Чем отличается кватро от полного привода
Перейти к содержимому

Чем отличается кватро от полного привода

  • автор:

Философии полного привода: Quattro, 4Matic, xDrive и азиаты – в чем отличия

Если в эту секунду кто-то на земном шаре не спорит об эффективности конструкций полного привода, значит время остановилось. Или вымерли все автомобилисты. Потому что всегда были и всегда будут непримиримые фанаты Audi Quattro, BMW xDrive, а также полноприводных Subaru и Mitsubishi… Самое смешное, что зачастую спорщики вообще не в курсе «матчасти». Они твердо знают, что Evo круче STI (или наоборот), но вот почему – это уже сложнее. Мы собрали подробности о конструкции всех основных легковых систем 4х4.

Зачем это нужно?

Не так давно наш эксперт Борис Игнашин написал довольно подробный материал о том, зачем в принципе нужен легковой полный привод. Здесь мы сосредоточимся на технических и философских отличиях знаменитых систем 4х4, однако вкратце все-таки поясним, в чем смысл сего безобразия.

Самое очевидное «легковое» преимущество полноприводной трансмиссии — лучшая разгонная динамика: понятно, что машина быстрее разгоняется, если крутящий момент передается на все колеса, а не только на одну пару. Особенно это ощутимо на скользком покрытии и при избытке мощности: у некоторых спорткаров, имеющих модификации с разным типом привода, даже паспортное время ускорения до 100 км/ч меньше для версий «4Х4». Но все же у каждого колеса есть некий предел сцепления, и если при прямолинейном движении он ограничивает только величину реализуемого момента, то в повороте все несколько сложнее.

subaru_impreza_wrx_sti_wr1_3.jpeg

Тут нагрузка на ведущее колесо складывается из продольной силы, то есть вектора тяги, и поперечной, которая стремится сдвинуть машину наружу от центра дуги, — когда сумма этих сил превышает указанный предел, начинается скольжение. То есть, колесо, нагруженное моментом, хуже сопротивляется боковой нагрузке — именно поэтому в общем случае заднеприводные автомобили обладают избыточной поворачиваемостью (склонностью к заносу задней оси), а переднеприводные — недостаточной (снос передних колес). На практике встречаются исключения из этого правила, обусловленные различным распределением массы по осям и прочими факторами, но проблема имеет место быть, равно как и решение — полный привод.

Впрочем, здесь тоже все не так однозначно, причем в прямом смысле слова. Если моноприводная машина для мало-мальски квалифицированного и опытного водителя не является загадкой, то, заходя в быстрый поворот на полном приводе, нужно быть готовым как с сносу, так и к заносу, не говоря уж о скольжении всех четырех колес, причем одна фаза может моментально смениться другой.

Такое своенравие проявилось на одном из первых серийных полноприводных автомобилей Jensen FF, увидевшем свет еще в 60-х годах прошлого века. Автомобильные журналисты восторгались феноменальной устойчивостью британского спорткара (к слову, мощность его двигателя превышала 300 л.с.) на мокрой дороге, но отмечали, что по достижении предела он срывается резко и непредсказуемо, и «отловить» его очень непросто. С тех пор вот уже полвека конструкторы бьются над созданием полного привода без страха и упрека не для бездорожья, и определенные успехи, конечно же, есть.

Quattro и немцы

Первой по-настоящему удачной «легковой» системой полного привода считается знаменитая quattro от Audi (мы писали о ее истории очень подробно), сначала апробированная в ралли (и именно благодаря этому так «раскрученная»), а с 1981 года используемая и на «товарных» автомобилях. Между тем, поначалу в чем-то эта трансмиссия была даже более примитивной, чем у того же «Дженсена» пятнадцатилетней давности.

Англичане уже тогда использовали самоблокирующийся межосевой дифференциал оригинальной конструкции, причем несимметричный. У Audi же тяга распределялась между осями в пропорции 50:50, а роль «центра» играл обычный планетарный дифференциал, принудительно блокируемый водителем, примерно как у нашей «Нивы».

Заслуга немцев была в другом: они очень грамотно скомпоновали свою трансмиссию, идеально приспособив ее для традиционной «аудюшной» схемы — изначально передний привод и продольное расположение силового агрегата. Что же до передовых решений, то их долго ждать не пришлось: через несколько лет распределением тяги уже заведовал вышеупомянутый механический «самоблок» Torsen, мгновенно и плавно реагирующий на изменение условий движения.

Однако повадки полноприводников Audi все еще тяготели к переднеприводности: чтобы побороть недостаточную поворачиваемость, машину нужно было по-раллийному «ломать» на входе в поворот решительными действиями рулем или педалью акселератора. Разумеется, речь идет об экстремальном вождении, в штатных режимах автомобили отлично держали дорогу и охотно вписывались в повороты, но все же.

И в 2007 году Torsen стал асимметричным: «по умолчанию» он раздавал крутящий момент в соотношении 40:60 в пользу задних колес, а при необходимости они могли получать вплоть до 80 процентов тяги. В это же время и развесовка новых моделей была пересмотрена: если раньше конструкторы стремились максимально загрузить передние ведущие колеса, то теперь в угоду управляемости акцент делался на задние.

В результате система quattro, несомненно, выиграла, но, например, модель А4, лишенная ее «в базе», стала «недоприводной»: резкий старт на ее начальной переднеприводной версии весьма проблематичен из-за недостаточной загрузки передка. Справедливости ради нужно заметить, что «младшая» Audi A3 избежала подобной участи, поскольку она базируется на платформе Volkswagen Golf с поперечным расположением двигателя, и философия quattro тут совсем другая, основанная на постоянном переднем приводе и автоматически подключаемом заднем с фрикционной муфтой Haldex.

2autowp.ru_audi_a4_2.0_tdi_quattro_sedan_1.jpeg

На фото: Audi Quattro

Подобные муфты, управляемые электроникой, только в приводе передних колес, использует сегодня BMW в своей трансмиссии xDrive. Правда, баварцы пришли к этому не сразу: с 1985-го до конца 90-х они использовали блокировки межосевого и заднего межколесного дифференциалов с помощью вискомуфт, затем им на смену пришли электрогидравлические муфты, а на рубеже веков проводились сравнительно недолгие эксперименты со свободными дифференциалами и электронной эмуляцией блокировок (тормозные механизмы «прихватывают» буксующие колеса, перераспределяя тягу на остальные).

Сегодня она сохранена на межколесном уровне, а межосевая муфта работает в тесном содружестве с электронными системами безопасности, отслеживающими массу различных параметров и дающими сигнал к степени сжатия фрикционных дисков. Этим xDrive принципиально отличается от quattro, где блокировка механическая, но, в отличие от Audi, полноприводные BMW при необходимости могут превращаться в чисто заднеприводные, что иногда очень даже неплохо.

А что же третий участник большой немецкой тройки? Вот уже более пятнадцати лет Mercedes остается верным концепции 4Matic, впервые воплощенной в 1997 году в трансмиссии кроссовера М-класса: свободные дифференциалы (межосевой — с небольшим «заднеприводным» акцентом) и никаких блокировок, только их имитация с помощью тормозов. Но имитация весьма убедительная: если хотя бы одно колесо сохраняет надежный контакт с покрытием, машина способна двигаться, а на скользкой дороге умная электроника ловко жонглирует тягой, избегая как недостаточной, так и избыточной поворачиваемости.

Между тем, начинался «Фирматик» в 1986 году с весьма мудреной по тем временам схемы: у полноприводного седана Е-класса было целых три гидромуфты, автоматически подключавших привод на передние колеса, а затем блокировавших межосевой и задний межколесный дифференциалы.

Похожую конструкцию имела трансмиссия суперкара Porsche 959, серийная версия которого увидела свет в том же 1986, с той лишь разницей, что у него двигатель располагался сзади, а блокировкой «центра» заведовал чрезвычайно продвинутый для своего времени компьютер. У нынешних полноприводных Porsche «мозги», разумеется, помощнее, но суть та же: электроника в тесном содружестве с системами безопасности управляет многодисковой муфтой в приводе передних колес, примерно так же, как у BMW.

22.jpeg

На фото: Porsche 959

Азиатский ответ

В Японии пионером в широком применении полного привода на легковых автомобилях считается сравнительно небольшая компания Fuji Heavy Industries, выпускающая машины под маркой Subaru. Сначала, в 70-х годах, они отличались явным внедорожным уклоном, но постепенно выкристаллизовалась схема знаменитого симметричного полного привода, явно не без влияния Audi.

С концепцией quattro ее роднят и продольное расположение двигателя, и базовый передний привод, и множество вариаций, возникавших в процессе эволюции, — но, в отличие от немцев, японцы все же отошли от идеи «честного» постоянного 4WD: с недавних пор на автомобилях с «автоматом» используется муфта автоматического подключения заднего моста.

Впрочем, это не помешало «субаровцам» создать настоящую легенду: в 1992 году дебютировала модель Impreza, созданная на укороченной платформе Legacy специально с прицелом на участие в ралли (еще одна параллель с Audi quattro). Гражданская версия спортивного болида получила обозначение WRX и самый мощный вариант STI, который быстро приобрел статус культовой машины для поклонников активного драйва. Гарантом этого стала трансмиссия с блокировками дифференциалов, где в разных поколениях использовались и вискомуфты, и тот же Torsen, а у нынешней STI между осями стоит конструкция под названием DCCD (Driver Control Central Differential), способная менять степень блокировки как самостоятельно, так и по желанию водителя.

3subaru_impreza_wrx_sti_version_v_1.jpeg

На фото: Subaru Impreza

Извечный соперник спортивной «Импрезы» — Mitsubishi Lancer Evolution, стартовавший в том же 1992 и к настоящему времени переживший уже десятую смену поколений. Главное отличие от Subaru — поперечно расположенный двигатель, в остальном все похоже: постоянный полный привод, где «центр» изначально блокировался вискомуфтой, а теперь эта функция возложена на электронику.

Но главный козырь Mitsubishi — разработанный еще в 1996 году и совершенствовавшийся задний дифференциал AYC (Active Yaw Control): он не просто блокируется, а изменяет передаточное отношение главной передачи для каждого из колес отдельно с помощью редуктора, «подкручивая» в повороте то из них, на которое приходится большая нагрузка. В последней версии водитель может выбирать различные режимы работы трансмиссии, в зависимости от чего машина и едет по-разному: либо очень быстро и безопасно, следуя заданной траектории, либо по-хулигански, позволяя легко контролировать занос. Неудивительно, что многие эксперты называют нынешний EVO лучшим «драйвер’c каром» в мире из числа относительно недорогих, а недавнее решение японской компании прекратить его выпуск повергло поклонников в уныние.

Впрочем, нечто подобное можно испытать и за рулем куда более бюджетного «японца», Nissan Juke, — разумеется, в полноприводной версии. Его трансмиссия, конечно, попроще, но в ней есть своя изюминка: в приводе задних колес используется не одна фрикционная муфта, а две, своя для каждого колеса, и все та же вездесущая электроника теоретически может передавать тягу, например, только на правую сторону.

На практике это выливается в весьма эффективное оружие против недостаточной поворачиваемости, да и с вывешиванием колес такой Juke справляется очень достойно, — впрочем, последнее относится уже к проходимости, а мы ведем речь о «драйве». И тут у «Ниссана» есть еще одно выдающееся достижение в лице суперкара GT-R, примечательного не столько типом полного привода (между осями — многодисковая муфта, сзади — механический «самоблок»), сколько оригинальностью компоновки.

При переднем расположении двигателя его коробка передач вынесена к задним колесам для лучшей развесовки (так называемая схема transaxle), поэтому к ней идет один карданный вал, а другой, практически такой же длины, для привода передних колес, проходит параллельно ему в обратном направлении. На какие только ухищрения не пойдешь ради скорости и удовольствия от вождения!

Разумеется, приведенными примерами список разнообразных систем полного привода, используемых японскими производителями, не исчерпывается: для внутреннего рынка очень многие легковые модели, которые мы получаем в переднеприводной ипостаси, выпускаются в диковинных для нас модификациях «4х4».

Хотя в России, например, еще не так давно можно было приобрести седан Honda Legend с интеллектуальным приводом, распределявшим мощность, опять же, индивидуально для каждого колеса (впоследствии от этой системы отказались из-за дороговизны). Но практически все трансмиссии являются вариациями описанных схем, а отличия заключаются, в основном, в конструкции механизмов блокировки: это может быть электропривод или гидравлика, а у кого-то до сих пор в ходу старые добрые вискомуфты. Общая же тенденция — все более широкое применение электроники, от сложности и настроек которой сегодня зависит едва ли не больше, чем от механической составляющей.

autowp.ru_mitsubishi_lancer_evolution_i_5.jpeg

На фото: Mitsubishi Lancer Evolution 1992

Чем отличается кватро от полного привода



Использование материалов BMWLAND.RU только с письменного разрешения администрации.

Система полного привода quattro

В модельных линейках автомобилей премиум-сегмента разных производителей обязательно присутствуют версии с полным приводом. Причем у каждой фирмы такая система зарегистрирована как отдельная торговая марка. У Mercedes она обозначается как 4Matic, у BMW – xDrive, а дочерняя Audi концерна VAG применяет полный привод quattro.

Система quattro позиционируется как привод с постоянной передачей вращения на две оси авто (так называемый «Full-Time»). Примечательно, что quattro не является обозначением типа привода, и отношения к общепринятому 4WD не имеет. Такое обозначение системы скорее указывает на конструктивные особенности системы и применение определенных технологий.

Конструкция и ее особенности

Система quattro применяется исключительно на автомобилях с продольным размещением силовой установки, и это является одной из основных особенностей.

Впервые полный привод quattro появился на автомобилях Audi в 1980 году. По мере разработки новых технологий система улучшалась и дорабатывалась. При этом сам производитель не разделяет привод по поколениям, хотя они явно просматриваются, поэтому для простоты разобьем эту систему по поколениям.

Несмотря на постоянное совершенствование этой системы, основные конструктивные компоненты у нее неизменны. Основными составляющими трансмиссии являются:

  • КПП (МКПП, АКПП);
  • Раздаточная коробка (РП, раздатка);
  • Валы привода;
  • Главные передачи;
  • Дифференциалы (межколесные, межосевой).

система привода quattro

Система quattro первых поколений

К особенностям системы quattro можно отнести компоновку КПП, раздатки и межосевого дифференциала – они представлены в виде единого узла, то есть связь между ними жесткая. А в последних версиях quattro в этот узел еще и добавили приводной вал, главную передачу и межосевой дифференциал передней оси.

Основное отличие по конструкции между приводами разных годов сводится к применению разных типов дифференциалов. Это в свою очередь сказывается на передаточном соотношении.

Далее рассмотрим основные конструктивные нюансы полного привода quattro разных годов.

1-е поколение

Система quattro стала использоваться на Audi в 1980 году. Конструктивно это был самый простой привод, который можно отнести к полноценному 4WD с равномерным разделением вращения по обеим осям (симметричный). Устройство подразумевало наличие дифференциалов:

  • Межосевого – свободного, но с возможностью ручной блокировки;
  • Межколесного заднего – свободного, с принудительной блокировкой вручную;
  • Межколесного переднего – свободного;

Возможность принудительного блокирования дифференциалов обеспечивало отличные показатели по проходимости. Примечательно, что при задействовании механизма блокировки система ABS отключалась.

Так как блокировки включались вручную, то если их забыли выключить сразу после прохождения трудных участков дороги – это могло привести к поломке трансмиссии.

Задействование той или иной блокировки сказывалось на поведении авто. Если все блокировки отключены, то автомобиль мог остановиться при пробуксовке любого колеса. При задействовании блокировки межосевого дифференциала прекращение движения авто происходило, если буксовали два колеса – передней и задней оси. При блокировании заднего дифференциала авто обездвиживалось в случае пробуксовке обоих колес заднего моста или одного переднего. При включении обеих же блокировок авто останавливалось только если проскальзывали три колеса одновременно – два задних и одно переднее.

Система quattro 1 поколения применялась достаточно долго – до 1992 года. Помимо Ауди она устанавливалась также на Volkswagen Passat B2.

2-е поколение

Полный привод quattro 2 поколения начал внедряться с 1987 года и получил несколько иную конструкцию, хотя он также являлся симметричным. К его особенностям относится:

  • Использование в качестве дифференциала между осями самоблокирующегося узла Torsen;
  • Дифференциал задней передачи – блокируемый вручную, но с автоматическим отключением при передвижении на скорости свыше 25 км/ч;
  • Дифференциал передка остался свободным.

дифференциал Torsen

Особенность работы дифференциала Torsen заключена в том, что при обычных условиях передвижения соотношение распределения вращения составляет 50/50, но при надобности происходит автоматическое изменение значений и на ось, колеса которой лучше сцепляются с дорогой, подается до 75% тягового усилия.

В Torsen имеются и недостатки, причем существенные. При вывешивании одного колеса машина полностью обездвиживается. Происходит это из-за того, что Torsen не может передавать 100% на одну ось, максимальные пропорции для него 25/75. Если же одно колесо утратило момент (не встречает сопротивление), то передача вращения прекращается и на другой оси.

Поэтому автомобиль может остановиться если:

  • буксовать начали одновременно по одному колесу на каждой оси, или одно из них вывешено при отключенной блокировке задней оси;
  • при задействовании блокировки авто остановится только если буксовать начали оба колеса задней оси и одно – передней, или же при вывешивании переднего колеса или обоих заднего моста.

Решить проблему с обездвиживанием авто в случае вывешивания одного из колес достаточно просто. Необходимо задействовать тормоз, чтобы создать сопротивление вывешенному колесу. Это позволит Torsen заблокироваться и при этом перенести 75% момента на другую ось.

3-е поколение

Система quattro 3 поколения – симметричная, применялась только на одной модели Audi – V8. Причем для моделей с «механикой» и АКПП разработаны были разные по устройству приводы.

В версии с МКПП привод включал два самоблокирующихся дифференциала Torsen – между осями, а также на заднем мосту, передок остался со свободным дифференциалом. То есть, от принудительной блокировки конструкторы полностью отказались.

На пробуксовку такая система оказалась хорошей. Автомобиль останавливается только если проскальзывать начали оба колеса задней оси и одно переднее. А вот проблема с вывешиванием осталась прежней – машина обездвиживалась в случае потери контакта с дорогой любого одного колеса.

На версии с коробкой-автомат в качестве межосевого дифференциала используется планетарная гидромуфта с автоматической блокировкой. Такой узел помог устранить проблему вывешивания. Авто с такой системой quattro останавливается только при вывешивании по одному колесу на обоих осях.

планетарная гидромуфта Audi V8

Планетарная гидромуфта АКПП Audi V8

4-е поколение

Полный привод quattro 4 поколения получил несколько иные конструктивные узлы, но все также симметричен. Так, в качестве дифференциала между осями стал использоваться Torsen нового поколения (тип 2). Передний и задний мост получили свободные дифференциалы, оснащенные системой EDL (электронная блокировка дифференциала). Эта система входит в состав ABS и ее задачей является притормаживание колеса, для изменения передаточного соотношения (второе колесо оси начинает получать больший момент). Системы EDL работают раздельно, то есть взаимосвязи блокировок обоих осей между собой нет.

Использование EDL полностью контролируется электроникой. Для сохранения элементов трансмиссии от повреждений, она отключается на скорости выше 40 км/ч. Для спортивных версий предусматривается отключение EDL при достижении 80 км/ч.

Система quattro этого поколения отличается высокой эффективностью. Авто останавливается только в случае пробуксовки всех колес одновременно. Что касается вывешивания, то машина останавливается при потере контакта с дорогой двух любых колес.

5-е поколение

В 2004 году появилось 5-е поколение системы quattro, которое получило асимметричное соотношение передачи вращения (в пропорции 40/60 с возможностью автоматического распределения до 20/80).

В конструкции привода в качестве межосевого дифференциала используется Torsen (тип 3), межколесные остались прежними – свободные с EDL.

Особенность работы привода заключена в том, что для блокировки задействуется и ESP, что позволяется Torsen уже перебрасывать весь момент на одну ось.

С такой компоновкой автомобиль останавливается только при пробуксовке всех колес. Обездвиживание также происходит в случае вывешивание двух колес на разных осях или одного из ведущих мостов.

Разновидностью этого поколения является привод с векторизацией, используется он в спортивных версиях автомобилей. Его особенность сводится к тому, что задний мост благодаря использованию в дифференциале повышающих передач с пакетами муфт может «подруливать». То есть при прохождении поворотов система автоматически перераспределяет момент между колесами, обеспечивая увеличение его на колесе, идущем по внешнему радиусу.

дифференциал с векторизацией

Задний активный дифференциал

6-е поколение

В 2010 году появилась система quattro 6 поколения, как развитие привода с векторизацией в quattro 5, она применяется в новых спортивных версиях авто.

В ней отказались от самоблокирующегося дифференциала Torsen. Его место занял дифференциал собственной разработки с коронными шестернями. Он отличается асимметричным распределением тяги (60/40) и возможностью автоматического перераспределения момента в пропорции до 85/15.

собственный дифференциал Audi

Дифференциал разработки Audi

Достоинствами такого дифференциала являются несколько меньшая масса узла по сравнению с Torsen, возможность блокировки даже в условиях потери момента на одном из колес, а также векторизация с задействованием ESP, причем без осложненной конструкции заднего дифференциала.

Вся система работает полностью в автоматическом режиме и контролируется электроникой. Она обеспечивает отличные показатели при пробуксовке – авто останавливается только при проскальзывании всех колес. Что касается вывешивания, то машина перестает двигаться только при условии, что вывешены одно заднее и одно переднее колесо.

Современные наработки

Привод quattro обеспечивает постоянный привод на все колеса. Но конструкторы не ограничиваются только этим. Есть и системы, которые кардинально отличаются от общего понятия quattro. Такими приводами можно назвать e-tron quattro и quattro ultra.

Автомобили Audi с приводом e-tron quattro отличаются тем, что вращение колес задней оси обеспечивает электромотор. То есть, какая-либо механическая связь между осями отсутствует. Вращение, получаемое от двигателя, подается только на переднюю ось, а зад обладает электроприводом.

E-tron quattro может быть гибридом с тремя или двумя электродвигателями, один из которых находиться спереди совместно с ДВС. Компания Audi «е-тронами» обозначает все электрические версии авто и те гибридные, которые способны передвигаться используя только электрическую тягу. В полностью электрических версиях также используется до трех электромоторов.

Несмотря на то, что все колеса являются ведущими, полноценной системой 4WD ее назвать невозможно. Такая система обладает множеством режимов работы, и только некоторые из них предусматривают подачу вращения одновременно на все колеса.

Система quattro ultra уже и вовсе не относится к постоянному полному приводу. Она позиционируется как «On Demand», то есть, полный привод задействуется только при надобности, причем все работает в автоматическом режиме.

Конструкция такого привода включает свободные межколесные дифференциалы с системой EDL, а в качестве межосевого используются две электромагнитные муфты, что позволяет системе отключать и подключать задний мост.

привод quattro ultra

Система привода quattro ultra

Эта система использует для работы достаточно большое количество электроники. В ее задачу входит постоянный контроль за параметрами движения и практически мгновенное подстраивайте привода под конкретные условия. То есть, при надобности она подключает полный привод, задействует блокировки и т. д.

xDrive vs. quattro vs. 4MATIC: что лучше?

Немецкое автомобилестроение традиционно вызывает благоговейный трепет у всех, кому небезразличны звуки работающего двигателя и касания шин асфальта. Но кто же из немецких автоконцернов больше всего преуспел в создании систем постоянного полного привода?

немецкие машины

©Wikipedia

Полный привод

Фанаты Audi quattro, BMW xDrive и «мерседесовского» 4MATIC ведут жаркие баталии на просторах Сети и не только. При этом далеко не все вообще понимают принцип работы постоянного полного привода. Поэтому есть смысл начать издалека. Как мы знаем, полный привод — это когда крутящий момент от двигателя передается на обе оси авто.

Проще говоря, на все колеса одновременно. Сейчас полный привод — привычное явление, которым никого не удивишь. Но еще в 80-е годы оно ассоциировалось у многих почти исключительно с вездеходами. Нередко — очень узкоспециализированными.

Изменили мир немцы, а если быть точнее, инженеры Audi, внедрившие свою систему quattro на дорожных автомобилях. При этом считать специалистов «четырех колец» пионерами было бы тоже неверно. Правильней будет сказать, что именно появление раллийного и дорожного Audi quattro в 80-е сыграло ключевую роль в популяризации идеи как таковой.

Так что же дает полный привод? Начнем с того, что он обеспечивает повышенную проходимость. На дорогах общего пользования она нам не очень нужна, если, конечно, речь не идет об автодороге «Лена» образца 2006 года. Но есть и другие важные аспекты, которые сбрасывать со счетов не стоит. Именно полный привод позволяет эффективнее всего использовать мощность двигателя при любом режиме движения. Он существенно улучшает управляемость, особенно если впереди скользкая трасса. Достаточно будет сказать, что знаменитый Bugatti Veyron 16.4, долгое время считавшийся самым быстрым серийным автомобилем в мире, имеет полный привод. Такое же решение использовали и на его преемнике — Bugatti Chiron.

Выделяют четыре основные схемы полного привода: подключаемый полный привод (part-time), постоянный полный привод (full-time), постоянный по требованию полный привод (on-demand full-time) и многорежимный полный привод (selectable). Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Пожалуй, нет смысла сейчас детально рассматривать все четыре. Остановимся конкретно на full-time, ведь именно ему посвящен наш материал.

Концепция постоянного полного привода подразумевает постоянное подключение двигателя к обеим осям посредством дифференциала. Некоторые авто обладают принудительной блокировкой межосевого дифференциала, за счет чего могут становиться похожими на автомобили с подключаемым полным приводом, когда в условиях нормальной эксплуатации крутящий момент передается только на одну ось.

При создании первых авто с постоянным полным приводом перед инженерами стояла непростая задача. Дело в том, что во время прохождения поворота колеса автомобиля проходят разные пути. При жестком соединении осей одни колеса ехали, а другие — пробуксовывали. Кроме неудобств вождения, это бы постепенно еще и разрушало трансмиссию авто. По этой причине автомобили с постоянным полным приводом получили раздаточную коробку с межосевым дифференциалом — механизмом, служащим для распределения мощностей между осями и позволяющим им вращаться с разной скоростью. Замедление одного колеса автоматически ведет к увеличению оборотов другого. На случай езды по бездорожью у дифференциала есть блокировка — при ее активации обороты на всех колесах одинаковые, а крутящий момент определяется только сцеплением колес с дорогой.

Все вышесказанное делает системы, подобные xDrive, весьма универсальным решением, но, увы, тоже не лишенным недостатков. Дополнительные узлы, такие как вышеназванный дифференциал, делают систему довольно громоздкой и в целом весьма сложной. Есть и другие недостатки. За счет постоянной передачи крутящего момента на все четыре колеса можно, конечно, достичь прекрасного сцепления с трассой, однако и расход топлива в этом случае тоже возрастает.

Кто первый, тот и прав?

Как мы уже сказали, первопроходцами здесь с некоторыми оговорками можно назвать инженеров Audi. При этом quattro — не просто техническое решение на отдельно взятой модели. Перед нами целое поколение систем, которые применяли на самых разных дорожных авто. Немцы не любят официально разделять свои quattro. Исключение — модель 2010 года Audi RS5, на которой применили «quattro нового поколения».

Система Audi quattro обрела невероятную славу. На ее базе создали раллийный болид группы «B» — Audi Quattro (с большой буквы, чтобы не путать с системой полного привода), который, кстати, уверенно оставлял позади всех своих оппонентов. Автомобиль победил в двух соревнованиях подряд после своего выпуска. При этом он стал первым раллийным авто, использовавшим нововведения в правилах, которые позволяли выставлять полноприводные автомобили на соревнования.

Специалисты выделяют целых шесть quattro и систему quattro ultra, которую начали устанавливать на автомобили в 2016 году. Каждая из них интересна по-своему, но мы сейчас не будем останавливаться на всех достоинствах и недостатках, а постараемся оценить правильность выбранной концепции в целом.

В Audi используют постоянный полный привод с дифференциалом Torsen (TORque SENsing — чувствующий крутящий момент). Это механический самоблокирующийся дифференциал, в котором применен сложный набор червячных шестерен. Он включает в себя ведомые червячные колеса и ведущие червячные шестерни.

Главное отличие конструкции в том, что червячные шестерни могут приводить во вращение другие шестерни, но сами не могут приводиться во вращение. За счет этого достигается определенная степень блокирования дифференциала. В зависимости от величины передаточного числа и конструкции дифференциала, крутящий момент может быть распределен в самом разном соотношении.

Выпускаемый с 2005 года кроссовер Audi Q7, который построили на одной платформе с Volkswagen Touareg и Porsche Cayenne, оснастили приводом, не имеющим предков среди предыдущих моделей Audi. Для данной модели компания BorgWarner разработала систему полного привода, где применила дифференциал Torsen Type 3 (T3).

У бóльшей части автомобилей Audi распределение крутящего момента составляет 50:50, обеспечивая тем самым управляемость, близкую к переднеприводной. В системе quattro шестого поколения центральный дифференциал Torsen Type C заменили дифференциалом на основе плоских зубчатых колес, созданным в Audi. Такое решение позволяет при необходимости передавать на передний и задний мосты до 70% и до 85% крутящего момента соответственно. В сумме с продвинутыми электронными системами это дает прекрасную управляемость в почти любых условиях: не важно, идет ли речь о прохождении скоростного поворота, ускорении, торможении или даже сочетании всего вышеназванного.

Баварский «драйв»

Ответом BMW на появление системы quattro стал знаменитый xDrive. Это система постоянного полного привода, обеспечивающая бесступенчатое непрерывное и переменное распределение крутящего момента между передней и задней осями (в зависимости от условий). Данная система, в частности, нашла свое применение на кроссоверах X3 и X5, а также легковых автомобилях 3-й, 5-й и 7-й серий.

При прохождении поворотов с недостаточной поворачиваемостью фрикционная муфта размыкается, а на заднюю ось направляется до 100% момента. Во время движения на скользком покрытии пробуксовка отдельных колес предотвращается за счет блокировки фрикционной муфты и, при необходимости, электронной межколесной блокировки системы DSC. Во время парковки фрикционная муфта полностью разомкнута, автомобиль становится заднеприводным, что позволяет снизить нагрузки в трансмиссии и рулевом управлении.

xDrive интегрирована в систему динамического контроля курсовой устойчивости DSC (Dynamic Stability Control). DSC и xDrive взаимодействуют посредством системы интегрального управления ходовой частью ICM (Integrated Chassis Management). Последняя также отвечает за связь с системой активного рулевого управления AFS (Active Front Steering).

В 2003 году выпустили четвертое поколение системы. Распределение крутящего момента между осями при нормальном движении составило 40:60. Функция межосевого дифференциала лежит на плечах многодисковой фрикционной муфты с электронным управлением. Имеется возможность перераспределения крутящего момента между осями в пределах от 0 до 100%, также присутствует электронная блокировка межколесных дифференциалов.

Полный привод для трех лучей

Как и quattro с xDrive’ом, система 4MATIC имеет долгую и богатую историю. Впервые 4MATIC представили в 1985 году. Система обладала блокируемым межосевым дифференциалом типа Ferguson с распределением крутящего момента 35:65 и блокируемым задним межколесным дифференциалом 50:50. Блокировка дифференциалов осуществлялась посредством гидроподжимных муфт, которые активируются при помощи быстродействующей электрогидравлической системы.

Компания Daimler-Motoren-Gesellschaft, которую можно считать далеким предком концерна Daimler AG, еще в 1907 году презентовала грузовой автомобиль Dernburg-Wagen, который эксперты рассматривают в качестве первого в мире грузовика с полным приводом. Компанию упразднили в 1926 году, после слияния с Benz & Cie.

4MATIC действует в паре с электронной системой регулирования динамических характеристик авто, которая включает в себя электронную систему стабилизации ESP и электронную систему управления тяговым усилием 4ETS (англ. 4-wheel Electronic Traction System). 4ETS взаимодействует с антиблокировочной системой (ABS), антипробуксовочной системой (ASR) и системой контроля скорости при спуске (DSR). Все это позволяет достичь оптимального распределения крутящего момента между всеми четырьмя колесами и поддерживать прекрасное сцепление с трассой.

Центральный конструктивный элемент системы 4MATIC — раздаточная коробка, осуществляющая бесступенчатое распределение крутящего момента по осям авто. Она состоит из сдвоенного планетарного редуктора, цилиндрических шестерней и приводных валов.

Последнее, пятое, поколение 4MATIC — это совершенно новая разработка, созданная по переднеприводной архитектуре с поперечно установленным спереди двигателем. В основе нового поколения лежит принцип активации системы настолько часто, насколько это необходимо, и при этом настолько редко, насколько это возможно. Иными словами, если авто может передвигаться исключительно на переднем приводе, необходимости в активации нет. При этом крутящий момент может быть за миллисекунды переброшен на заднюю ось.

Считается, что система 4MATIC очень выручает, если имеет место недостаточная или, наоборот, избыточная поворачиваемость, и использует распределение крутящего момента для того, чтобы стабилизировать авто.

Кто же лучше?

Так кто же лучше справился с внедрением системы постоянного полного привода? Назвать однозначного победителя сложно, тем более что и Audi, и BMW, и Mercedes-Benz постоянно вносят какие-то улучшения, основываясь на многолетнем опыте эксплуатации своих систем. Кроме того, все концепции, хоть и похожи, имеют довольно существенные различия. Так, специалисты Audi применили постоянный полный привод с дифференциалом Torsen. Mercedes-Benz создал, в общем-то, не менее полный привод, однако также снабдил свое детище фрикционной блокировкой дифференциала. Ну а BMW на каком-то этапе стал эксплуатировать привод, где передние колеса активируются по требованию при помощи электромеханической муфты.

При распределении крутящего момента 50:50 у бóльшей части автомобилей Audi компания достигла управляемости своих автомобилей, близкой к переднеприводной. При этом, например, у Audi A4 сместившийся назад центр масс ведет к тому, что задние колеса по умолчанию получают 60% момента. Это же касается и ряда спортивных авто, например Audi RS4. Кстати, некоторые считают уже упомянутую А4 «недоприводной». Резкий старт на ней может быть проблематичен, так как передняя часть оказывается недостаточно загруженной.

Постоянный автоматический полный привод, который использует BMW, безусловно, очень удачен. При этом некоторые водители считают его недостаточно предсказуемым: при предельных скольжениях лучше не полагаться на своевольную электронику, которая может вмешаться в процесс и нарушить баланс авто. Ряд экспертов полагают, что при использовании критических режимов передние колеса «баварцев» могли быть более «активными». В целом же, xDrive хорошо научился прогнозировать ситуацию и регулировать распределение момента с упреждением. Остальное — дело вкуса автолюбителей.

Можно сказать, что наиболее системно к решению вопроса подошли инженеры Mercedes-Benz. На задние колеса подается 55–60% момента, следовательно, хоть и присутствует некая «заднеприводность», основной упор делается на безопасность езды, что, в общем-то, тоже очень неплохо. По сравнению с моделями Audi, центральный дифференциал хоть и обладает фрикционными дисками, момент перераспределяет только на старте.

В общем, как уже было сказано, каждая из систем имеет свои минусы и плюсы. И от этого, по всей вероятности, никуда не деться. Универсального решения пока не намечается, хотя будущее может преподнести сюрприз. Нельзя также исключать, что творцами некоей гипотетической революции в мире постоянного полного привода будут уже не немцы, а кто-либо другой, например, инженеры из Японии или США. Но пока что сложно найти страну, которая бы чувствовала себя в таком непростом деле, как автомобилестроение, более уверенно, чем Германия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *