilik burilishi (understeer) va barqarorlik

Aynan shu sozlanuvchanlik tufayli zamonaviy WRC ralli avtomobillari uchala differensialda passiv visko-muftalar o’rniga elektron boshqariladigan ko’p diskli mufta paketlaridan foydalanadi. Gidravlik ijro mexanizmlari va bortdagi kompyuter har bir differensialning blokirovkasini real vaqtda o’zgartira oladi — burilishga kirishda muftalarni bo’shatib, avtomobilning erkin burilishiga imkon beradi, so’ngra haydovchi to’g’ri yo’lga tezlashganda ularni bosqichma-bosqich qisib, yetishmovchilik burilishidan qochgan holda maksimal ilashishni ta’minlaydi.

Ikkita ishlab chiqaruvchi yo’l avtomobillarida elektron boshqariladigan differensiallarni birinchi bo’lib joriy etdi:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-klass): Uchta elektron boshqariladigan mufta sharoitlar talab qilganidek ketma-ket oldingi o’qni ulardi, so’ngra o’qlararo differensialni blokirovka qilardi, keyin orqa differensialni blokirovka qilardi. Tizim samarali edi, ammo haddan tashqari murakkab edi va elektronika bo’sh sirtlarda oldingi g’ildiraklarning sezilarli darajada ulanib-uzilishiga sabab bo’lishi mumkin edi.
• Porsche 959 (1986): To’rtta tanlanadigan haydovchi rejimida ishlaydigan ikkita elektron boshqariladigan mufta. 959 tizimi yanada murakkab va yuqori unumdorlikda foydalanish uchun moslroq edi.

Differensialni almashtirish: Haldex va soddalashtirilgan AWD tizimlari

Ralli muhandislari o’z-o’zini blokirovka qiluvchi differensiallarni chegaralarigacha siljitayotgan bir paytda, ommaviy yengil avtomobillar konstruktorlari teskari yo’nalishda harakat qildilar — o’qlararo differensialni butunlay yo’q qilib, uning o’rniga faqat visko-muftadan foydalandilar. 1985-yilgi Volkswagen Golf II Syncro bu yondashuvdan foydalangan birinchi yevropalik yengil avtomobil edi. Transmissiya 1969-yilda FFD’ni sotib olgan GKN muhandislari tomonidan ishlab chiqilgan.

Soddalashtirilgan visko-mufta sxemasi ommaviy ishlab chiqarish uchun aniq afzalliklarni taklif qildi:

• To’liq uzatmali model ko’pchilik komponentlarni standart oldingi uzatmali versiya bilan bo’lishdi, bu esa ishlab chiqarish xarajatlari va murakkabligini kamaytirdi
• Oddiy sharoitlarda avtomobil oldingi uzatmali avtomobil kabi bir xil harakatlanardi
• Oldingi g’ildiraklar sirpanganda, visko-mufta taxminan 0,2 soniya ichida momentning 70% gachasini orqaga uzatishi mumkin edi

Biroq, bu kechiktirilgan ulanish boshqaruvchanlik xavfini yaratdi: dastlab oldingi uzatmali avtomobil kabi harakat qilgan avtomobil (oldingi qismi keng burilib ketishi) visko-mufta ulanganda to’satdan orqaga moyil xatti-harakatga o’tishi mumkin edi, bu haydovchilarni tayyorgarliksiz holatda ushlardi. Yapon ishlab chiqaruvchilari turli yechimlarni o’rganib chiqdilar, shu jumladan bir nechta visko-mufta o’rnatish — ba’zi modellar, masalan, 1988-yilgi Nissan Sunny/Pulsar uchta visko-muftadan foydalangan: biri orqa uzatmani ulash uchun va bittadan har bir g’ildiraklararo differensialni blokirovka qilish uchun. Mazda Concerto 4WD yanada uzoqqa borib, ham o’qlararo, ham orqa g’ildiraklararo differensiallar o’rniga visko-muftalardan foydalandi.

Keyingi evolyutsion qadam visko-muftani elektron boshqariladigan gidravlik ko’p diskli mufta bilan almashtirdi — bu ancha tezroq va aniqroq boshqariladigan qurilma edi. Volkswagen Golf IV va uning platformadosh modellarida visko-muftaning o’rnini egallagan Haldex muftasi bu texnologiyaning eng mashhur namunasidir. Mana u qanday ishlaydi:

• Yuzaki kulachoklar (face cams) oldingi va orqa vallar o’rtasidagi har qanday aylanish tezligi farqini aniqlaydi
• Kulachok yuzalari ustida harakatlanuvchi rolikalar halqasimon silindrlardagi porshenlarni itarib, gidravlik suyuqlikni nasoslaydi
• Suyuqlik bosimi ko’p diskli mufta paketini siqib, momentni orqa o’qqa uzatadi
• Transport vositasi elektronikasi tomonidan boshqariladigan solenoid klapan istalgan nuqtada bosimni bo’shatishi mumkin — bu cheksiz o’zgaruvchan moment taqsimotiga imkon beradi

Bugungi kunda ko’pchilik AWD yengil avtomobillar va krossoverlar bu elektron boshqariladigan mufta arxitekturasining qaysidir variantidan foydalanadi — bu Volkswagen Group transport vositalaridagi Haldex bo’ladimi, Honda’ning VTM-4’imi yoki BMW’ning xDrive’imi. Zamonaviy mufta tizimlarining tezligi ulanish kechikishini oddiy haydashda sezilmaydigan darajaga kamaytirdi. Endi boshqaruv dasturiy ta’minotini sozlash apparatning o’zidan ko’ra muhimroq: Golf 4Motion va Audi A3 Quattro mexanik jihatdan bir xil transmissiyalardan foydalanadi, ammo turli dasturiy ta’minot Volkswagen’ga simmetrik moment taqsimotini beradi, Audi’ning kalibrlanishi esa ko’proq tanish oldingi uzatmali xarakter uchun momentning 60% ni oldinga yuboradi.

Bugungi AWD texnologiyasi: qaysi tizim eng yaxshisi?

Qo’lda ulanadigan ikkinchi o’qqa ega qisman to’liq uzatma tizimlari, baxtimizga, yengil avtomobillardan g’oyib bo’ldi. Qolgan arxitekturalarning har biri o’z afzalliklariga ega:

• O’z-o’zini blokirovka qiluvchi o’qlararo differensialga ega doimiy AWD (Subaru’dagi kabi visko-mufta, Audi A4/A6/A8 Quattro va Volkswagen Phaeton’dagi kabi mexanik Torsen, yoki Mitsubishi Lancer Evo’dagi kabi elektron boshqariladigan muftalar): to’g’ri kalibrlanganda yo’lda ham, trekda ham boshqaruvchanlikni haqiqatan yaxshilashga qodir bo’lgan eng murakkab va qoniqarli tizimlar.
• Ochiq o’qlararo differensialga ega doimiy AWD (Mercedes-Benz 4Matic’dagi kabi): o’z-o’zini blokirovkalashning yo’qligini qoplash uchun sirpanishga qarshi elektronikaga tayanadi. Yo’lda samarali, ammo mexanik jihatdan kamroq faol.
• Boshqariladigan mufta orqali qisman orqa uzatma (Haldex, Volvo, Saab va turli Volkswagen Group krossoverlaridagi kabi): zamonaviy krossoverlardagi eng keng tarqalgan sxema — arzon, yengil va tezroq elektronika tufayli tobora qobiliyatli.

Ilg’or AWD’dagi asosiy tendensiya — moment vektorlash (torque vectoring) — shunchaki momentni old va orqa o’qlar o’rtasida taqsimlash emas, balki uni o’qdagi chap va o’ng g’ildiraklar o’rtasida faol o’zgartirishdir. Mitsubishi Lancer Evolution X eng zamonaviy darajani namoyish etadi: uning S-AWC tizimi elektron boshqariladigan markaziy differensial (ACD) ni orqa g’ildiraklar o’rtasida momentni mustaqil uzatishga qodir Active Yaw Control (AYC) orqa differensiali bilan birlashtiradi. Qo’shimcha tishli g’ildirak to’plamlari moment muvozanatini reaktiv tarzda — g’ildirak allaqachon aylanib ketganidan keyin emas, balki ilashish yo’qolishidan oldin, proaktiv tarzda siljitishi mumkin.

Amaliy nuqtai nazardan, zamonaviy AWD tizimlari o’rtasidagi real boshqaruvchanlik farqlari boshqaruv elektronikasi murakkablashgani sayin tobora qisqaradi. Krossoverdagi yaxshi kalibrlangan Haldex’ga asoslangan tizim bir avlod oldin mexanik Torsen differensialidan ajoyib tuyulgan barqarorlikni ta’minlay oladi. Pirovardida, texnologiya aynan shu yo’nalishda rivojlanmoqda — va yakuniy nuqta har biri hech qanday mexanik uzatma tizimisiz aniq boshqariladigan momentni yetkazib beradigan to’rtta alohida g’ildirak motoriga ega elektromobil bo’lishi mumkin.

Bu tarjimadir. Asl nusxasini bu yerda o’qishingiz mumkin: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html