За той час, що ми знайомі з системами повного приводу, вони пройшли кілька ключових етапів.

За той час, що ми знайомі з системами повного приводу, вони пройшли кілька ключових етапів. Позашляховики Другої світової війни. «Вєдовая» легковики, обережно пропонувалися з середини 80-х років минулого покоління. Нарешті, легкові системи 4WD, що з'явилися і стали популярними у другій половині 90-х. Це якщо дуже сильно узагальнювати. Ну а якщо копнути глибше, то виявиться, що перша повнопривідна машина з'явилася понад століття тому. І за цей період, чи не рівний всієї історії автомобіля, «веде» сильно трансформувався, виходячи з поточних потреб і уявлень. Яким чином це відбувалося і з чим власникам повнопривідних автомобілів доводиться мати справу зараз?

Століття з гаком — це лише історія повного приводу, пов'язаного з ДВС. А до нього умами конструкторів володів паровий двигун. І вже з ним інженери пропонували варіанти реалізації крутного моменту на обох осях. Так, ще в 1824-27 рр.. англійці Берстолл і Хілл розробили, запатентували і випробували свій омнібус (фактично диліжанс на паровій тязі). Важив він 7-8 тонн, розвивав чи то 10, чи то 13 км / год, на підйомах підключав передні колеса — механізмом, подібним паровозному, інформує Ukr.Media.

Перший повнопривідний паромобіль виглядав приблизно так. Передні колеса наводилися для реалізації тяги в складних умовах. Наприклад, на підйомах. Кінець випробувань цього важкого і повільного диліжанса поклав вибух котла.

Через півстоліття цього разу американець Бандельер отримав патент на схожий апарат, але що характерно, в ньому було якусь подобу міжколісних диференціалів — осі були розрізними і могли обертатися з різними кутовими швидкостями. Ще через десятиліття (у 1893 р.) Знову англієць, Диплок, створив свій локомобіль для руху по рейках. Схема його 4WD до нас не дійшла. А у конструкції американця Котта, що з'явилася в 1900 році, привід на всі колеса реалізовувався ланцюгами. На цьому історія паромобілей з повним приводом завершилася. Почався час ДВС. Втім, між тими і іншими типами установок була невеликий прошарок повнопривідних... електромобілів. У 1900 році ще молодий Фердинанд Порше, працюючи на фірму Lohner, створив механізм, що приводився в рух електричними мотор-колесами. У 1904-му його досвід повторили за океаном. Правда, в обох випадках розробники згодом були змушені доповнити електроагрегати двигунами внутрішнього згоряння.

Електромобіль Lohner-Porsche став першим, що має мотор-колеса. Спочатку Фердинанд Порше зробив його передньопривідним, потім додав ще пару електромоторів. Апарат не обійшовся без ДВС, який заряджає акумулятори, що володіли невеликою ємністю.

Примітно, що всі ці геніальні товариші — від Берстолл до Порше — привід на другу вісь розглядали тільки як підвищення тягових можливостей транспортного засобу. Голландська ж Spyker 60 HP, що з'явився в 1902 році (до речі, саме його визнано вважати першим повнопривідним автомобілем), мав 4WD для інших цілей — гоночних. Чи думали тоді його розробники про керованість або також бажали поліпшити характеристики на пересіченій місцевості, зараз ми вже не дізнаємося. Але для свого часу Spyker мав дуже прогресивну трансмісію — з трьома диференціалами — міжосьовим і двома міжколесними. І вже тоді, як ми зараз бачимо, стало очевидно — використання повного приводу може переслідувати різні цілі. А розвиток, відповідно, рухатися різними шляхами.

Вражаюче, що голландці, брати Спайкер, тільки в 1900 році випустили свій перший автомобіль, а вже через пару років світ побачила повнопривідна конструкція — з роздавальної коробкою і трьома диференціалами. З інших відмінних рис — 65-сильна "шістка" і три гальмівних механізму, один з яких працював на передньому карданном валу. Випустили всього кілька 60 к.с., вони були дорогими і не здобули особливої ​​слави в гонках.

Всюдиходи

Так навіщо потрібен повний привід? Все-таки всюдихідна його складова була для конструкторів усього світу первинна. Це видно і по згаданих вище колісним «паровозам», і по тому поширенню 4WD, яке визначила Перша світова війна. Ще до неї ряд забутих нині компаній по обидві сторони океану розробляли повнопривідні моделі. Проте всі вони були дорогі і складні в експлуатації, необхідність приводу зайвої пари коліс тільки поглиблювала характеристики малопотужних моторів. Збройний конфлікт розставив правильні акценти. Виграли дві американські фірми — привід на чотири колеса (FWD) і Томас Б. Джеффрі компанії. Рахунок тиражів їх вантажівок йде на десятки тисяч — протягом війни вони поставлялися в армії країн Антанти, включаючи Росію, де на озброєнні стояла модель Quad від Томаса Б. Джеффрі. Що цікаво, обидві компанії створили новаторську на ті часи схему. У задній частині корпусу коробки розташували додатковий пакет шестерень і симетричний міжосьовий диференціал з механізмом примусового блокування! Зараз це називається Full Time 4WD!


Вантажівки Джеффрі Quad (ліворуч) і FWD (праворуч) з'явилися в 1912 році і мали постійний повний привід з симетричним міжосьовим диференціалом. На цьому схожість закінчувалося. Якщо у FWD були звичні зараз мости з ув'язненими всередині головними парами і півосями, то Quad мав роздільні піввісь і редуктори, знизу прикриті балкою підвіски. У його трансмісії були присутні колісні редуктори, а з 1914 року міжколісні диференціали стали самоблокувальними.

Роздавальна коробка, відокремлена від КП, з жорстким, без міжосьового диференціала підключенням другої пари коліс і знижує поряд з'явилася в період між двома світовими війнами. Остання з них виключила всі сумніви в необхідності повного приводу. І, разом з тим, залишила питання собівартості і технологічності, термінів виготовлення транспортного засобу. Досить згадати, що популярний у вермахті Opel Blitz тільки у чверті примірників мав колісну формулу 4х4, така ж ситуація складалася в інших країнах, а Червона армія до кінця ВВВ так і не отримала аналогічного вантажівки. Зате Друга світова народила новий клас автомобілів. Ми пам'ятаємо ці імена: Вілліс МБ, ГАЗ-67, Schwimmwagen. Правда, на американській і російській машинах заради здешевлення виробництва не було "поніжайкі".

Незважаючи на те що з 1940 по 1945 роки було виготовлено менше двохсот седанів ГАЗ-61-73 і ще трохи фаетонів, тягачів і пікапів, модель залишила значний слід в історії радянського та світового автомобілебудування. Все-таки саме повнопривідну «емку» прийнято вважати першим комфортабельним всюдиходом.

Неповна на джипах проіснував більше 60 років. Для позашляховиків в повному розумінні цього слова — ідеальний варіант. Конструктивно простий, надійний навіть після того як для передачі моменту в «раздатке» почали використовувати не шестерні, а пластинчасту ланцюг Морзе. І, до речі, здатний економити паливо. Особливо, коли в трансмісії з'явилися ступичние обгонні муфти, що дозволяли роз'єднувати колеса з півосями, редуктором і карданним валом, що виключало додаткові механічні втрати. Для сучасного «позашляховика» цього вже так мало... Неповна не в змозі забезпечити стабільність поведінки на різних покриттях, дає переваги тільки в конкретних умовах (на бездоріжжі), в інших стаючи тягарем. Нарешті, він незручний і вимагає «вдумливого» застосування. Вимираючий вид! Як і ті рідкісні «динозаври», на яких він використовується — Jeep Wrangler, Land Rover Defender, УАЗи або TLC 70-й серії, що пропонується на деяких ринках.

Привід до передніх коліс в «раздатке» може бути організований або через шестерні, або за допомогою многорядной пластинчастої ланцюга Морзе. Перший варіант надійніше і ресурсно, другий тихіше. Втім, і ланцюг в змозі ходити довго, треба лише правильно користуватися 4WD і міняти масло. І шестерний привід може не дратувати слух — не дарма його використовують в легкових BMW і Mercedes.

Проблему зручності використання і керованості вирішили поверненням до схеми FWD і Quad з постійним повним приводом і примусово міжосьовим диференціалом — для бездоріжжя. Відкрив нову епоху в 1970 році Range Rover. Потім була наша «Нива», інші джипи. Зараз Повна застосовується на багатьох позашляховиках — Mercedes ML, Mitsubishi Pajero, ТШХ і TLC Prado, на тому ж Range Rover і Land Rover Discovery.

Гола механіка

З джипами та іншими усюдиходами все було ясно з самого початку — в будь-якому вигляді, але 4WD потрібен. На легкових же автомобілях повний привід приживався, немов донорський орган — довго і з ускладненнями. Будь то початок минулого століття або 80-і роки. Взяти хоча б Даймлер зразка 1907 року, більше відомий на ім'я власника — Дернбург-Wagen. П'ятиметровий гігант з семилітровим мотором і Повна непогано борознив африканські піски, проте так і залишився в єдиному екземплярі.

Дернбург-Wagen — неофіційна назва автомобіля Daimler, який створювався спеціально для директора однієї з німецький колоній в Африці Бернхарда Дернбурга. Машина вийшла прохідною, але дорогий. Через останній якості її не стали збирати в Росії, хоча така пропозиція була.

Всього лише за кілька штук було виготовлено гоночних італійських Bugatti типо 53 і американських Міллер FWD, розрахованих на асфальтові і грунтові траси. Характерно, що фіатовських інженери, які створювали типо, і власник компанії Гаррі Міллер обмінювалися досвідом. У підсумку боліди з'явилися одночасно, в 1932 році, і мали схожу трансмісію — постійний повний привід з трьома диференціалами. Вийшло дорого, не завжди надійно і для більшості представників автомобільного світу незрозуміло.


Що створювалися паралельно Bugatti Tipo 53 (ліворуч) і Міллер FWD (праворуч) не добилися яких би то не було спортивних результатів. Але виною тому не повний привід. Навпаки, 4WD допомагав на гравийки, яких на гонках того часу вистачало.

Думки про повнопривідної легковику повернулися в уми конструкторів у 50-і роки. Точніше, в два конкретні розуму — англійців Ролтом і Діксона, які заразили своєю ідеєю промисловця Фергюсона і створили в його фірмі невеликої седанчик Фергюсон R4. У всьому примітний був автомобільчик, але в нашому випадку — роздавальної коробкою. Британці вперше використали в ній диференціал. Всього лише додали додаткові шестерні, два пакети фрикционов і дві обгонні муфти. При пробуксовці однієї з пар коліс відповідна муфта затискала фрікціони на шестерні, і диференціал блокувався, забезпечуючи стабільність поведінки автомобіля в поворотах і кращий розгін на будь-яких покриттях.

Седан Фергюсон R4, створений в 1956 році, крім постійного повного приводу з диференціалом, ніс та інші ноу-хау — опозитний двигун, дискові гальма на всіх колесах і ABS. Автомобіль залишився прототипом.

Всі 50-60-ті роки компанія Фергюсона намагалася самостійно випускати повнопривідні легковика та прилаштовують свою розробку на сторону. Останнє вийшло лише одного разу — в 1966-71 рр.. дрібними партіями вироблялося повнопривідне купе Jensen Interceptor FF (FF — Формула Фергюсона). Саме він став першим серійним повнопривідним автомобілем з міжосьовим диференціалом. «Серія» теж була ексклюзивною — трохи більше 300 екземплярів.

Дженсен перехоплювач УС: під капотом розташовувалася крайслеровскій «вісімка» потужністю 325 л. с. Альтернативою "механіці" був 3-ступінчастий "автомат", плюс кермова рейка замість черв'яка-ролика і ABS. Але задня підвіска мала залежну схему і ресори.

Більш-менш масовим став інший автомобіль — позашляховик Jeep Wagoneer. У 1973 році він приміряв трансмісію Quadra-Trac, в своїй основі мала вищезазначену «раздатку». Через шість років з'явилася перша легкова масова модель. В умовах внутрішньої кризи керівництво фірми АМС ухвалило рішення «отліфтовать» наявний універсал Конкорді, запозичивши роздаточну коробку у Wagoneer. Вийшла модель Eagle — такий собі предок нинішніх Outback і Allroad. Випускав, до речі, в кузовах двох-і чотирьохдверний седан, фастбек і хетчбек. До 1987 року з конвеєра зійшло близько 200 тис. примірників. Відрізнявся «Орел» ще однією особливістю — обгонні муфти, блокуючі диференціал, були замінені силіконової рідиною.

Подібну маніпуляцію ще наприкінці 60-х років виробляв все той же Ролтом і інший англієць, Гарднер. Для чого? Обгінні муфти спрацьовували жорстко — диференціал різко блокувався, що негативно позначалося на керованості. У новому вузлі збереглися фрикційні диски, але робочим тілом виступала силіконова рідина. При пробуксовці коліс пакети, пов'язані з відповідними осями, оберталися з різними кутовими швидкостями. Зростала тиск і температура, рідина густіла і «прихоплювала» диференціал. Виходила досить м'яка його блокування.

AMC Eagle — перший автомобіль, чий міжосьовий диференціал для блокування приміряв вискомуфту. В іншому модель була досить тривіальна: 3-ступінчаста АКП, два двигуна, R4 і V6. Хіба що кузовів було багато. Але споживачеві «Орел» полюбився саме за його позашляхові можливості.

І все-таки Орла був далеко, за океаном. У Старому Світі масовий і легковий повний привід став відомий під маркою Audi і під ім'ям Quattro. З середини 80-х років німці стали використовувати міжосьова пристрій Dual-Drive Диференціал, запатентоване ще в 1958-му. Зараз цей вузол відомий всім під назвою Torsen (від моменту спрацьовування — чутливий до моменту). Він складався з набору черв'ячних і зубчатих шестерень і спочатку ділив тягу між передніми і задніми осями в співвідношенні 50:50. Але якщо віскомуфти спрацьовували тільки при пробуксовці, Torsen міг буквально «відчувати» різницю зчіпних властивостей в плямі контакту коліс. Іншими словами, реагувати на зміну крутного моменту на валах. І миттєво ще до початку «букса» перекидати на колеса з кращим зчепленням до 75% тяги. Те, що потрібно для стабільної керованості і підтримки високих швидкостей на будь-яких покриттях.

Постійний повний привід на серійних Audi з'явився в 1981-му. Центральний диференціал блокувався примусово. Через чотири роки німецькі інженери звернулися до Torsen 'у.

На жаль, згодом з'ясувалося, що й у «всесильного» Torsen є недоліки. Висока вартість виробництва, складності в компонуванні при поперечному розташуванні силового агрегату. Зрештою, сам принцип роботи, при якому повна втрата зчеплення одним з коліс означала мінімум моменту на трьох інших. Останній порок вирішували різними шляхами — примусовими механічними або електронними блокуваннями міжколісних диференціалів, ABS. І продовжують вирішувати — хоча б роботою системи стабілізації. Torsen не з'їхав зі сцени. На більшості моделей його використовує Audi, або, наприклад, Toyota (Land Cruiser). Однак через компонувальних складнощів і високої собівартості інженери рушили далі.

Torsen застосовується і як міжосьовий, і як міжколісний диференціал. Його можна зустріти і на джипах, де найчастіше він має примусове блокування.

Електронні реалії

Актуально виглядав взагалі відмова від міжосьового диференціала. Навіщо масової легковику з поперечним розташуванням агрегату зайві вага і вартість, коли отримати 4WD можна тієї ж віськомуфтой. Досить розмістити її у заднього редуктора — при пробуксовці передніх коліс блокуватиметься і передавати момент на задні. У середині 80-х за такою схемою був побудований VW Golf II і кілька японських моделей. Дешево і ефективно? Не зовсім так. Ніяк не регульована віскомуфта робила характер керованості автомобіля неоднозначним. Вихід був знайдений в іншому вузлі — муфті з тими ж фрикційними дисками, але блокуємими гідравлікою під наглядом електроніки.

Прийнято вважати, що перший подібний пристрій у шведського концерну Haldex з'явилося в 1992 році. Саме тоді фірма купила ліцензію на його виробництво у свого співвітчизника, одного з інженерів компанії SAAB. Серійно муфта з'явилася на VW Golf IV в 1998 році. Тим часом, за півтора десятиліття до цього з «мокрими» муфтами експериментували в Mercedes і Porsche. У 1989 році аналогічну отримав Nissan Skyline у ​​версіях GT-R і GTS4. А Subaru Leone оснащувався якоюсь подобою такого вузла ще в 1979-му. У седанів і універсалів з АКП була кнопка, яка подавала напругу на соленоїд, який керував гідроприводом, який стискав пакети фрикционов.

Ризикнемо заявити, що прообразом нинішніх паркетників, а точніше, їх систем повного приводу був ось такий седан Subaru Leone, чия муфта підключення задньої осі могла працювати в автоматичному режимі. Але з кнопки вона ще й повністю виключає з роботи.

Звичайно, зараз муфта Haldex — найбільш розкручений продукт, в чому чимала заслуга маркетологів. Хоча і з інженерної точки зору вона значно еволюціонувала. Пройшла ряд модернізацій: поміняла механічний насос на електричний, скинула у вазі, стала компактніше і оперативніше в роботі. Якщо раніше пакети замикалися тільки після пробуксовки передніх коліс, то з деяких пір Haldex зміг передавати на задню вісь до 5-10% моменту. Найостанніші муфти і зовсім здатні превентивно, виходячи з дорожньої ситуації і по командах борткомпьютера, підключати задні колеса. А електронна начинка дозволила налаштовувати систему під конкретний автомобіль. Скажімо, не секрет, що Haldex може перекидати на другу пару коліс до 100% моменту. Але програмне забезпечення в змозі скоротити цю цифру до 40, 60 або 80%, зробивши характер більш «передньопривідним» і зрозумілим.


Принципова відмінність систем Haldex і їм подібних від віскомуфти в тому, що стиснення дисків тут можна регулювати, передаючи на другу пару коліс стільки моменту, скільки необхідно в даній ситуації. Більш того, Haldex може робити це заздалегідь, керуючись інформацією від датчиків.

І знаєте, тепер Haldex тільки верхівка айсберга. Повний привід у BMW, ATTESA у Nissan, а скільки в останнє десятиліття з'явилося кросоверів і прокатників. І у всіх — ніякого постійного повного приводу, ніяких центральних диференціалів. Тільки муфта в приводі другої пари коліс. А вже її можна налаштовувати відповідно до рівня і ціною автомобіля. Забезпечувати переднатягнення фрикционов і прив'язку до безлічі датчиків. Або доповнювати лише примусовим блокуванням. Втім, муфта представляється логічною саме як елемент, що підвищує стабільність поведінки автомобіля на дорозі. Позашляховий її потенціал сильно обмежений. По-перше, багато виробників кросоверів не обтяжують себе пристроєм жорсткої блокування пакетів. По-друге, навіть вона не завжди рятує диски від перегріву і активного зносу. На жаль, повернення до механічних схемами на кросовери не передбачається.

У прокатників і кросоверів зараз не знайти передачу моменту «по металу» — тільки через «мокру» багатодискову муфту. В плюсах економія ваги і меншу витрату палива. Але сприймати такі машини як позашляховики можна — фрикціон не буде шестерні, їх не варто "рвати" на бездоріжжі, так і на асфальті теж.

І все-таки «залізо» не варто скидати з рахунків. Наприклад, Mercedes досі використовує на легкових моделях чесний диференціал, хоча і блокує його фрикціоном, причому без всякої електроніки. Mitsubishi і Subaru пішли далі. У Lancer Evo VII і Subaru Impreza WRX STi початку 2000-х років «центри», керовані процесором, можуть залежно від умов змінювати ступінь своєї блокування. До речі, Subaru тоді експериментувала навіть з диференціалом, чию жорсткість блокування можна було міняти з салону, коліщатком.

Ну а верх розвитку легкових повнопривідних систем — задній диференціал AYC на тому ж Lancer Evo VII і система SH-AWD на Honda Legend останнього покоління і Acura MDX. Ці вже здатні перерозподіляти момент між лівим і правим колесами, тобто управляти вектором тяги.

Сьогодні численні важелі управління повним приводом, а одно особливі алгоритми та умови його підключення, стають надбанням історії.

Настало майбутнє? Швидше, один з його варіантів, що залишився долею Lancer Evo. Думається, колись прийде той час, коли багатодискова муфта теж стане рудиментом. У всякому разі, у Toyota вже є повнопривідні гібриди, в яких тягу на другій парі коліс забезпечує електромотор...