Полноприводные трансмиссии

В большом автомобилестроении идеи Г.Фергюсона стали прививаться в 80-е годы. Трансмиссии 4WD вошли в моду, и во II половине десятилетия только ленивые не выпускали динамичных полноприводных легковушек. А первым крупносерийным автомобилем с трансмиссией 4WD стал, судя по всему, Eagle 1980 модельного года – от American Motors. Раньше, чем Audi Quattro¹; американское автомобилестроение оказывалось порой впереди планеты всей.

Начало обзора полноприводных трансмиссий

Оригинальный подход

Eagle 4WD выпускали в виде седана, 2-дверного купе, 5-дверного «универсала» и 3-дверных «хэтчбеков» Liftback и Kammback SX/4. Обширная гамма. Легковушки оснащались 4- и 6-цилиндровыми карбюраторными двигателями и 3-скоростным гидромеханическим «автоматом» - плюс «раздатка» Quadra-Track. Особыми скоростными возможностями модели Eagle 4WD не отличались.

Все та же «формула Фергюсона»: центральный дифференциал с «мягкой», толерантной блокировкой. Всегда гребут все 4 колеса. Но «раздатка» Quadra-Track уже без хитроумного устройства Duolok: на его месте многодисковая вискомуфта. Красивое решение. Не обознайтесь: вискомуфта взамен Duolok, а не вместо центрального дифференциала! В полноприводной трансмиссии American Motors работали все 3 дифера, причем межосевой контролировался вискомуфтой (с ее внутренним автоматизмом). Такая схема получила широкое применение – и работает до сих пор.

У Audi пошли другим путем: с 1986 в трансмиссии quattro на роль центрального взяли дифференциал Torsen (tor-que sen-sitive – чувствительный к крутящему моменту) – новинку от компании Gleason. Червячный дифер своеобразной конструкции – тоже с внутренним автоматизмом. Чуткий Torsen мгновенно перебрасывает тягу в пользу отстающей оси. Не все 100%, но до 75-80; практически достаточно.

И как же показали себя легковушки с приводом по «формуле Фергюсона»? Великолепно! Автомобиль с грамотно выстроенной трансмиссией 4WD прекрасно вел себя на мокрой и скользкой дороге и вполне оправдывал надежды Г.Фергюсона. Цепкое держание дороги, устойчивость под тягой против заноса и сноса. Чудо-техника.

Но как говорят, слишком хорошо – тоже нехорошо. Дело принимало порой трагикомический оборот. Представьте, рассекает по зимнему европейскому шоссе малоопытный водила - на каком-нибудь «форде» Sierra 4х4 («формула Фергюсона»). Скажем, дама за рулем… Примите в расчет, что время массового применения ABS, «трэкшн-контроля» и пр. электроники тогда еще не пришло. А легковушка идет изумительно – послушна рулю, надежно держит дорогу. И так до тех пор, пока водитель, убаюканный легкостью управления полноприводным «фордом», не поставит ногу на педаль тормоза – по ситуации.

Ведь он подсознательно ожидает – чисто по-человечески, - что и на торможении автомобиль поведет себя столь же благородно, как под тягой. Обманчивая легкость бытия… Ничего подобного! Под тормозами «формула Фергюсона» не дает ровно никаких преимуществ. «Сиерру» заносит на гололеде, разворачивает и… Вы понимаете. То есть, как ни странно, бесспорные достоинства постоянного полного привода иной раз оборачивались угрозой для безопасности. Совсем не смешно.

Настолько серьезно, что кое-кто из автомобилестроителей стал комплектовать полноприводные исполнения 4-канальными ABS - в «штате». Вынужденная мера; ведь в 80-е антиблокировка еще оставалась дорогостоящей опцией. Так одно влекло за собой другое; прогресс.

Цифровая формула

От автоматической вискомуфты один шаг к многодисковому сцеплению с принудительным электронно-гидравлическим управлением. Такой шаг у Mitsubishi сделали в самом начале нового века: Lancer Evo VII получил «раздатку» ACD (Active Differential Control – активное регулирование дифференциала). Замысловатое устройство – взгляните на рис. По сути та же трансмиссия, что у боевого Lancer WRC, который неслабо выступал на ралли- маршрутах.

Вершина «формулы Фергюсона»: цифровая электроника контролирует межосевой дифер в реальном времени – через степень зажима многодисковой муфты. Так, полный зажим означает жесткую блокировку дифференциала: в высшей степени эффективно при разгоне на прямике. А при входе в вираж муфта распускается и дифер освобождается – так, что автомобиль сохраняет нормальную управляемость. Ну и все промежуточные режимы – причем электроника действует не «по отклонению» (с запаздыванием), а в опережающем порядке. Так сказать, с предвидением развития событий.

Электроника ACD воспринимает сигналы целого ряда датчиков на силовом агрегате и ходовой – и отдает молниеносные команды на гидравлику. А та уже прижимает многодисковую муфту – слегка или же от души. Работает система великолепно: трудно пожелать лучшего. Жаль только, крайне сложная техника – и дорогая (в том числе в обслуживании и ремонте).

Нельзя ли проще?

При всех модификациях «формулы Фергюсона» она оставалась сама собой: сложная конструкция. И поэтому недешевая; инженеры давно искали пути к упрощению трансмиссии 4WD – для недорогих легковушек. Что ж, к середине 80-х японские автомобилестроители наладили выпуск микролитражек (K-car-класс) в полноприводных исполнениях – с автоматическим подключением заднего моста. Все та же вискомуфта, но теперь не на межосевом дифференциале, а вместо него. Гораздо проще и дешевле в производстве: такая схема получила довольно широкое применение. Малая легковушка с вискомуфтой в приводе заднего моста бойко царапается по грязной грунтовой колее и в снежной «каше». Казалось – вот оно!

Не скажите… Отход от «формулы Фергюсона» означал утрату ряда достоинств постоянного полного привода. Вылезли минусы простенькой конструкции, которые не особенно вредили, пока вискомуфта оставалась на второй роли – при дифференциале (Quadra-Track). Во-первых, вискомуфта срабатывает с запаздыванием, - по построению. Передние ведущие колеса уже вовсю буксуют на скользкой поверхности, когда наконец подхватывается задний мост. Возможен снос передка – довольно неприятное явление. Во-вторых, вискомуфта ухудшает управляемость автомобиля в виражах. Ведь задние колеса идут в повороте в общем и целом по меньшему радиусу, чем передние. То есть, передние как бы забегают и, значит, вискомуфта настойчиво подкручивает задний мост. Совсем не кстати: например, легковушка вдруг проявляет избыточную поворачиваемость. Такое поведение может застать водителя врасплох; хорошо, что речь идет не о самых динамичных автомобилях.

Сказывается внутренний автоматизм вискомуфты – не лучшим образом. А если отказаться от внутреннего автоматизма и применить принудительное управление? Скажем, электронно-гидравлическое; надо думать, сработает не хуже. Так и вышло.

Две ветви

Как видите, в развитии трансмиссий 4WD где-то в 80-е нарисовалась развилка. Два генеральных направления: постоянный полный привод («формула Фергюсона») – и автоматическое подключение 2-го моста. Что касается первого, то здесь имел место неуклонный прогресс - с начала 60-х. А в конце 80-х достигнуто крупное продвижение, и по второму направлению: Nissan Motors вывела в свет высокодинамичный Skyline GT-R (R32) с автоматическим подключением переднего моста.

Впрочем, дело не в том, что переднего; главное в другом. Полноприводная трансмиссия ATTESA E-TS обходилась без центрального дифференциала, а распределением тяги по осям заведовала многодисковая муфта с электронно-гидравлическим управлением. Внутренний автоматизм вискомуфты уступил место принудительному «цифровому» регулированию: гораздо аккуратней и всегда в масть. Причем водитель есть выбирает режим работы системы: мягче, резче. Для сухого асфальта или скользкого покрытия – по условиям движения.

Так, в вираже GT-R идет на задних ведущих: возможности корректирования траектории тягой на ведущих колесах - трудно переоценить в скоростном маневрировании. А теперь ЦПУ «видит», что автомобиль приближается к выходу из поворота (характерные движения «баранкой» и прибавка «газа») – с предстоящим интенсивным разгоном. Значит, система начинает заблаговременно готовить трансмиссию: сильнее зажимает многодисковую муфту. Часть крутящего момента перебрасывается на переднюю ось: мощное ускорение…

Skyline GT-R добился замечательных успехов в автоспорте и стал культовым автомобилем среди «драйверов» всего мира. И теперь – через 2 десятка лет после появления первой полноприводной модели… Между прочим, по образу и подобию ATTESA E-TS выстроена баварская трансмиссия xDrive: тоже без центрального дифера – с подключением переднего моста через многодисковую муфту. Технически попроще, чем ниссановская система, но работает прилично. Нареканий нет.

Бюджетный вариант

Еще проще самая массовая в наши времена трансмиссия 4WD с автоматическим подключением заднего моста. Модификация типового переднего привода: к заднему мосту пробрасывается трансмиссионный вал - плюс многодисковая муфта и 2-я главная передача (с дифференциалом). Автоматическая муфта обычно системы Haldex; другие конструкции встречаются реже.

Так, особняком стОит хондовская SH-AWD: мало того, что межосевой дифер отсутствует, – так нет даже и заднего. Вместо него там еще пара электронноуправляемых многодисковых сцеплений. Причем SH-AWD все время перебрасывает крутящий момент с левого заднего колеса на правое – и наоборот. Активное управление «рысканьем» автомобиля; отзывы неплохие.

Замысловатая SH-AWD или бесхитростная Haldex, но коль скоро межосевой дифференциал в трансмиссии 4WD отсутствует, она в принципе не способна постоянно работать в режиме полного привода. Только эпизодические подключения 2-го моста – иначе страдает управляемость автомобиля. Вроде той же вискомуфты в приводе заднего моста, однако разница немалая. Во-первых, электроника действует без всяких запаздываний; наоборот – на опережение. ЦПУ своевременно подключит задние колеса, не допуская сколько-то сильной пробуксовки передних. Предотвращается вероятный снос передка при входе в вираж, машина надежней держит заданную траекторию.

Во-вторых, электроника не встревает без надобности. Скажем, в отличие от туповатой вискомуфты, фольксвагеновская 4Motion не станет настойчиво подкручивать задние колеса в крутом повороте; незачем. ЦПУ играет многодисковой муфтой как кот с мышом: прихватит, приотпустит – по обстановке. Подобно записи музыки в «цифре»: вроде как дискретно, «ступеньками», а качество приличное. Импульсный режим работы – пунктиром. Вопрос частоты срабатывания: вы и не уловите, как там щелкает.

Оргвыводы

И как же ориентироваться в разнообразии современных трансмиссий 4WD? Не надо отчаиваться, на деле вариантов не так уж много. Скорее видимость… Во-первых, немногие конструкции по «формуле Фергюсона». Постоянный полный привод: Audi quattro (но не A3!), 4Matic от Mercedes, MMC Lancer с «раздаткой» ACD, Symmetrical AWD у Subaru. Почти все; список невелик. И модели довольно дорогие…

Во-вторых, трансмиссии с автоматическим подключением 2-го моста: эпизодический полный привод. Здесь опять же два варианта: подключение переднего моста – или заднего. Не одно и то же… Нужно ли говорить, что первый вариант интереснее второго – во всяком случае для «драйвера». Хотя современные трансмиссии и с подключением заднего моста тоже неплохо работают (если не предъявлять к поведению легковушки завышенных требований).

Выбор на развилке трех дорог: налево пойдешь… Впрочем, опасность не подстерегает автомобилиста ни на одной из них. Трансмиссии 4WD наших дней – отточенные конструкции; результат полувековых инженерных поисков. Идеи Г.Фергюсона живут и работают – по российским условиям особенно.

Фото AMC, Audi, Honda, Mitsubishi, Nissan, Volkswagen.

---

¹
У Audi Quattro образца 1980 трансмиссия выстроена в сущности не по «формуле Фергюсона». Центральный дифференциал на месте, но блокировался он вручную.

© CarExpert.ru

29.03.2010