Легковые автомобили с полным приводом

Современные машины обладают большим запасом остаточной мощности, и при резком нажатии на педаль акселератора на старте сил сцепления одной из пар колес с дорогой, зачастую, не хватает. Проскальзывают или буксуют ведущие колеса, при этом избыток тяги уйдет вместе со сгоревшей «резиной». А, распределяя тяговое усилие не на два, а сразу на четыре колеса и при этом использую весь вес автомобиля в качестве сцепного, вы можете уменьшить вероятность пробуксовки почти в два раза и гарантируете при этом серьезное стартовое ускорение. Помимо этого полный привод обеспечивает лучшую курсовую устойчивость и управляемость машины в движении, особенно когда дорога скользкая, позволяет водителю быстрее и увереннее проходить повороты. При этом трансмиссия 4х4 нуждается во введении в конструкцию некоторых узлов, что делает машину более шумной, тяжелой и вибронагруженной. Усложнение конструкции умножит производственные издержки, что естественно отражается на стоимости полноприводной машины. В свою очередь, потребуют больших затрат ремонт и обслуживание такого автомобиля в эксплуатации. Также при прочих одинаковых условиях машина 4х4 потребляет больше горючего, в отличие от их аналогов с приводом одной оси,- сказываются механические потери в некоторых агрегатах трансмиссии и увеличение общего веса машины. Проблемы довольно серьезные, до начала восьмидесятых годов использование схемы со всеми ведущими колесами не на внедорожниках (где иначе просто никак нельзя), а на обычных легковых автомобилях считалось событием из ряда технических новшеств.

Однако в 1980 году появилась машина Audi–Quattro. Данный факт имел как минимум пару следствий. Audi, которая пребывала до этого на правах «падчерицы» у фирмы «Volkswagen», превратившись в гордость немецкого концерна и марку мирового уровня. Мировая же машинная промышленность неожиданно получила мощный толчок для последующего развития. Все дело даже не в том, что форсированная версия авто Audi–Quattro стала родоначальницей следующего поколения суперскоростных машин для раллийных гонок. Появление модификации для шоссе Quattro, благосклонно принятой простыми покупателями, потребовало «свежих» шагов от других производителей машин, и модельные ряды пусть даже семейных автомобилей из разряда «ширпотреба» начали стремительно пополняться версиями 4х4. Примечательно то, что все они рано или поздно находили своих покупателей. Subaru фирменной «фишкой» сделала полный привод, и со временем все автомобили, которые выпускались этой японской компанией, стали полноприводными.

Но в чем заключался весь секрет полноприводной Audi?

Немецкие инженеры разработали компактную и легкую конструкцию, в которой на основе переднеприводной сборки отбор крутящего момента к ведущим задним колесам осуществлялся прямо от межосевого дифференциала встроенного в коробку передач. Однако этому дифференциалу нужна была блокировка, но внедрение самоблокирующихся дифференциалов и вискомуфт (на подобии конструкции Торсена, которая использовала способность винтовых шестерен к торможению самими) сняло данную проблему. Легковые авто с полным приводом освободились как от рычагов механической блокировки, которые были установлены дополнительно, а это отнюдь не украшало салоны, было много рывков, которые сопровождали блокировку дифференциала, в случае если она осуществлялась посредством механики. Вискомуфты, к тому же, не только освободили машины от лишних рывков и рычагов, но и позволили плавно распределять крутящий момент, между осями исходя из конкретной обстановки, в которой оказывается любое из колес машины в каждый из моментов времени. Хочется сказать, что и вискомуфты не оказались без своих нюансов. С появлением вискомуфты ABS начали «конфликтовать» с данными системами, постоянно вмешиваясь в их работу и корректируя ее только в плохую сторону. ABS первым начал внедрять специалисты компании Mercedes–Benz, им первом и пришлось ломать голову над проблемой, как «успокоить» вискомуфту. Хорошо, что к этому времени уже создали межосевой дифференциал Фергюсона, в котором предусматривалась автоматическая блокировка, управляемая электроникой. Внутри такого дифференциала было расположено многодисковое сцепление, которое включалось, когда разность скоростей вращения колес достигала некоторого значения. От микропроцессора поступала команда на блокировку,  в своей работе, он использовал сигналы от разных датчиков скорости вращения колес - тех же, что использовались в системе ABS. Дифференциал, который блокировался автоматически, позволил облегчить трогание машины с места для начала, на скользких дорогах улучшалась на высокой скорости управляемость, а при движении в поворотах ABS никак не влиял на эффективность движения, так как отличался всякий раз после нажатия водителем на педаль тормоза.

 «Audi» пошла своим оригинальным путем, и в четвертой версии Quattro использовался уже полный привод независимым подтормаживанием буксующего колеса и с установленным межосевым дифференциалом Торсена. Однако на Audi–TT, так как и на других машинах концерна «Volkswagen», которые оснащались системой полного привода типа 4–Motion, появилась Халдекс муфта. В ее основе лежало многодисковое сцепление, которое управлялось электроникой. Сейчас в пользу Халдекс муфты от вискомуфты отказывается и «Volvo». Фирма BMW с 2000 года, начала применять формулу 4х4 на некоторых модификациях своих машин, сделала ставку на системы с полным приводом xDrive, которые не имели никаких блокировок. Полным приводом BMW управляет электроника, точнее - системы ADB–X, DSC, ASC+T и ABS. Надо отметить то, что три системы используются только на заднеприводных версиях BMW, другими словами являются стандартными. В общем, потребовалось только расширить программное обеспечение данных систем так, чтобы провести соответствие полному приводу.

Роль первой скрипки в системном «квартете» играют Dynamic Stability Control (DSC) и Automatic Differential Brake (ADB–X) — исходя из второго технического термина, в системе 4х4 BMW дифференциал все же есть, однако мы говорим только об его имитации при помощи тормозов. От DSC исходят все команды, которые идут идущие тормозам, ADB–X без труда распознает, когда колесо начинает проскальзывать, и сразу же притормаживает его, тем самым, обеспечивая тот же эффект, что и блокирование дифференциала. Автовладелец узнает, что система достигла критического режима в своей работе (другими словами, что колеса теряют сцепление с трассой) и ADB–X начинает вступать в действие, при помощи мигающего индикатора, находящегося на приборной панели. Доверив функции управления полным приводом электронному блоку управления, компании BMW удалось добиться не только упрощения схемы и уменьшения веса трансмиссии, но и оптимизировать работу всей тормозной системы авто, в которой каждое колесо получает дозированное тормозное усилие и не вмешивается в процесс торможения других колес. Наподобие этого происходило в полном приводе с обычной блокировкой. Конструкторы компании Mercedes не стали идти по изобретенной дорожке и создали свою трансмиссию с полным приводом, подключаемым автоматически, название ей было – 4 MATIC. Принцип работы такой системы заключается в следующем: ведущими являлись задние колеса только на сухом покрытии, а когда происходит пробуксовка, через гидравлический привод центральный компьютер включает многодисковое сцепление и перераспределяет крутящий момент на передние оси колес. Материал, изготовления фрикционных накладных дисков, не боится пробуксовки, а наоборот, только лишь благодаря пробуксовке может корректно работать. Электроника через гидропривод изменяет степень прижимания друг к другу дисков, по чуть-чуть перебрасывая крутящий момент прямо на ось, при этом колеса оси обладают лучшим сцеплением с трассой. Подобный механизм называют гидромеханической муфтой. Система 4 MATIC на практике работала не хуже, однако и не лучше полноприводных трансмиссий устанавливаемых у конкурентов, а ее сложная конструкция и дороговизна была скорее минусом, чем плюсом.

В конце рассказа о легковых авто с полным приводом, хочется сказать, что  совершенствовании систем полного привода легковых машин предназначено не для увеличения проходимости машины, а для обеспечения его высших скоростных возможностей.