Активные дифференциалы

20 августа 2013 0
Активные дифференциалы
Не так давно набор из трех блокировок казался джиперам пределом мечтаний. Однако сегодня даже кроссоверы способны предложить куда более эффективное управление крутящим моментом. Если говорить о коротких отрезках времени, конечно...


Многочисленные системы блокировок не раз уже описаны на страницах нашего журнала. Они остаются востребованными и незаменимыми на полноценных внедорожниках, но несколько громоздки, а главное – экономически мало обоснованны на более легких машинах.

На сцену все чаще выходят электронные системы раздачи крутящего момента, не только умеющие частично блокировать дифференциал, но и успевающие помочь водителю, вовремя попридержав от проскальзывания одно колесо или, наоборот, подкрутив другое. Их распространению способствует и тот факт, что формат массового автомобиля повышенной проходимости ощутимо сместился из сферы полноценных внедорожников, способных медленно и верно, на второй пониженной, прокладывать себе путь среди леса, в область кроссоверов, для которых ценнее динамичная езда и стабильность управления. Впрочем, если быть точным, то именно кроссоверы и сделали полный привод широко распространенным.



Torsen. Среди неуправляемых самоблокирующихся дифференциалов этот наиболее простой и «прозрачный»

ИМИТАЦИЯ АКТИВНОСТИ
Сразу оговоримся, что «дифференциальный подход» к тяге на каждом колесе часто реализуется простым подтормаживанием незагруженного колеса автомобиля с дифференциалом обычным, свободным. Этим занята стандартная система ABS, которая в данном случае работает наоборот. Из антиблокировочной она превращается в противобуксовочную – ПБС – и, зажав буксующее колесо, отправляет крутящий момент на противоположное, с лучшим сцеплением. Таким же «тормозным» образом имитируется блокировка дифференциала у тех машин, где ее нет в металле. Например, подобной имитацией оборудованы все Mercedes-Benz M-класса и многие другие кроссоверы.



СУПЕРАКТИВЕН, ГИПЕРАКТИВЕН
Однако это слишком просто – нас же интересует дифференциал, способный  перенаправлять поток мощности к левому или правому колесу. Подобное устройство применено, например, в BMW X6 и называется Dynamic Performance Control (DPC). Вот это настоящий активный дифференциал. Его конструкция аналогична хорошо известному AYC, с которым не первое десятилетие хорошо знакомы обладатели Mitsubishi Lancer Evolution. Устроен DPC несложно – с обеих сторон блок сателлитов дополнен планетарными редукторами, которые подключены вместо прямой передачи через блоки многодисковых фрикционов. Получается, что на момент включения фрикционов правой или левой стороны дифференциал становится несимметричным – отдающим соответственно направо или налево больше крутящего момента.

«Ах, опять эти ваши фрикционы!» – заметите вы и будете совершенно правы. В любом узле распределения крутящего момента, будь то подключение второго ведущего моста или распределение тяги между колесами, воздействовать на трансмиссию оперативно и при помощи электроники способны только фрикционы.

Так вот, став несимметрично приводным, задний мост начинает разворачивать движущийся автомобиль примерно так же, как поворачивает гусеничный трактор, – разнотягом сторон.


Доворот. Весь смысл хитрого дифференциала – в довороте машины без участия передних колес

ПАРУС ПО ВЕТРУ
Что это дает? В первую очередь разнотяг помогает повернуть автомобиль в тех ситуациях, когда сцепления передних повернутых колес оказывается недостаточно. У машины как бы появляется вторая управляемая ось.

Во-вторых, этот же эффект может быть применен наоборот – для стабилизации курсовой устойчивости. «Но есть же система ESP, – возразите вы, – разве она не способна сделать то же самое?» Способна, но лишь наполовину, потому как ESP работает «в минус», подтормаживая вращающееся колесо, снижая тягу на нем, а DPC – «в плюс». Она способна увеличить и скорость вращения колеса, и подводимый к нему момент. Если проще – диапазон возможных воздействий на конкретное колесо вырастает вдвое, позволяя для каждого случая выбирать между замедлением и ускорением, снижением крутящего момента или его увеличением. Выбор зависит от конкретных дорожных условий для каждого колеса.
Результат работы активного дифференциала в какой-то мере можно сравнить с индивидуальным приводом каждого колеса, как это сделано у электромобилей с мотор-колесами. Разумеется, подобный подход открывает для электронных систем стабилизации почти неограниченные возможности как по доворачиванию машины на криволинейной территории, так и по удержанию на идеальной прямой.

Само собой, электроника активных дифференциалов, как и системы ABS, ESP и противобуксовки, тесно связаны с модулями управления двигателем и коробкой. Больше того, сегодня зачастую это единый «мозг», управляющий всем потоком мощности автомобиля.


Активные дифференциалы

КТО В ДОМЕ ХОЗЯИН?
Машина думает за меня. Хорошо ли это? Резонный вопрос. Да вроде хорошо, потому что быстродействие и безошибочность срабатывания систем дают сто очков вперед любому драйверу. К тому же автоматика никогда не устает, а малоопытный водитель получает помощника уровня лучших заводских испытателей.

Но и плохо, поскольку тонкости настроек электронных помощников напрямую зависят от того, насколько полноценно прототип автомобиля тестировали в условиях заводского полигона. И от того, как полно были внесены в полигонные установки поправки реальных испытаний на обычных дорогах. Важно, были ли учтены при прописывании таблиц значений тех или иных функций дорожные условия, общая манера вождения и прочий местный колорит конкретного региона, в который поступит нафаршированный суперсовременной электроникой автомобиль.

Есть и еще один интересный момент: наибольшее количество претензий к работе продвинутой автоматики распределения тяги у наиболее опытных драйверов, требовательно относящихся к тому, как ведет себя автомобиль в предельных режимах.



Свободный. Ядром активных систем все равно остается стандартный конический дифференциал – самая надежная и отработанная конструкция

Разумеется, любая, даже самая быстрая серийная модель получает на заводе некий усредненный алгоритм работы автоматики. Тем же, кто желает его скорректировать, остается идти путем, проложенным профессиональными спортсменами, – создавать собственную картину поведения автомобиля, настраивая его под себя. Сегодня это в основном удел редких автоманьяков. Но нет сомнений в том, что завтра подобные опции индивидуальной подстройки автоматических систем будут предлагать примерно так же, как сегодня мы создаем персональный интерфейс для смартфона.

ЧТО ЗА ГРАНЬЮ?
У продвинутой автоматики есть еще один аспект, который должен насторожить амбициозных, но не слишком опытных водителей. Прекрасно работающее содружество ESP, ABS, DPC и подобных порождает у водителя хорошо упакованной модели уверенность в собственном автомобиле на 120%. Примерно это же обещают и рекламные проспекты. И действительно: машины с продвинутой электроникой как по рельсам идут там, где не умудренные автоматикой предшественники виляли хвостом или не хотели поворачивать. Электроника позволяет удерживать колеса гораздо ближе к пределу сцепления с дорогой. Но, наслаждаясь доворотом задними колесами или отменной рулежкой на голом льду, помните, что тормозить в случае чего вам придется обыкновенными четырьмя колесами. И ни одна ABS не в силах изменить коэффициента сцепления резины с покрытием.