Колеса + CARS.ru

Продажа и покупка

Ресурсы

Архив новостей

Дороги

Страхование

Конференция

Музыка

 

Тех. Осмотр

Запчасти

ПОЛНЫЙ ПРИВОД
УСТРОЙСТВО И РАЗНОВИДНОСТИ


Впоследнее время на автомобильном рын-ке появилось очень много машин с четырьмя ведущими колесами, оснащенных различными системами полноприводной трансмиссии. Давайте попробуем в этом разобраться, а для начала выясним основные принципы работы полного привода. Пожалуй, самым главным узлом в нем является дифференциал. Для того чтобы обеспечить разную частоту вращения ведущих колес, применяется межколесный дифференциал, а приводных валов - межосевой. Дифференциалы можно классифицировать как симметричные и несимметричные, свободные и блокируемые. В симметричных крутящий момент распределяется между полуосями поровну, а в несимметричных неодинаково. В основном межколесный дифференциал симметричный, а вот межосевой бывает как симметричным, так и несимметричным.
Свободный дифференциал не препятствует полуосям или приводным валам вращаться с разными угловыми скоростями, а в блокируемом дифференциале можно ограничить такую независимость.
Итак, для нормальной работы постоянного полного привода в трансмиссии должно быть два межколесных и один межосевой дифференциал. Первый серийный легковой автомобиль с полным приводом появился на свет в 1967 году в Англии и назывался Jensen FF. Он был оснащен довольно простым межосевым самоблокирующимся дифференциалом типа Fergusson. Надо отметить, что Jensen FF особым спросом не пользовался (тогда еще не было моды на полноприводные автомобили), и за четыре года было продано всего 360 экземпляров.
Настоящий успех пришел к модели Audi quattro, мировая премьера которой прошла в 1980 году. Гоночные версии Audi quattro побеждали на раллийных трассах в 1983-84 годах.
Все quattro первого поколения оснащались достаточно простыми блокировками межосевого и заднего межколесного дифференциалов, которые можно было задействовать с места водителя, нажав соответствующие кнопки. Однако вскоре выяснилось, что при выезде на асфальт водители частенько забывали отключить блокировки, вследствие чего трансмиссия буквально рассыпалась на глазах. Тогда инженеры серьезно задумались об автоматической системе подключения механизма блокировки.
В результате появилась вязкостная муфта (вискомуфта), разработанная компанией FF Development. В этом устройстве для снижения разницы в скоростях вращения приводных валов до минимума используется силиконовая жидкость. Как только одно из колес начинает проскальзывать, вязкость силиконовой жидкости резко возрастает, что приводит к соединению дисков вискомуфты, следовательно, к вращению приводных валов приблизительно с одинаковой скоростью, т. е. к блокировке дифференциала. Обычно использовали комбинацию из свободного межосевого дифференциала и вискомуфты, которые играли роль блокирующего устройства и автоматически включались в определенных условиях.
Инженеры Audi решили пойти другим путем, используя вискомуфту в качестве полноценного межосевого дифференциала. В результате получился автоматически подключаемый полный привод. Для Audi quattro второго поколения был выбран дифференциал повышенного трения типа Torsen, который изобрела американская корпорация Gleason Corp. Дифференциал повышенного трения представляет собой механическое устройство, в котором блокировка происходит за счет трения поверхностей деталей (чаще всего сухарей и звездочек), изготавливаемых из особо-прочных материалов.
При движении по асфальту дифференциал Torsen распределяет крутящий момент между осями поровну. Но стоит только колесам одной оси начать проскальзывать, крутящий момент перебрасывается на ту ось, колеса которой имеют лучшее сцепление с покрытием. В пределе соотношение крутящих моментов, передаваемых на оси, может достигать 20:80. Но есть еще некоторые детали, делающие Torsen более предпочтительным, чем вискомуфта.
Torsen - устройство чисто механическое, что позволяет ему предотвращать пробуксовку, в отличие от вязкостной муфты, где на разогрев силиконового вещества и его застывание требуется некоторое время, и в результате вискомуфта способна лишь реагировать на потерю сцепления и исправлять уже сложившуюся ситуацию.
Инженеры компании Merce-des не стали идти по проторенной дорожке и изобрели свою трансмиссию с автоматически подключаемым полным приводом, которую назвали 4MATIC. Принцип ее работы заключается в следующем: на сухом покрытии ведущими являлись задние колеса, а при их пробуксовке центральный компьютер через гидравлический привод включал многодисковое сцепление и перераспределял крутящий момент на передние колеса. Материал, из которого изготавливались фрикционные накладки дисков, не боится пробуксовки, а как раз благодаря пробуксовке и может работать применяемое в подобных схемах многодисковое сцепление. Электронная система через гидропривод изменяет степень прижимания дисков друг к другу, постепенно перебрасывая крутящий момент к оси, колеса которой обладают лучшим сцеплением с дорогой. Такой агрегат называется гидромеханической муфтой. На практике система 4MATIC работала не хуже, но и не лучше полноприводных трансмиссий конкурентов, а ее дороговизна и сложная конструкция скорее была минусом, чем плюсом.
Но, пожалуй, самую совершенную с технической точки зрения полноприводную трансмиссию изобрели инженеры Porsche из Цюффенхаузена, которая впервые была применена на суперкаре 959 в 1985-87 годах. В трансмиссии 959 межосевой дифференциал, который играл роль сцепления с гидравлическим приводом, задействовался постоянно, отключаясь только во время парковки. Как же работала такая система? В Porsche 959 управляющий полным приводом компьютер постоянно получал данные от десятков датчиков, включая информацию о положении педали акселератора, угле поворота колес, величине бокового ускорения и даже давлении наддува. В обычной обстановке 60 % крутящего момента посылалось на заднюю ось, 40 % - на перед-нюю.
   

Это вискомуфта. На рисунке показаны пластины, прикрепленные к валам. Вискомуфта заполнена силиконовой жидкостью, которая обладает свойством застывать при нагреве и превращаться в жидкость при охлаждении. На этом свойстве силиконовой жидкости и построен принцип работы вискомуфты.


Так выглядит дифференциал Torsen, устанавливаемый на Mazda Miata. На фотографии хорошо видны валы с коническими подшипниками и боковые шестерни.


А это тот же Torsen в разрезе. Стрелками указаны направления распределения крутящего момента.


Более сложный дифференциал, разработанный специально для Range Rover. Это дифференциал повышенного трения.


При ускорении система перекидывала до 80 % момента на колеса задней оси, даже если все четыре колеса вращались с одинаковыми скоростями.
В середине 90-х годов перед инженерами автомобильных компаний встала новая задача. Необходимо было создать электронный комплекс, способный заменить все сложные механические блокировки трансмиссии, и одновременно с максимальной эффективностью использовать антиблокировочную систему тормозов (АБС). Эта задача была успешно решена с помощью электронной системы управления тягой (Traction Control System), впервые появившейся на швед-ском Saab 9000 в 1988 году. Инженеры компаний, выпускающих АБС (среди которых наиболее известны Bosch и ITT), обнаружили, что систему можно легко модернизировать и заставить ее действовать иным образом: датчики будут отслеживать не заблокированное колесо, а буксующее, после чего оно должно притормаживаться до прекращения проскальзывания. Таким образом, большее значение крутящего момента будет передаваться на ведущее колесо, обладающее лучшим сцеплением с покрытием. В этом и заключается принцип работы Traction Control.
Создатели внедорожника Mercedes-Benz ML довели идею замещения механических узлов электроникой до апогея. Машина оснащена системой 4ETS (4 Wheel Drive Electronic Traction System). 4ETS считывает показания индивидуальных сенсоров колес и притормаживает проскальзывающее колесо, перебрасывая крутящий момент на колеса, сцепление которых с дорожным покрытием в данный момент надежнее.
Своего рода революцию на рынке полноприводных машин произвел Jeep Grand Cherokee второго поколения, чья трансмиссия является большим шагом вперед по сравнению с предыдущими схемами. Grand Cherokee II оснащен межосевым и межколесными дифференциалами, прогрессивная блокировка которых осуществляется с помощью гидроприводов, что позволяет перебросить весь крутящий момент на одно колесо, если оно единственное, сохранившее надежный контакт с покрытием. Такая трансмиссия называется Quadra-Trac II.
На Golf IV 4motion 1998 года можно обнаружить многодисковое сцепление с электронным управлением, разработанное шведской компанией Haldex. Такая система обеспечивает более четкое и точное распределение крутящего момента между осями, а также позволяет расширить диапазон пропорций, в которых момент разделяется между осями. При этом схема 4motion является автоматически подключаемым полным приводом.
Mitsubishi же из года в год предлагает систему с вискомуфтой и дифференциалом повышенного трения (задним межколесным или и задним, и межосевым), причем прогресс в развитии АБС позволил, наконец, совместить электронику с механикой.
Полноприводная трансмиссия, разработанная инженерами компании Subaru, по принципу действия очень похожа на 4MATIC и трансмиссию Audi A8, но заметно проще и дешевле, а по техническим параметрам ни в чем не уступает, а иногда и превосходит своих конкурентов, что доказывают многочисленные победы Subaru в чемпионате мира по ралли.
Сейчас полный привод в моде, и автомобильные компании вкладывают огромные деньги в его разработку, так что в скором времени появятся новые, более современные и совершенные трансмиссии. Ну а мы в свою очередь не упустим случая вернуться к этой безусловно интересной теме.

Текст: Юрий Клюев




 

 

 

 

На главную страницу


 
WebStudio Banner Network

TopList Aport Ranker