Те, кого вперед тянут лишь два колеса из четырех, будут хвалить себя до хрипоты. Те же, кто передвигается в пространстве на всех четырех сразу, будут спорить, какой из принципов полного привода лучше.
Человечество недолго почивало на лаврах после изобретения колеса. Осознав, что два колеса лучше, чем одно, оно придумало арбу. Затем, добавив еще одну ось, телегу, карету, и понеслось. Еще немного усилий - и появились механические повозки. Камнем преткновения стал вопрос: сколько колес должно крутиться от мотора?
Еще десять лет тому назад все внедорожники делились, по большому счету, на два подвида - постоянный полный привод или подключаемый мост. Отбор мощности от двигателя осуществлялся через раздаточную коробку. Вискостная муфта стала первым "пасынком" в семье "проходимцев". Появление электроники - читай систем ABS, ESP и пр. - вызвало к жизни еще ряд мутаций. Суть от этого не изменилась - полный привод по-прежнему может быть либо полным, либо подключаемым.
Постоянный полный привод необходим для уверенной езды зимой по заледенелым, мокрым или откровенно плохим дорогам. Если жизнь колес протекает гладко, как асфальт на автомагистрали, то достаточно и подключаемого полного привода. Более того, усложнение конструкции - а классический постоянный полный привод требует наличия межосевого дифференциала - неизбежно ведет к снижению надежности всей конструкции?? и ее удорожанию.
Некоторые внедорожники с подключаемым полным приводом не имеют дифференциала в раздаточной коробке. Поэтому при их эксплуатации надо учитывать, что полный привод можно включать только в условиях бездорожья, когда колеса имеют относительно малое сцепление с дорогой, а скорость движения невелика. В противном случае, даже на мокрой и скользкой дороге, особенно на высокой скорости, возникают циклические ударные нагрузки на трансмиссию. Ее детали - от колес до раздатки - плохо переносят такие нагрузки и довольно быстро "накрываются".
Внедорожники с постоянным приводом комплектуются межосевым дифференциалом, а для повышения проходимости его можно заблокировать. Но также осторожно - блокированный межосевой дифференциал делает поведение автомобиля в некоторых ситуациях почти что непредсказуемым.
Конструкторы современных внедорожников стремятся избавиться от всех минусов, характерных для каждой схемы полного привода. Как - это видно на примере трех ярких представителей класса off-road.
ЭЛИТНАЯ ОСОБЬ.
Компания Land Rover - один из старейших производителей внедорожников. Ничего другого там не делали и делать в обозримом будущем не собираются.
Исторически все Land Rover имеют постоянный полный привод, блокирующийся межосевой дифференциал и раздаточную коробку (демультипликатор с понижающим числом 3,32). Собственно, раздатка и распределяет крутящий момент двигателя между передней и задней осями автомобиля. Межосевой дифференциал - симметричный, с распределением усилия по осям в соотношении 50:50 - гарантирует уверенную работу при постоянном полном приводе даже на сухом асфальте. Но на зыбкой поверхности он может сослужить плохую службу - если его не блокировать, то проходимость автомобиля значительно снижается.
Раздаточная коробка (демультипликатор) - главная деталь в любом серьезном внедорожнике. "Автопилот" уже рассказывал о принципе ее работы (см. No. 12, 2000). Пониженная передача (передаточное число - самое высокое среди одноклассников) позволяет при одинаковых оборотах двигателя увеличить величину крутящего момента, передаваемого на оси автомобиля, более чем в 3 раза.
На более старых моделях блокировка осуществлялась вручную, селектором демультипликатора. Но прогресс не стоит на месте, и все новые Disco имеют свободные дифференциалы и электронную систему, выполняющую роль блокировок посредством притормаживания буксующих колес.
В этом есть смысл - до этого водитель должен был сам заранее позаботиться о гарантии своего передвижения и вовремя заблокировать дифференциал вручную. Теперь от него требуется только вовремя переключиться на пониженную передачу - все блокировки сработают автоматически в нужное время.
ЗАПОВЕДНАЯ ЗОНА.
В отличие от Land Rover, фирма Jeep специализировалась на производстве внедорожников с подключаемым передним мостом. Это означало отсутствие в раздатке дифференциала и, соответственно, невозможность управлять автомобилем в режиме полного привода на сухом асфальте. Явный плюс концепции в том, что подобным образом меньше расходуется топлива, да и детали трансмиссии изнашиваются меньше. На сложном внедорожье, однако, последовательно подключаются полный привод и пониженная передача.
Так продолжалось до тех пор, пока на Grand Cherokee не додумались до возможности установки в раздатку дисковой муфты вместо дифференциалов. Она весьма сложна по своей конструкции, но по принципу работы схожа со сцеплением. В результате сначала на самых дорогих моделях, а потом и практически на всех, куда устанавливалась раздатка Quadra-Trac, появилась возможность все время передвигаться в режиме полного привода.
При движении по нормальному покрытию "Гранд" едет как обычный заднеприводной автомобиль. Как только колеса начинают пробуксовывать, электронный блок подключает муфту, и часть усилия передается на передние колеса. Если же включить раздатку (режим 4L), то на муфту проходит еще один сигнал, и диски прочно сжимаются, поровну распределяя усилие между осями.
Не успокоившись на достигнутом, инженеры Jeep пошли дальше, и на современных автомобилях появилась система Quadra-Trac II. На место "сухой" муфты установлена гидромеханическая. Диски сцепления заключены в емкость, наполненную специальным маслом. Как только возникает разница в скорости вращения карданных валов, датчики выдают команду, и насос высокого давления гонит дополнительное масло в емкость с дисками. Соответственно, возрастает давление, и диски прижимаются друг к другу. Усилие от мотора перераспределяется на колеса, имеющие лучшее сцепление с поверхностью.
В момент перехода на пониженную передачу давление поднимается уже настолько, что это гарантирует равное распределение крутящего момента между передними и задними колесами.
ПРОГРЕССИВНАЯ МУТАЦИЯ.
В последнее время все чаще выпускают полноприводные машины, в которых раздаточная коробка вообще не предусмотрена. Из коробки передач просто выходят два вала, которые передают крутящий момент двигателя вперед и назад. А скорости вращения переднего и заднего валов выравнивает вискомуфта. Именно она частично блокирует межосевой дифференциал, перераспределяя крутящий момент в пользу оси, вращающейся с меньшей скоростью. В результате повышаются сцепление с дорогой и проходимость.
Но классическая вискомуфта уже одной ногой стоит в могиле. На смену ей все чаще приходит электроника, которая контролирует гидромеханические муфты или, что еще более прогрессивно, работает в связке с системами ABS и ESP. Самый яркий представитель этого "молодого племени" - BMW X5. В классическом понимании - это уже не внедорожник, но размеры и внедорожные качества ставят его на голову выше многих прочих "универсалов повышенной проходимости".
Крутящий момент передается в BMW от КПП к колесам (подвеска при этом независимая) через свободные дифференциалы. Соотношение усилия перед:зад составляет 38:62, что позволяет уверенно чувствовать себя не только на плохой дороге, но и в рыхлом снегу. Главное тут - не сесть на брюхо.
Частичная блокировка дифференциалов заменена на BMW X5 системой ADB-X (Automatic Differential Brake). Ее "глаза" - датчики ABS и системы динамической стабилизации движения. В тот момент, когда одно или несколько колес начинают пробуксовывать, они автоматически притормаживаются, а свободная мощность двигателя достается тем колесам, у которых лучше сцепление с поверхностью. Перераспределение усилия возможно не только между передними и задними колесами, но и между левой и правой стороной автомобиля. В этом не только несомненный плюс системы ADB-X, но и ее слабость. В момент вывешивания одного или нескольких колес просто-напросто срабатывает система стабилизации движения, которая получила сообщение о том, что одно-два колеса вращаются слишком быстро. Система начинает "душить" мотор именно тогда, когда ему надо бы раскручиваться на максимальных оборотах, чтобы толкнуть вперед довольно тяжелый автомобиль. А оставшейся мощности двум-трем колесам, увы, недостаточно.
Так что для серьезного джипования чересчур модные внедорожники не очень годятся. Иногда даже самая сложная электроника не в состоянии заменить пресловутый человеческий фактор. Хотя, кто знает, как причудливо изогнется ветвь эволюции в ближайшие годы.
© Автопилот
Февраль 2002
