Системы полного привода

 

Системы полного привода существенно отличаются друг от друга, и про это частенько забывают дате те, ному это знание жизненно необходимо, например менеджеры в автосалонах. А наной привод у Jeep Wrangler? Полный? А у Nissan Qashqafi? Тоже полный? Ну хорошо, а у Subaru Legacy Outback? А чего это там понаписано на задних дверях? Symmetrical AWD, просто AWD, 4X4, 4WD - да что за чертовщина такая?

Собственно, знания лишними не бывают, ну а четкое представление о том, какая именно система стоит на вашем внедорожнике или кроссовере, мало того, что может существенно помочь в различных жизненных ситуациях, но и вполне способно продлить жизнь вашему «железному коню» или же не дать его быстро и качественно угробить.

Помните 90-е? В те далекие времена полноприводные импортные машины были в диковинку, никто даже не задумывался о нюансах эксплуатации оных, ну и те отвечали хозяевам полной взаимностью

- выходом из строя в течение весьма короткого срока. Сейчас, на волне повальной моды на автомобили повышенной проходимости, ситуация слегка изменилась в лучшую сторону

- автопроизводители, понимая, что потребителю в массе своей до лампочки, как все это работает, ставят где только возможно «защиту от дурака» - например, отключение блокировок при достижении определенной скорости, но не всегда это получается сделать чисто физически. Взять хоть старейшую систему AWD под названием Part Time, она вообще не предусматривает возможности движения по асфальту на двух ведущих мостах, причем это опасно не только для самой машины, но и для пассажиров, поскольку в режиме полного привода при отсутствии центрального дифференциала автомобиль будет ехать весьма странно, особенно в поворотах - можно вписаться куда-нибудь не туда.

Маркетологи тоже внесли свою лепту в данную путаницу, зачастую называя черное белым и наоборот, не замечены в этом, пожалуй, лишь пионеры - компания Jeep. Когда-то на официальном сайте были очень понятные схемы по работе различных систем, применяемых компанией, но ныне, после покупки фирмы концерном FCA, они исчезли. Видимо, вездесущий глобальный маркетинг пробрался теперь и туда.

Итак, основных механических систем только три, естественно, внутри каждой принципиальной схемы существуют различные вариации, но суть от этого не меняется. Недавно появились гибридные модели вроде Lexus 450h и кроссоверы на электротяге, у которых практически отсутствует связь бензинового ДВС с колесами, там, разумеется, все несколько по-другому. Сегодня мы рассмотрим все варианты.

Итак, система, которая впервые была использована на легковом автомобиле повышенной проходимости, по международной классификации зовется Part Time. Она использовалась на Bantam'е, позже на знаменитом Willys.

Военная техника обязана быть простой, живучей, ремонтопригодной, и ездить ей придется не по автобанам, так что конструкция определяется предназначением. Название сразу говорит о многом, а именно о том, что кататься в режиме 4WD предстоит не всегда. При повороте все четыре колеса автомобиля проходят разный путь, а это значит, что, если мы хотим передавать момент на каждое из них, нам нужно уже три дифференциала -два межколесных и один межосевой, так как тяга между осями в повороте гуляет, поэтому колеса будут проскальзывать относительно дорожного покрытия, коли центральный дифференциал убрать. Но для внедорожника, тем более военного, которому редко предстоит наслаждаться трассами приемлемого качества, центральный дифференциал -зло, а не благо. В грязи или снегу нюансы распределения крутящего момента между осями значения не имеют, зато два моста тянут независимо друг от друга. А если предусмотрена возможность блокировки переднего и заднего дифференциалов - каждому колесу достанется примерно по 25% крутящего момента, плюс понижающая передача (обычно на автомобилях с Part Time демультипликатор есть), -и выехать можно практически из любого плена, если, конечно, присутствует голова на плечах. Подобные системы стоят на действительно серьезных внедорожниках и пикапах: Jeep Wrangler, наш УАЗ, когда-то Part Time предлагалась как опция на Land Rover Defender, армейский 461 Gelendwagen обычно комплектовался тоже ей, ну а на пикапах эта схема AWD применяется в основном из-за дешевизны. Немного путают людей и автопроизводители, придумывая каждый раз новое название привычной конструкции. Part Time меньше всего подойдет для гламурных ездоков, которые думают, что коли у них под днищем просвет больше 200 мм, а на задней двери написано AWD или 4WD, то можно смело лезть в любую грязь. Эта схема предусматривает осмысленность действий человека за рулем: ага, впереди грязь? Включу полный привод. Дорогу совсем развезло? Задействуем блокировки и понижающую передачу. При выезде обратно на асфальт ни блокировки (возможно), ни полный привод сами не выключатся, и об этом тоже стоит помнить. В общем, Part Time подразумевает жесткое подключение переднего моста, а значит, использовать полный привод можно лишь вне дорог и на скользких покрытиях.

Наиболее лояльная к водителю конструкция AWD из всех, что сейчас предлагаются на автомобильном рынке, называется Part Time on Demand, и она откусила от рынка огромную часть пирога: начиная от внедорожников с довольно серьезными характеристиками проходимости, полностью захватила сегмент паркетников или кроссоверов, прописалась на большинстве суперкаров и отлично чувствует себя в легковом сегменте. Как всегда, каждый автопроизводитель придумывает «подключению по требованию» свое название. У Jeep это называется Selec Тгас, у Volkswagen - 4 Motion, у Nissan - All Mode 4X4 и так далее. Перечислять автомобили, на которых стоит Part Time on Demand, не хватит места, остановлюсь лишь на некоторых примерах. Система применяется на Chevrolet Tahoe, Jeep Grand Cherokee с раздаткой Selec Тгас, на Honda CRV, на Kia Sportage, Jeep Compass, Mitsubishi Outlander, Nissan X-Trail, Qashqai - в общем, на любом кроссовере, если последний, естественно, не моноприводный.

С суперкарами также порядок. Эту схему AWD используют почти на всех Porsche, Nissan GTR тоже эксплуатирует «on Demand», как и Honda на своем топовом седане Legend, и пусть формально Honda не входит в число премиальных брендов, проект по развитию управлением «вектором тяги», как серьезным дополнением к стандартному «подключению по требованию», начала имен но эта японская компания, там сие зовется SH-AWD. Концерн Porsche в плане инноваций никогда не являлся аутсайдером, так что похожая схема появилась на суперкарах компании очень быстро. PTV Plus ставится опционально или штатно и представляет собой блок дополнительного управления тягой задней оси, когда на каждую полуось стоит пакет фрикционов, который замыкается или размыкается в зависимости от условий движения, естественно, все координируется электроникой. Должен заметить, что, хоть фирма Porsche и не была пионером в этом деле, их конструкция работает лучше всех. Получается этакая дополнительная система стабилизации, которая на сей раз манипулирует не тормозными механизмами, а добавлением момента на нужное колесо, помогая ехать и поворачивать еще быстрее. Потом подключилась компания BMW, куда без нее, усовершенствовав свой X-Drive (который, естественно, также является Part Time on Demand, что бы ни вещали маркетологи BMW), сначала на Х6, потом на Х5 и так далее. Рассказать все о нюансах и дополнениях, которыми оброс Part Time on Demand за последние 10-15 лет, сложно, это тема отдельной статьи.

На автомобилях повышенной проходимости также присутствует ряд тонких моментов, часто весьма значимых, о которых необходимо помнить. Сейчас на большинстве моделей эту схему довели до ума, но еще недавно на некоторых паркетниках она доставляла больше головной боли, нежели увеличивала шансы на бездорожье. Фрикционная муфта, находящаяся между осями, управлялась полностью гидравликой и работала с запаздыванием, и на бездорожье это выглядело так: кроссовер заезжает в грязь, передняя ось начинает проскальзывать, колеса постепенно закапываются, а когда они уже достаточно закопались, фрикционная муфта наконец замыкается, задняя, пока свободная ось загоняет машину еще дальше, и та садится на брюхо. Ныне, по счастью, такого безобразия уже нет, фрикционные муфты моментально срабатывают по сигналу с ЭБУ, а мировой лидер по производству данного узла шведская компания Haldex Traction выпустила уже продукт пятого поколения, в котором учтены все замечания.

Итак, немного остановимся на самой принципиальной конструкции: Part Time on Demand - схема в идеальных условиях моноприводная - когда машина едет по ровному сухому асфальту, ведущей является одна ось: для тяжелых внедорожников вроде Tahoe или Grand Cherokee задняя, для компактных кроссоверов - передняя. Бывает, что есть возможность вообще отключить режим полного привода для экономии топлива, например на Mitsubishi Outlander (но потом его, конечно, нужно будет не забыть включить обратно, когда ситуация станет не столь благоприятной). В автоматическом режиме AWD межосевая муфта будет в полной готовности подключать дополнительную ось при проскальзывании ведущих колес. У некоторых кроссоверов, вроде Jeep Compass, муфту можно вообще заблокировать перед особо опасным участком бездорожья, и тогда на каждую ось крутящий момент будет передаваться постоянно. Тяжелые, мощные внедорожники подготовлены, разумеется, лучше - кроме блокировки муфты у них есть демультипликатор, а саму муфту перегреть достаточно сложно, полный привод работает, даже когда из-под капота валит белый дым и воняет палеными фрикционами. Но на компактных кроссоверах долгий штурм бездорожья закончится быстро и плохо, можете даже не сомневаться: AWD там не приспособлен для трофи-рейдов, и сие нужно отчетливо понимать. Вообще, покупая автомобиль с Part Time on Demand, стоит оный предварительно опробовать, благо сейчас автопроизводители предоставляют покупателю такую возможность. Особенно это актуально, когда для вас важна внедорожная составляющая. У некоторых компаний электронные помощники работают великолепно, у некоторых - хуже, а у некоторых не работают вообще, хоть и заявлены в спецификации. Пристальное внимание стоит обратить на имитацию межколесных блокировок, чтобы потом не застрять посреди мелкой лужицы на грунтовой дороге.

Ну и самая честная схема полного привода, которая только существует в природе, называется Full Time - «Всё время». Исчерпывающе. Самая дорогая, как в использовании, так и в ремонте. Кроме того, данная конструкция вызывает неудовольствие строгих экологов, поскольку постоянный полный привод, при прочих равных, заставляет машину потреблять больше топлива -больше механических потерь, но контроль над авто тут переходит на иной уровень. Как всегда, каждый производитель автомобилей называет это по-своему: Mitsubishi - Super Select, Jeep - Quadra Drive, Audi - Quattro и т.д. и т.п. Уже понятно, что бюджетная техника редко может похвастаться схемой Full Time, но есть и некоторые исключения, например отечественная «Нива» или Subaru Impreza с МКПП. Три дифференциала предполагают выдающуюся управляемость и одновременно налагают на автопроизводителя ряд дополнительных обязательств по усовершенствованию конструкции, так как свободные дифференциалы не устраивают никого, ни «спортсменов», ни «джиперов». Необходима частичная, а то и полная блокировка планетарных передач в различных режимах, что приводит к увеличению сложности схемы. Например, всем известная конструкция от Audi называется Quattro, и ее отличительной особенностью всегда являлся межосевой дифференциал повышенного трения Torsen. Но это вовсе не значит, что на Q7 и А8 Quattro полностью идентична, - для внедорожника важно одно, для представительского седана другое.

В общем, система не дешевая и ставится в основном на топовые внедорожники и дорогие спортивные машины, созданные для преданных поклонников ювелирного вождения. Итак, Full Time стоит на Toyota Land Cruiser, на MB Gelendwagen 463, ML, GL и ряде легковых моделей (хотя Mercedes-Benz последнее время явно стал посматривать в сторону Part Time on Demand) и на многих других. Subaru не была бы Subaru, если бы не использовала Full Time на большинстве своих автомобилей, в том числе и на легендах, вроде Impreza WRX STI. Естественно, не все так просто: если обычный Symmetrical делит момент безо всяких изысков, то у STI предусмотрены изменяемые блокировки дифференциалов, в том числе и центрального. На более крупных моделях, вроде Legacy и Outback, применяют несимметричную схему, когда центральный дифференциал делит крутящий момент не 50/50, а 35/65 или 45/55, в зависимости от года выпуска, дабы придать автомобилю «легкие заднеприводные повадки», как заявлено в пресс-релизе. Mercedes-Benz тоже не остается в стороне, классические модели, оснащенные 4 Matic, также используют несимметричный центральный дифференциал с преимуществом задней оси. И Alfa Romeo в свое время была приверженцем Full Time, одна из последних модификаций 159-й «Альфы» с V6 оснащалась постоянным полным приводом. В премиуме свои законы, и, если человека заводит ювелирное вождение, ему именно сюда.

С внедорожниками свои сложности и нюансы. С Full Time можно, ни о чем не задумываясь, кататься по любым видам покрытий, однако на бездорожье ситуация осложняется. Свободные дифференциалы в грязи не помощники, поэтому их приходится полностью или частично блокировать. Как правило, межосевой планетарный редуктор на джипах блокируется всегда, независимо от модификации, ну а дальше у вас есть возможность подобрать комплектацию под себя, прикинув, где предстоит ездить. Можно взять задний мост с дифференциалом повышенного трения (Land Cruiser) или опционально поставить полную блокировку назад и вперед. Даже если автопроизводитель не предоставляет таких бонусов, их предлагают тюнинговые компании вроде ARB, у которых в наличии всегда имеются блокировочные «киты» на самые популярные модели.

Перед тем как перейти к технике на электротяге, стоит немного суммировать вышеизложенную информацию и раскрыть некоторые маркетинговые тайны, дабы облегчить выбор и оградить покупателя от обмана.

1. Много говорят о сложностях управления полноприводными автомобилями в пограничных ситуациях. Дело в том, что в зависимости от применяемой схемы AWD каждый полноприводный автомобиль едет по-своему. Более того, даже в пределах одной принципиальной конструкции могут быть существенные отличия, так что осваивать азы экстремального вождения нужно именно на своей машине.

2. Маркетинговые названия, применяемые в рамках брендов, не значат вообще ничего - сегодня это Full Time, завтра Part Time on Demand или наоборот. Вчера Mercedes-Benz устанавливал между осями дифференциал, потом заменил его фрикционной муфтой, но название оставил прежним. Пара примеров. У Volkswagen фирменная система AWD называется 4 Motion и подразумевает Part Time on Demand, однако топовая модель Phaeton с надписью 4 Motion на крышке багажника может похвастаться Full Time от А8, которую VW Group, дабы не городить огород, позаимствовала у своего же премиального представительского седана, выпускаемого под маркой Audi. Как сказал бы Остап Бендер: «Вам продали гораздо лучший мех, это шанхайские барсы», - и был бы прав. Но обычно ситуация прямо противоположная. Например, Audi Q3 использует узлы и агрегаты донора Volkswagen Golf, в том числе и 4 Motion, хотя на решетке радиатора и написано Quattro. Я к тому, что в каждом конкретном случае нужно разбираться отдельно.

Ну и напоследок остановимся немного на электроприводе. Забавно, что характеристики электродвигателя в некоторых режимах больше подходят любой самодвижущейся технике, нежели ДВС. Но есть и ряд вполне понятных сложностей - вес и стоимость конечного продукта. Не стоит забывать и о расходе топлива, который, как ни крути, получится выше, если электроэнергию будет вырабатывать ДВС, ведь КПД никто не отменял. Свой КПД есть у ДВС, у генератора, у аккумулятора и у электродвигателя, так что, если есть желание мириться с потерями минимум в 10% по сравнению с обычной техникой, вопросов нет.

С современными полноприводными гибридными кроссоверами и седанами, а также с автомобилями, работающими по схеме Plug-in-Hybrid, наблюдаются некоторый разброд и шатания - каждый автопроизводитель реализует AWD по-своему.

Чемпион по сложности как конструкции, так и алгоритмов управления всегда один - это компания Lexus, ни одного решения в простоте. Система AWD от Lexus называется 4 Four, и подогнать ее под какую-то механическую схему, рассмотренную ранее, не выйдет. Гибридная силовая установка функционирует, как искусственный разум, в зависимости от положения педали газа. ДВС то включается, то выключается, постоянно контролируется заряд батарей, и в действие вступают, отталкиваясь от ситуации, передний электромотор, ДВС + передний электромотор или вообще ДВС + передний + задний электромотор (при интенсивном разгоне). Переключение передних колес с электротяги на ДВС или на электротягу + ДВС осуществляется затормаживанием определенного элемента планетарной передачи. Водило неподвижно - тянет электромотор, надо завести ДВС - кратковременно блокируется солнечная шестерня и т.д. В обычном режиме задний электромотор не работает - кроссовер моноприводный, зато при торможении он функционирует как генератор, подзаряжая аккумулятор. Но когда надо, что ж. Утопив педаль акселератора в пол, вы добьетесь подключения и задней оси. На шоссе сие добавит динамики разгона, на грунтовке поможет преодолеть небольшую ямку или бугорок, но когда от машины потребуется немножко «порыть землю», побуксовать, пробить колею в снежной целине - на заднюю ось можно не рассчитывать, идите за трактором. Экология - прежде всего, а ваши личные проблемы - побоку. Да и вообще, нужно читать инструкцию, в которой черным по белому написано: «Lexus 450Н не предназначен для эксплуатации на бездорожье».

Ни иногда простота даже хуже, нежели сложность, - в Touareg Hybrid AWD оставили прежним. В зависимости от ситуации ДВС или электромотор подключается к трансмиссии фрикционами, а так как мы любим экологию, движение сей массивный внедорожник всегда начинает от мощнейшего 28-сильного электродвигателя, что на асфальте, что вне оного.

В пробке излишняя медлительность вызывает негодование соседей по потоку, в грязи или снегу внедорожник успевает закопаться, прежде чем заработает битурбомотор. В общем, не оставляет стойкое ощущение, что эта модель создана не для людей, а для самоуспокоения маркетологов. Сейчас в Россию она уже не поставляется.

Ну и закончим мы одним из автомобилей, работающим по схеме Plug-in Hybrid, это Mitsubishi Outlander PHEV. Инженеры ММС все силы отдали на разработку алгоритмов работы гибридной силовой установки, так что у машины теперь практически полностью отсутствует связь ДВС и колес. В особо сложных условиях бензиновый мотор все-таки способен помочь, но 97% времени работают исключительно электромоторы передней и задней оси. PHEV получил AWD от Lancer EVO, S-AWC, по сути, это Part Time on Demand с соответствующими блокировками, но так как колеса крутят электромоторы, кардана нет - вместо него провода, что, надо заметить, очень удобно и экономит место.

В общем, в данной области каждый из производителей применяет свои решения. В России с низким уровнем жизни, плохими дорогами и отсутствием разветвленной сети электрозаправок вряд ли электрокары, да еще и с полным приводом, станут в обозримом будущем популярны, так что свой взор лучше таки обратить на привычные механические конструкции.

Использован метериал В. Кузьменко и журнала Автокомпоненты