Автоматически подключаемый полный привод. Как он работает и чем плох

Автоматически подключаемый полный привод. Как он работает и чем плох

  • 24 марта 2021
  • 0
Так называемый «честный полный привод» — не вполне чёткий, но убедительный термин, священная мантра интернет-экспертов. Однако сегодня подавляющее большинство производителей делает ставку на электронику и многодисковые муфты, автоматически подключающие задний мост.

На случай штурма снежного заноса хорошо иметь машину с колёсной формулой 4х4, а в остальное время – экономичный монопривод. И при трогании с места на мокром асфальте полезно быть во всеоружии, но уже через мгновение, когда скорость набрана, лишняя ведущая ось – только перерасход топлива. Это стопроцентный формат кроссовера, и для того чтобы стали возможны быстрые или кратковременные включения второй пары ведущих колёс, появились разнообразные многодисковые муфты их подключения.

ЭКОНОМИЯ МЕТАЛЛА И ТОПЛИВА

Недорогая и компактная многодисковая муфта, не вызывающая дополнительных вибраций и крайне отзывчивая, вытеснила сегодня на большинстве полноприводных машин все другие виды трансмиссии, сведя формулу нынешней постройки массового кроссовера к единому принципу: поперечно расположенный мотор постоянно приводит передние колёса, а задние подключаются муфтой по потребности. Полный привод реализованный подобным образом, намного проще настоящих внедорожных конструкций. Раздаточной коробки нет, возле переднего дифференциала остаются лишь дополнительная пара шестерён отбора мощности да выходной вал. Ещё один плюс, благодаря малому весу и размерам стало возможным разгрузить от тяжести муфты и без того тяжёлую переднюю часть машины — многодисковая муфта поселилась прямо на заднем редукторе.

РАЗНЫЕ МЫ

Но муфта муфте рознь. При одинаковом принципе подключения второго моста, конструкции могут иметь значительные различия. Изначально решено было каким-то образом заставить срабатывать муфту от проскальзывания передней половинки, связанной с мотором и передними колёсами, относительно задней, соединенной с задними колесами. Забуксовал перед, пошла разница оборотов половинок, муфта заблокировалась — подключился зад. Логично?

Самые первые муфты применял Volkswagen Golf в своей трансмиссии Syncro. Пакет фрикционов в них не сжимался, а был залит силиконовой жидкостью, которая густела при больших нагрузках и сама передавала вращение. Управлять такой виско-муфтой было невозможно, характеристики её работы оставляли желать лучшего и 100% крутящего момента на задние колёса она передать не могла. К тому же при буксовании в грязи силикон вскипал, муфта быстро перегревалась и сгорала.

Другая конструкция попала на ранние Ford Escape. Там диски муфты уже сжимались, но происходило это чисто механически, при помощи шариков и клиновидных прорезей, в момент проворачивания передней части относительно задней. Муфта работала чётче, но резче, вызывая неожиданные удары в самой ответственной фазе скользкого поворота. Представьте себе, что в вираже ваш автомобиль внезапно из переднеприводного превратится в «классику», а под сброс газа муфта также внезапно отключится. Последствия могут быть фатальными.

Эта проблема довольно долго преследовала производителей муфт. Чтобы адекватнее регулировать поток мощности к задним колёсам, а заодно и оберегать диски муфты от перегрева, предприняли попытку использовать гидравлику.

ПРИШЕСТВИЕ HALDEX

Последней версией неуправляемой муфты стала первая генерация Haldex 1998 года. Здесь диски сжимал гидроцилиндр, давление масла для которого вырабатывал насос. Насос смонтировали на одной половинке муфты, а привод на него шёл от другой. То есть теперь при разнице оборотов передних и задних колёс нарастало давление сжатия и муфта блокировалась. Haldex работал мягко и оказался довольно успешным.

Выигрышей получили сразу два: масло, теперь циркулирующее и через гидронасос, лучше охлаждалось, а гидропривод чётче, а главное быстрее, срабатывал. Но всё же оставалась неиспользуемой часть функционала привода – упреждение подключения заднего моста в самом начале развития опасной ситуации, частичное блокирование муфты для прохождения поворотов. С этим могла и должна была справиться электроника.

Так в 2004 году появилось второе поколение Haldex всё с теми же дисками и насосом, но с электронным клапаном, а в мозги системы стабилизации машины внедрили отдел, заведующий полным приводом. Система стала управляемой, и передаваемый назад крутящий момент перестал напрямую зависеть от разницы скоростей передних и задних колёс.

Две составляющие быстродействия системы – электронный мозг и сверхбыстрый электроклапан, время открытия которого составляет менее 0,1 секунды

ПРЕДУПРЕЖДЁН – ЗНАЧИТ ВООРУЖЁН

Всё бы хорошо, но оставались ситуации, в которых хорошо было бы получить полный привод ещё до пробуксовки передних колёс. Иными словами, насос, работающий от разницы оборотов половинок муфты, больше не устраивал инженеров-трансмиссионщиков. Ведь его спасительное давление в некоторых режимах движения просто отсутствовало.

Решение оказалось простым и в общих чертах применяется до сего дня в большинстве реализованных посредством муфты приводов. Очередное, четвёртое поколение Haldex, получило прикреплённый снаружи электронасос и уже знакомые нам клапаны регулировки перед гидроцилиндрами. Теперь в любое время муфта могла быть полностью или частично замкнута лишь по сигналу электроники.

Такой принцип дал массу положительных эффектов. Появились режимы старта с места, при которых муфта на короткий период разгона полностью блокируется. Добавились режимы существенной блокировки в поворотах, когда хорошее сцепление на сухом асфальте позволяет на всю катушку использовать полный привод. Как ни удивительно, возросли и вездеходные качества. Ведь теперь стало возможно простым нажатием кнопки переключать алгоритм работы муфты с «асфальтового» на «внедорожный» или доверить это дело автоматике.

Узнаёте три основных режима работы трансмиссии вашего кроссовера? Безусловно, у вас именно такая муфта в приводе задних колёс.

Весь набор элементов муфты Haldex собран в плотный блок и по габаритам лишь немного больше стандартного дифференциала

ДАЛЬШЕ – БОЛЬШЕ

Электронное управление муфты стало удобнее совместить и с системой стабилизации, и с программой собственной безопасности фрикционов. Небольшой термодатчик внутри муфты отныне следил за рабочей температурой и отключал привод, если перегрев фрикционов был близок. Конечно, ставший минут на десять недоприводным автомобиль может вывести из равновесия, но это несравнимо лучше дыма из-под днища и поломки трансмиссии.

Кроме того, чем больше кроссоверов с электронно-управляемыми муфтами оказывалось в руках владельцев, тем шире и точнее становились программы систем полного привода. Сегодня лучшие из них уже не боятся перегрева не только в рыхлом снегу, но и при откровенном грязевом буксовании. А ещё и химики с материаловедами не сидели сложа руки. Новые материалы дисков и накладок позволили вдвое поднять температуру аварийного отключения, а также повысить передаваемый фрикционами момент до величин заведомо больших, чем может выдать мотор.

Современные материалы фрикционов, высококачественные масла и продвинутые программы управления замыканием дисков дают возможность даже держать муфту частично подключённой, не боясь её перегрева. Автомобиль при этом получает распределение крутящего момента по осям в пропорции 10:90, а то и 40:60, что для брендов тяготеющих к заднеприводной компоновке, позволяет сочетать классические повадки на дороге с лёгкой полноприводностью (порой почти незаметной). И даже непрерывно варьировать степень подключения, улучшая управляемость машины и помогая системе стабилизации делать свое дело.

Учитывая гибкость алгоритмов работы и высокую степень доведённости конструкции многодисковых муфт, на сегодняшний день это самый массовый вариант организации полного привода и вряд ли в обозримом будущем нас здесь ждёт что-то принципиально новое.

Текст Евгений Хапов