Как работает электронная имитация блокировки межколесных дифференциалов EDL
На дворе 2015 год, муфты полного привода с реактивным алгоритмом работы уже остались в далёком прошлом, но тысячи автовладельцев до сих пор спорят о плюсах и недостатках того или иного типа полного привода.
Повторю основные моменты. Все современные системы автоматически подключаемого полного привода имеют превентивную блокировку, это значит, что момент на заднюю (подключаемую) ось передается ДО ТОГО, как передняя ось начнёт буксовать. Поэтому у всех современных кроссоверов момент всегда передается на обе оси (кроме случаев перегрева муфты, что может произойти если ее блокировка осуществляется электромагнитом, а не гидравликой).
Но стоит понимать один очень важный момент! У кроссоверов слишком малые ходы подвески, поэтому они очень легко ловят диагональное вывешивание, которое их полностью обездвиживает. Именно поэтому, когда вы видите, что один кроссовер «не едет», а другой проезжает это же препятствие играючи — это проблемы с настройкой электронной имитации межколесных блокировок дифференциалов.
К огромному сожалению, на рынке до сих пор существует огромное количество автомобилей с неадекватно работающей системой имитации межколесных блокировок. Не забывайте об этом.
И есть еще три момента:
• Первый — давление в муфте (и соответственно степень её блокировки) снижается пропорционально отклонению руля от нулевого положения (это сделано для того, чтобы не порвать трансмиссию на асфальте). Вспоминаем азы управления: разгоняются и тормозят только на прямых колёсах. Это значит, что все засадные места на бездорожье проезжают только с прямыми колесами. Начнёте бешено вращать руль — потеряете тягу на задней оси и застрянете.
• Второй — система электронной имитации блокировки дифференциалов (EDL) работает в узком диапазоне оборотов примерно от 1500 до 3000. Почему? На низких оборотах она задушит двигатель, на высоких — сожжёт колодки. При этом EDL незаменима для дорожной машины с короткоходной подвеской, чтобы не быть беспомощной на сложном рельефе. Что это значит на практике? Если вы пойдёте ходом преодолевать засадный участок, например на 4000 оборотах — EDL работать просто не будет и разгрузив два колеса по диагонали машина встанет. Поэтому очень важно держать стабильные 2500 оборотов при прохождении сложных препятствий.
• Третий — при движении вне асфальта крайне рекомендуется отключать антипробуксовочную систему ASR, которая ограничивает тягу при пробуксовке колес. Во многих ситуациях для уверенного движения по нестабильному грунту необходима небольшая (!) пробуксовка колес, так лучше самоочищается протектор и машина легче движется вперед.
что такое имитация полного привода
Настоящий полный привод или имитации блокировок – что лучше на бездорожье?
Какой полный привод эффективнее? Адепты УАЗов, «Нив» и прочих заслуженны ветеранов офф-роуда идут в атаку с железобетонным аргументом: чем проще, тем надёжнее. Почитатели современной школы апеллируют к универсальности новых схем полного привода: они повышают активную безопасность автомобиля на ровных дорогах (например, в дождь или снег) и, кроме того, не пасуют перед лёгким бездорожьем.
Простой полный привод
И правда, в отечественных и старых (что, в общем, одно и то же) внедорожниках не встретить самоблокирующихся дифференциалов и хитроумных муфт, умеющих перераспределять тягу в зависимости от условий движения. Вместо всех этих «излишеств» там стоят честные железные дифференциалы, которые ничего не умеют сами распределять. Зато не знают, что такое перегрев, износ фрикционов или отказ управляющей электроники. Эти машины просты как топор, за что их и любят до сих пор не только в России.
Казалось бы, что может быть эффективнее старого-доброго железного УАЗа или Нивы в грязи? Оказывается, может. Просто нужно понимать техническую суть вопроса
Схема полного привода с имитацией блокировок
А ведь абсолютному большинству покупателей кроме как доехать последнюю пару километров до дачи по раскисшей грунтовке и не требуется. И тогда адепты старой школы снова делают выпад: да на ваших «недовнедорожниках» вместо честных блокировок сплошь имитации! Поймаете диагональ – с места не сдвинетесь!
Диагональное вывешивание – ситуация, при которой два из четырёх колёс, расположенные по диагонали, находятся в воздухе. Если межколёсные дифференциалы не имеет возможности блокировки, то даже полноприводный автомобиль будет буксовать: дифференциал каждой оси будет раскручивать то колесо, которое ему проще. То есть, висящее в воздухе.
Отчасти критикующая сторона права: на доброй половине современных кроссоверов массового и среднего ценового сегмента полный привод практически беспомощен на бездорожье. Весь внедорожный арсенал зачастую ограничивается возможностью заблокировать межосевую муфту (она же выполняет роль межосевого дифференциала). Но всё равно, долго так по грязи не покатаешься – не предназначена эта функция для длительного использования. Да и от «диагоналки» центральная блокировка всё равно не спасёт: как говорилось выше, свободные межколёсные дифференциалы не сдвинут повисшую на двух колёсах машину с места. Чтобы выбраться из геометрической засады, необходимо либо заблокировать хотя бы один межколёсный дифференциал, либо… сымитировать эти блокировки! Хотя бы частично.
УАЗ Патриот имеет огромные ходы подвесок, но вывесить можно любой автомобиль. И в показанной ситуации автомобиль без ESP с имитациями (до середины 2016 года) будет висеть, беспомощно вращая вывешенной парой колёс. При всей своей брутальности и «железности»
Что такое имитация межколесной блокировки
Имитация межколёсной блокировки – одна из функций системы стабилизации (ESP), которая позволяет увеличивать крутящий момент на колесе, имеющее лучшее сцепление. Технически реализуется штатными тормозными механизмами, управляемыми гидроблоком ABS. Датчики угловых скоростей колёс определяют, какое колесо пробуксовывает, и притормаживают его суппортом (или барабаном). Соответственно, крутящий момент на другом колесе оси возрастает – за счёт чего машина двигается вперёд.
Плюсы и минусы имитаций блокировок
Имитация выгодно отличается от механической блокировки тем, что конструктивно дифференциал остаётся самым обычным. Следовательно, нет усложнения, утяжеления и удорожания конструкции.
Минус же заключается в том, что подтормаживанием буксующего колеса передать 100% тяги на колесо стоящее на земле нельзя. Точнее, можно, но удаётся это далеко не всем – по ряду объективных причин, к которым вернёмся ниже.
Внедорожники – с блокировкой и без
И, наконец, мы вплотную подошли к другой стороне поставленного в заглавии вопроса. Напомню, что критика приверженцев классического полного привода основывается на незыблемом убеждении: если нет жёсткой блокировки, то все эти новомодные имитации – как мёртвому припарка. Но на 2021 год это абсолютно не соответствует действительности! Да, по-прежнему полно самых что ни на есть паркетников, иные из которых пасуют даже перед обычным городским бордюром. Но если уж сравнивать по-честному, то и оппонентов «настоящим внедорожникам» нужно выбирать из лучших образцов «не настоящих».
Конечно, артикуляция подвески кроссоверов не сравнится с полноценными внедорожниками. Но во многих нештатных ситуациях, как бы некоторым ни хотелось иного, решает именно крутящий момент и электронные помощники. И по факту «современные игрушки» часто выгребают там, где садятся старые машины с примитивным конструктивом
Итак, в каком случае имитации прекрасно работают и реально спасают на пересечённой местности. По сути, ключевых пунктов всего два.
Маркетинг полного привода
Наконец, не стоит сбрасывать со счетов и чисто маркетинговый момент. Нередко два кроссовера одной и той же марки едут на пересечёнке абсолютно по-разному. Дешёвый не едет вообще (хоть и с полным приводом), а флагманская модель вполне себе бодро преодолевает диагонали. И дело тут далеко не всегда в дикой мощности последнего – зачастую соотношение массы и мощности у них одинаковое, а то и в пользу более дешёвой модели. Просто статус обязывает, что называется. И это именно к вопросу важности настроек на этапе проектирования.
Что выбрать: полный привод или имитацию блокировок
Во-первых, если уж говорить о слабых способностях к внедорожным подвигам современных автомобилей, то следует уточнять, к кому именно это относится. Ведь если какая-нибудь «Шевроле Каптива» при малейшем вывешивании будет беспомощно дёргаться и месить свободными колёсами воздух, то «Шкода Кодиак» проедет эту засаду играючи, слегка похрустывая тормозными механизмами. Да и базовый УАЗ «Хантер» или классическая «Нива», не имеющие ни межколёсных блокировок, ни их имитаций, повиснут на той же диагонали гарантированно (если не проскочат ходом). Что же касается именно внедорожников, то есть машин на раме, часто на мостах и с огромными ходами подвески, то здесь тем более очевидна необъективность нападок староверов. Не верите? Тогда можете посмотреть ролик ниже. В нём более чем наглядно показана работа электронных внедорожных систем на тяжёлых рамных машинах.
Даже в современных исполнениях автомобили Land Rover являются отличным примером сохранения внедорожных качеств при исключительном уровне комфорта и оснащения. Так, флагманская модель Range Rover и по сей день прекрасно чувствует себя в грязи, заставляя иной раз краснеть многих представителей старой школы джипостроения.
Проходимость для «легковушки»: виды блокировок дифференциала и их применение
Обзор бюджетных переднеприводных кроссоверов в очередной раз вызвал у наших читателей вопрос: можно ли повысить проходимость при отсутствии дорогой и громоздкой системы полного привода, как у Mercedes или Audi, и если да, то почему это так мало заботит производителей? Попытаемся разобраться в этом, рассмотрев несколько вариантов решения проблемы, которые, по сути, сводятся к одному: заставить межколесный дифференциал отказаться от выполнения своих прямых обязанностей.
Кондуктор, нажми на тормоза.
Дифференциал — непременный атрибут любого автомобиля, имеющего пару ведущих колес, между которыми механическим способом распределяется крутящий момент от одного источника (двигателя). Исключение — картинг, где техника прохождения поворотов основана на скольжениях ведущих колес, а вопросы надежности и долговечности волнуют кого-либо в последнюю очередь. Практически любой свободный дифференциал представляет собой нехитрый планетарный механизм, позволяющий правому и левому колесам реализовать равный крутящий момент при различной скорости вращения, без чего не обойтись при поворотах. Но в этом и главный недостаток: стоит одному из колес вывеситься или попасть на скользкое покрытие — крутящий момент на нем падает практически до нуля, а следом останавливается и противоположное колесо, еще имеющее контакт с поверхностью, поскольку специфика работы дифференциала лишает момента и его. Бытует ошибочное представление, что в этом случае вся тяга перераспределяется на скользящее колесо, и хотя на самом деле это не так, результат не меняется: нет зацепа — нет движения.
Как мы действуем, если некому вытолкать машину из засады? Пытаемся либо подложить что-то под буксующее колесо, либо загрузить его, чтобы увеличить силу трения, создав тем самым крутящий момент, причем не только на этом колесе, но и на втором, как следует из принципа действия дифференциала. Но то же самое можно сделать с помощью тормозов, на чем и базируется электронная имитация блокировки дифференциала: по сигналу датчиков скорости вращения (как правило, тех же, что работают с АБС) колесо «прихватывается» тормозным механизмом — и дело, как говорится, в шляпе. Этот способ используется главным образом на полноприводных кроссоверах и внедорожниках, но концерн PSA, например, реализовал его в системе Grip Control на переднеприводниках Peugeot 3008 и 2008. Причем тут интерес представляет не столько само наличие электронной имитации блокировки, сколько различные алгоритмы работы: в режимах «снег», «бездорожье» и «песок» буксующее колесо притормаживается с разной интенсивностью. И максимальная допустимая скорость у каждого режима тоже своя: для езды по снегу, по мнению французов, достаточно 50 км/ч, по грязи можно двигаться не быстрее 80 км/ч, а в «песчаном» режиме — до 120 км/ч. Ведь чем жестче блокировка, пусть даже электронная, — тем более проблемной становится управляемость (вспомним о картинге).
Дифференциал автомобиля Porsche Cayenne в разрезе
Карданный вал (1) через коническую зубчатую передачу передает вращение на корпус дифференциала (2). Корпус дифференциала через независимые друг от друга шестерни (сателлиты) (3) вращает полуоси (4). Такое зацепление имеет не одну, а две степени свободы, и каждая из полуосей вращается с такой скоростью, с какой может. Постоянна лишь суммарная скорость вращения полуосей
Однако система Grip Control и ей подобные «завязаны» не только на тормоза: они могут варьировать чувствительность электронной педали акселератора и даже «душить» двигатель, дабы не допустить закапывания колес. А если попроще, без всякой электроники? Еще в незапамятные времена отдельные умельцы ставили на ВАЗовскую «классику» два «ручника» вместо одного, по одному на каждое колесо, именно для того, чтобы при случае легче было выбраться из снега или грязи. Действительно, чего проще: забуксовал, посмотрел, какое колесо вращается вхолостую, — его и притормозил, ведь иногда требуется всего несколько оборотов, и порой помогает даже штатный стояночный тормоз. Разумеется, в массовом производстве ничего подобного никогда не было и не предвидится, да и в тюнинге чаще используется другой подход к проблеме пробуксовки.
LSD или блокировка?
Суть второго подхода — вмешательство в конструкцию самого дифференциала, ставящее своей целью сделать его, если можно так выразиться, менее дифференциальным. Грубо говоря, в определенный момент его нужно превратить в обычную пару шестерен, как у того же карта, заставляющую колеса вращаться с равной скоростью либо в зависимости от условий движения, либо невзирая на них. В первом случае эксплуатируются самоблокирующиеся дифференциалы, они же дифференциалы повышенного трения, а в англоязычной литературе чаще используется термин «дифференциал ограниченного скольжения» (LSD, Limited Slip Differential), что, в принципе, то же самое. Сущность соответствует названиям: до определенного момента узел «терпит» разность скоростей вращения колес или крутящего момента, но потом блокируется за счет той же силы трения либо полностью, либо частично. Момент и степень блокировки могут быть разными, равно как и конструкция: знаменитый червячный Torsen, кулачковый (легендарная «шишига» ГАЗ-66), цилиндрический, дисковый и т. д. Частным случаем LSD можно считать и вискомуфту, где трение возникает в специальной жидкости.
LSD конического типа
«Самоблок» считается более радикальным и эффективным решением, чем подтормаживание колес, хотя очень многое зависит от конкретной конструкции и настройки. Для примера рассмотрим винтовой дифференциал типа Quaife, предлагаемый тюнинговыми фирмами для автомобилей ВАЗ, УАЗ и даже для иномарок: его устанавливают вместо штатного дифференциала, и цена вопроса не так уж велика, порядка 10-30 тысяч рублей, в зависимости от модели. Как и обычный дифференциал, это планетарная конструкция, но нарезка зубьев шестерен тут похожа на резьбу винта, на что намекает и само название. Когда одно из колес начинает пробуксовывать, шестерни-сателлиты, находящиеся в зацеплении с полуосевыми шестернями, начинают проворачиваться, как в обычном свободном дифференциале. Однако этому препятствует трение, которое создается между сателлитами и корпусом механизма под действием центробежных сил, плюс сопротивление довольно велико и в самих винтовых парах, — это заставляет всю конструкцию вращаться почти как единая ось, хотя и с небольшим проскальзыванием, недаром блокировка называется частичной.
Как показывает опыт эксплуатации Грант и Калин с такими дифференциалами, они действительно повышают проходимость, позволяют увереннее стартовать на скользком покрытии и даже обостряют «чувство руля», что импонирует активным водителям. Но есть и обратная сторона медали: чем выше степень блокировки (а она задается конструктивно, и варьировать ее нельзя), тем сильнее поведение машины с «самоблоком» отличается от дорожных манер «гражданских» автомобилей. Для машин с задним приводом это не столь критично, но переднеприводные, коих нынче подавляющее большинство, требуют от водителя большей концентрации, а часто — и просто больших физических усилий в процессе управления. Ведь при передаче крутящего момента в повороте, особенно при добавлении или сбросе «газа», дифференциал повышенного трения стремится уравнять скорости вращения управляемых колес, что, как правило, выражается в сильной недостаточной поворачиваемости, — машина, как говорят, «упирается». К тому же, остается актуальным вопрос надежности и ремонтопригодности, поэтому сфера применения «самоблоков», как правило, ограничивается кругом энтузиастов различных видов автоспорта.
Обычному же водителю нужно совсем другое — выбраться из сугроба или преодолеть размытую грунтовку по дороге на дачу, но в штатных условиях движения не жертвовать управляемостью и комфортом. Для этого лучше всего подходит принудительная блокировка дифференциала, которая в большинстве случаев бывает полной, — как, например, сделано на нашей «Ниве», только не в межколесном дифференциале, а в межосевом. Он имеет обычную свободную конструкцию, но дополнен зубчатой муфтой, замыкающей одну из шестерен на корпус, который играет в планетарной передаче роль так называемого водила. В итоге происходит то же самое, что и в «самоблоке», но без всякого проскальзывания: дифференциал превращается в ту самую жесткую передачу, о какой было сказано выше. Причем если у «Нивы» водитель должен перемещать муфту вручную, с помощью специального рычага, то у современных автомобилей ее привод может быть и гидравлическим, и пневматическим, и электрическим. Последний, по всей видимости, и используется в трансмиссии квазикроссовера Fiat Weekend, о котором шла речь в нашем обзоре.
Не в этой жизни?
А теперь о самом грустном: почему ни один из описанных методов повышения проходимости не используется в массовых и недорогих моделях, доступных россиянам? Оставим в стороне иномарки, но тот же АВТОВАЗ, на первый взгляд, вполне мог бы озадачиться копеечной для такого гиганта задачей — предложить в качестве опции блокировку дифференциала, подобно бразильскому Фиату. Но вспомним, во-первых, что нынче завод принадлежит концерну Renault-Nissan, практикующему жесткую экономию, — это с одной стороны, а с другой — до сих пор не удается справиться с фирменным воем ВАЗовских коробок передач, — до блокировок ли тут. Впрочем, был в Тольятти один человек, который мог бы эту сказку сделать былью, и фамилия у него почти сказочная — Андерссон. Продержись он у руля АВТОВАЗа еще пару лет и узнай о бразильском опыте — возможно, и увидели бы мы опционную блокировку дифференциала или ее электронную эмуляцию на моделях с приставкой Cross, крестным отцом которых и был шведский топ-менеджер. Но история не знает сослагательного наклонения, и теперь тюнинговых дел мастера могут не опасаться конкуренции со стороны автогиганта. Кстати, интересно, как скоро будет готов «самоблок» для Весты?
Принцип работы электронной блокировки дифференциала
Электронная блокировка дифференциала — это система, имитирующая блокировку дифференциала стандартной тормозной системой автомобиля. Она предотвращает пробуксовку ведущих колес при трогании с места, ускорении на скользкой поверхности или поворотах.
Обратите внимание, что электронная блокировка имеется во многих современных машинах.
Далее давайте посмотрим, как работает электронный дифференциал, а также его использование, конструкцию, преимущества и недостатки.
Как работает электронная блокировка
Система, имитирующая блокировку дифференциала, работает циклически. Его работа состоит из трех этапов:
На первом этапе (когда ведущее колесо начинает пробуксовывать) блок управления получает сигналы от датчиков скорости вращения колес и на их основе принимает решение о начале работы. Переключающий клапан закрывается, и открывается клапан высокого давления в гидравлическом модуле ABS. Насос ABS создает давление в рабочем цилиндре проскальзывающего колеса. При повышении давления тормозной жидкости буксующее ведущее колесо тормозится.
Вторая фаза начинается с прекращения пробуксовки колеса. Система моделирования блокировки межколесного дифференциала определяет тормозное усилие, достигаемое за счет удерживающего давления. В этот момент насос перестает работать.
Третий этап — колесо перестает пробуксовывать и давление сбрасывается. Переключающий клапан открывается, а клапан высокого давления закрывается.
Все три фазы электронного дифференциала повторяются по мере необходимости.
Обратите внимание, что система работает при скорости автомобиля от 0 до 80 км/ч.
Конструкция блокировки и ее основные элементы
Электронная блокировка дифференциала основана на антиблокировочной тормозной системе (ABS) и является неотъемлемой частью системы курсовой устойчивости (ESC). Имитация блокировки отличается от классической системы ABS тем, что она может независимо увеличивать давление в тормозной системе автомобиля.
Рассмотрим основные составляющие системы:
Обратите внимание, что электромагнитные клапаны и насос являются частью гидравлического узла АБС.
Типы электронных блокировок дифференциала
Система противоскольжения установлена на автомобилях многих автопроизводителей. Однако системы, выполняющие одни и те же функции в разных автомобилях, могут иметь разные названия. Рассмотрим самые известные: EDS, ETS и XDS.
EDS — это электронная блокировка дифференциала, которую можно найти в большинстве автомобилей (например, Nissan, Renault).
ETS (Electronic Traction System) — система, аналогичная EDS, разработанная немецким производителем автомобилей Mercedes-Benz. Этот тип электронного дифференциала выпускается с 1994 года. Mercedes также разработал усовершенствованную систему 4-ETS, способную тормозить все колеса автомобиля. Он устанавливается, например, на среднеразмерные кроссоверы премиум-класса (М-класс).
XDS — это расширенный EDS, разработанный немецким производителем автомобилей Volkswagen. XDS отличается от EDS дополнительным программным модулем. В XDS используется принцип поперечной блокировки (торможение ведущих колес). Этот тип электронного дифференциала разработан для увеличения тяги и улучшения управляемости. Система немецкого производителя исключает недостаточную поворачиваемость автомобиля при прохождении поворотов на высокой скорости (этот недостаток при движении присущ переднеприводным автомобилям) и управляемость становится более точной.
Основные преимущества системы
Использование
Электронный дифференциал, являющийся функцией противобуксовочной системы, используется во многих современных автомобилях. Имитацию блокировки используют такие производители автомобилей как: Audi, Mercedes, BMW, Nissan, Volkswagen, Land Rover, Renault, Toyota, Opel, Honda, Volvo, Seat и другие. При этом EDS используется, например, в Nissan Pathfinder и Renault Duster, ETS — в Mercedes ML320, XDS — в Skoda Octavia и Volkswagen Tiguan.
Системы моделирования блокировки стали очень популярными благодаря своим многочисленным преимуществам. Электронный дифференциал оказался наиболее практичным решением для среднего городского автомобиля. Предотвращая пробуксовку колес при трогании автомобиля, а также на скользком дорожном покрытии и в поворотах, она значительно облегчила жизнь многим автовладельцам.
Все, что надо знать о полном приводе. «Честный» и не очень
Настоящая снежная зима дает повод задуматься о полном приводе, тем более что AWD-версии автомобилей теперь куда более распространены и доступны, чем раньше. Но что следует учитывать при выборе полноприводного автомобиля, от чего зависит его проходимость и управляемость, какова, наконец, цена вопроса? Будем разбираться!
Название одно – технологии разные
Само по себе словосочетание «полный привод» или «все ведущие» говорит лишь о том, что тяга подается на все колеса. Но способы могут быть разными, даже если говорим про автомобили одного производителя. Как правило, под одним фирменным обозначением скрываются принципиально разные технологии. Скажем, Quattro у Audi – это и постоянный полный привод с межосевым дифференциалом Torsen на больших моделях, и автоматически подключаемый через многодисковую муфту на компактных.
Более того, некоторые модели могут предложить сразу несколько вариантов полноприводных трансмиссий. Так, реализация полного привода на Subaru всегда зависела от версии двигателя и коробки: атмосферные версии с МКПП оснащались постоянным полным приводом, с АКПП – подключаемым, а «заряженные» турбо имели свои оригинальные решения в AWD-трансмиссии.
Классический Mercedes Gelandewagen может иметь как постоянный, так и подключаемый полный привод в зависимости от серии. Ну а Jeep Grand Cherokee традиционно предлагает выбор из нескольких вариантов трансмиссии. Все это – следствие развития технологий и разных требований к технике в зависимости от ее позиционирования.
Рекомендуем прочитать:
Разумеется, у каждого типа полного привода – свои преимущества и недостатки. Собственно поэтому существует такое разнообразие и дальнейшее развитие конструкций. Также заметим, что в рамках одной схемы могут применяться разные технические решения (это касается конструкции дифференциалов, блокировок, многодисковых муфт, вспомогательной электроники). В итоге автомобили с одним типом привода могут ехать совершенно по-разному.
Завидное постоянство
Самым «честным» считается постоянный полный привод: тяга подается на обе оси всегда, ну а то, как она распределяется, зависит от конструкции межосевого дифференциала и возможности его блокировки. Старые модели Audi с продольным расположением двигателя, Subaru с атмосферным двигателем и механической коробкой передач, некоторые модели Mitsubishi (Lancer, Galant, RVR, 3000GT и первое поколение кроссовера Outlander) имеют симметричный дифференциал с распределением 50:50 и автоматической блокировкой (механической или с помощью вискомуфты).
Но последнее время легковые модели, особенно «заряженные» (свежие модели Audi, Subaru WRX STI), оснащают несимметричным дифференциалом с распределением тяги в пользу задней оси – это делает ездовой характер автомобиля более «острым» и предсказуемым. Дело в том, что при распределении 50:50 реакции на управляющие действия слишком противоречивые: автомобиль ведет себя то как передне-, то как заднеприводный. Отдавая приоритет задней оси, конструкторы снижают вероятность недостаточной поворачиваемости и задают повадки автомобиля классической компоновки (избыточная поворачиваемость при этом контролируется ESP).
Впрочем, современные легковые модели и кроссоверы все чаще оснащаются автоматически подключаемым полным приводом с многодисковой муфтой. Чем не угодила классическая конструкция с межосевым дифференциалом? Она достаточно дорогая, ее сложно применять при поперечном расположении двигателя, к тому же она провоцирует повышенный расход топлива. А посему такой тип доступен лишь на достаточно крупных и дорогих автомобилях.
Что удивительно, постоянный полный привод на внедорожниках применяется сравнительно нечасто. Конечно, им могут похвастать «Нивы», практически все модели Land Rover, Mercedes Gelandewagen W463 и, конечно, ML всех поколений. И все же…
Водитель сам подключит
И все же большинство классических внедорожников имеет подключаемый полный привод. Взять тот же Gelandewagen, но более ранней серии W460 и «утилитарной» W461. Или рамные модели Mitsubishi с EasySelect. Или практически любой УАЗ. Или даже крохотный Suzuki Jimny. Все эти автомобили оснащены трансмиссией Part Time: постоянный привод на задние колеса и жестко подключаемый передний мост. Это типичная схема для серьезных «проходимцев», потому что такая конструкция не обременена «лишними» деталями и весьма вынослива на бездорожье.
Однако из-за отсутствия межосевого дифференциала управляемость автомобиля в режиме 4WD достаточно специфична, а чтобы не «порвать» трансмиссию и шины, использовать режим полного привода можно только на покрытиях со слабонесущим грунтом или минимальным сцеплением. На всех же остальных (то есть практически всегда на дорогах общего пользования) доступен только задний привод. Выходит, большую часть времени грозные внедорожники имеют лишь привод на задние колеса.
Что же, некоторые производители усложняют трансмиссию, добавляя межосевой дифференциал. То есть имеется режим 2WD и 4WD, но его также можно использовать на любом типе покрытий. Ну а для наиболее сложных условий предусмотрена автоматическая или принудительная блокировка межосевого дифференциала. Такие режимы имеет, например, знаменитая система Super Select на внедорожниках и пикапах Mitsubishi.
Всем заведует муфта
Ну а современные легковые автомобили и кроссоверы оснащаются автоматически подключаемым полным приводом. И если в конце ХХ века производители использовали простенькие вискомуфты (Volkswagen Golf II Syncro, Suzuki Swift/Subaru Justy), автоматически подключающие заднюю ось при пробуксовке передних колес, то затем стали массово применять более сложные и дорогие, но срабатывающие куда быстрее и точнее электронно-управляемые многодисковые муфты.
Пожалуй, наиболее известна муфта Haldex, которая активно используется на автомобилях разных марок (Volkswagen, Ford, Volvo и т.д.). А в современных BMW (начиная с кроссовера Х3 первого поколения образца 2003 года) используется фирменная система xDrive: муфта подключает переднюю ось, ведь постоянный привод осуществляется на задние колеса.
Да, есть и недостатки, в основном по части выносливости и запаса прочности, отчасти – с точки зрения эффективности. Но ведь если говорим про легковые модели и кроссоверы, которые по определению не предназначены для экстремальной эксплуатации на бездорожье, возможностей муфты для них, как правило, достаточно.
Без блокировок никуда
«Все ведущие» звучит красиво. Но это выражение верно ровно до тех пор, пока одно или несколько колес не окажутся разгруженными или не попадут на гораздо более скользкое покрытие, чем то, с которым контактируют остальные. Вот тут-то и выясняется, что крутящего момента на колесах нет вообще!
Конечно, во всем виноваты дифференциалы, которые допускают вращение приводных валов с разными скоростями. В итоге в совершенно безобидной ситуации остановится даже брутальный внедорожник, лишенный блокировок. Для легковых моделей проходимость не так принципиальна, полный привод у них – для скорости и стабильности на скользких покрытиях. Но и здесь свободные дифференциалы могут сыграть злую шутку: без блокировок или их электронных аналогов заставить машину ехать по дуге под тягой так, как надо, не так-то просто. И опять же любой заезд в сугроб или попытка «взять» обледеневшую горку может обернуться фиаско.
В общем, без блокировок никуда. Как минимум должна быть центральная – она позволит гарантированно передавать тягу на обе оси. На классических внедорожниках с Part Time передняя ось и так подключается жестко, а межосевой дифференциал имеет автоматическую или принудительную механическую блокировку.
На легковых моделях с постоянным полным приводом обычно используют самоблокирующийся межосевой дифференциал. Например, знаменитый Torsen на Audi (хотя на самых ранних моделях применялась механическая принудительная блокировка). На японских моделях помимо самого дифференциала дополнительно применялась вискомуфта – именно в качестве блокировки.
Ну а на «заряженных» версиях (Subaru WRX STI, Mitsubishi Evo) степень блокировки «центра» при помощи электронно-управляемой муфты можно регулировать в автоматическом или ручном режиме, что важно при активной езде. Внедорожники же, как правило, оснащаются принудительной блокировкой «центра».
На моделях с автоматически подключаемым полным приводом сама муфта может блокироваться, передавая в определенном соотношении тягу по осям. Это происходит либо в автоматическом режиме, либо в ручном (позиция Lock для контроллера). Правда, большинство муфт не рассчитано на длительное функционирование в таком режиме.
Межосевая блокировка гарантирует, что как минимум одно заднее и одно переднее колеса точно будут вращаться. Но достаточно «словить» диагональное вывешивание – и вы снова никуда не едете: разгруженные колеса буксуют, нагруженные лишены тяги из-за отсутствия межколесных блокировок. Именно по этой причине многие внедорожники и кроссоверы часто имеют опционную блокировку на задней оси, автоматическую (механический самоблок или вискомуфта) или принудительную. Задней блокировкой (в том числе управляемой по жесткости) могут оснащаться и спортивные версии автомобилей.
А вот на передней оси принудительная межколесная блокировка применяется довольно редко, разве что на серьезной внедорожной технике. На спортивных версиях легковушек порой встречается «самоблок». А вообще современные автомобили все чаще оснащаются электронной имитацией блокировок, так что вопрос решается просто на другом уровне.
Зато при условии грамотной настройки можно получить межколесные блокировки (ладно, их имитации) на обеих осях, и это значительно повышает эффективность полного привода в различных режимах. Особенно при совместной работе со вспомогательными средствами активной безопасности. Но повторимся: многое зависит от качества настройки систем. Если производитель решил сэкономить на софте и тонких настройках, результат будет так себе.
Наш вердикт
Удобство использования полного привода зависит от его типа. Отчасти это касается и ездового характера. А вот эффективность в большей степени связана с блокировками или их электронной имитацией. Без них о хорошей проходимости и отменных ходовых качествах остается лишь мечтать! А ведь это важно: многие покупают полноприводные автомобили как раз в расчете на лучшую проходимость и безопасное поведение на дороге. И вот тут могут быть неприятные сюрпризы. Но подробнее об этом – в следующий раз.
Система ESP, как имитация полного привода
Ассистент стал продуктом эволюционного развития антиблокировочной системы тормозов. Оба помощника стали для водителя незаменимыми элементами активной безопасности автомобиля, без которых сегодня на дороге уже нельзя обойтись.
Системы ESP — назначение и принцип действия
Назначение системы нельзя назвать с позиции одной функции. Задействование ESP возможно в различных ситуациях — от предотвращения заноса до противодействия пробуксовке в трудных дорожных условиях.
Система динамической стабилизации получила свое развитие от антиблокировочной системы торможения. В режиме постоянного времени контролируется угловая скорость вращения каждого из колес, и собираемая информация анализируется по ряду алгоритмов. На основании этих сведений принимается решение о необходимости автоматического регулирования скорости вращения.
Пример работы системы ESP отображается в таких ситуациях:
- при «сносе» передней оси на большой радиус в повороте, подтормаживается заднее колесо, возвращая машину на траекторию;
- в начальной стадии заноса, тормоза «обхватывают» переднее колесо, создавая момент вращения в противоположную сторону.
С наработкой опыта, обучить синхронной работе электронный блок управления, несколько датчиков и тормозную систему, не сложно. Этим и воспользовались производителей автомобилей, заменяя полный привод установкой нескольких режимов движения при управлении автомобиля водителем.
Как ESP может заменить полный привод
Опытный водитель подтвердит истину, что машину с полным приводом труднее ввести в занос, но и сложнее потом восстановить равновесие. Система ESP, напротив, больше направлена на поддержание равновесия на автомобиле с моноприводом, но не сможет заменить передачу крутящего момента на все колеса.
Пример удачной работы системы курсовой устойчивости не сложно представить, если рассмотреть раскисший от весенних дождей затяжной подъем с глинистой почвой на сельской улице.
Такой участок лучше «штурмовать» без изменения передачи (на «механике») с постоянным уровнем подачи топлива. Еще одним условием является достаточная тяговитость мотора, что важно в конце подъема, где темп движения уже потерян.
Основной причиной снижения скорости является глинистое покрытие, когда одно из колес периодически пробуксовывает. Вот здесь ESP распознает схожую фазу начала «заноса», подтормаживая буксующее колесо.
До этого, с целью ликвидации пробуксовки, частично снижали энергетическую отдачу мотора. «Задушенный» мотор в экстремальной ситуации не мог показать все свои способности, чтобы помочь водителю вытянуть машину. Теперь настройки компании скорректировали. Проходимость машины даже на одной оси значительно увеличилась.
Сравнительный пример двух комплектаций автомобиля
Примером удачной настройки электронных ассистентов водителя стала Lada Xray. В первоначальном варианте машина имела несколько модификаций с установленной системой ESP:
- без клавиши отключения электронного «помощника»;
- с кнопкой «ESP Off».
Не всегда корректная работа электроники не давала проявить себя 122-сильному двигателю. Отключение системы позволяло использовать пробуксовку колес, что позволяло преодолевать небольшие участки весенне-осенних распутных дорог.
Сегодня Cross-версия Lada XRAY наделена тумблером задачи ездовых режимов, где помимо варианта поездки «Sport», есть режимы «Песок» и «Зимний». При таких настройках не отключается работа ESP, но допускается возможность легкой пробуксовки. Это дает возможность полнее использовать резервы двигателя.
Аналогичные варианты предлагают и другие разработчики, где выбирать приходится между приводом на все колеса и моно приводом с ESP. При этом полный привод часто остается только подключаемым в сложных условиях.
Что значит имитация полного привода?
Полный привод – это система передачи мощности на все колеса автомобиля. В таких автомобилях двигатель передает крутящий момент не только на передние или задние колеса, но и на оба набора одновременно. В результате, полный привод предоставляет автомобилю намного лучшую сцепляемость с дорогой и улучшенные ходовые качества.
Однако не все автомобили оснащены полным приводом. Некоторые автомобили имеют только передний привод или задний привод, что может ограничивать их способность справляться с сложными условиями на дороге, такими как слякоть, снег или бездорожье. Именно для решения этой проблемы была разработана концепция имитации полного привода.
Имитация полного привода – это система, которая позволяет автомобилю с передним или задним приводом эмулировать работу полного привода. Она использует различные технологии и механизмы, чтобы распределить крутящий момент на все колеса автомобиля, увеличивая сцепление и способность преодолевать труднопроходимые участки дороги.
Имитация полного привода обычно основана на системе управления тягой и стабилизации автомобиля. Она может использовать антиблокировочную систему тормозов (ABS), систему контроля стабильности (ESP) и другие электронные устройства для определения условий на дороге и автоматического перераспределения крутящего момента между колесами. Это позволяет автомобилю даже с предназначением для переднего или заднего привода иметь преимущества полного привода в сложных условиях.
Что такое имитация полного привода?
Имитация полного привода – это технология, которая позволяет автомобилю с передним приводом создать эффект полного привода, без необходимости установки дополнительных механизмов. Вместо использования физического привода на задние колеса, эта технология использует электронные системы и систему управления трансмиссией для распределения мощности между передними и задними колесами.
Одним из основных методов имитации полного привода является применение системы электронного контроля тяги (Electronic Traction Control, ETC). Эта система мониторит вращение колес и предотвращает пробуксовку путем автоматического перераспределения мощности на те колеса, которые имеют более высокий уровень сцепления с дорогой.
Также, для имитации полного привода могут использоваться системы электронного управления стабилизацией (Electronic Stability Control, ESC) и системы динамического распределения мощности (Electronic Dynamic Distribution, EDD). Эти системы контролируют траекторию движения автомобиля и автоматически корректируют мощность на каждом колесе, чтобы обеспечить оптимальное сцепление и маневренность.
Имитация полного привода имеет ряд преимуществ, таких как повышенная безопасность и улучшенная управляемость автомобиля. Однако, она не обеспечивает такую же эффективность и способность к преодолению сложного бездорожья, как у настоящего полного привода. Тем не менее, для большинства автолюбителей, имитация полного привода является более доступной и практичной альтернативой.
Принцип работы имитации полного привода
Имитация полного привода – это технология, которая позволяет повысить устойчивость и проходимость автомобиля на дороге. В основе этой технологии лежит использование электронных систем управления и распределения крутящего момента. Они позволяют автомобилю динамически регулировать распределение мощности между передней и задней осью.
В обычном заднеприводном автомобиле крутящий момент распределяется только на заднюю ось. В имитации полного привода электронная система может перемещать мощность на переднюю ось в случае необходимости. Таким образом, автомобиль получает преимущества полного привода без необходимости устанавливать дополнительный передний мост.
Для регулировки распределения мощности система обращается к ряду датчиков, которые сообщают ей информацию о скоростях колес, угле поворота, уровне сцепления с дорогой и других параметрах. На основе этих данных система динамически определяет оптимальное распределение мощности между передней и задней осью.
Благодаря имитации полного привода автомобиль может эффективно реагировать на изменения дорожных условий. Например, при разгонах на скользкой поверхности или при движении по бездорожью система автоматически увеличивает участие передней оси, чтобы обеспечить устойчивость и улучшить проходимость. В обычных условиях, когда сцепление с дорогой достаточное, бОльшая часть мощности передается на заднюю ось для лучшей динамики и экономичности.
Преимущества и применение имитации полного привода
Имитация полного привода — это технология, которая позволяет автомобилю с передним или задним приводом имитировать работу полного привода. Такая система обеспечивает улучшенную проходимость и управляемость автомобиля на пересеченной местности и в условиях скользкой дороги.
Одним из преимуществ имитации полного привода является увеличение тяговых характеристик автомобиля. За счет использования технологии имитации полного привода, автомобиль может более эффективно передавать крутящий момент на дорогу, что позволяет улучшить его проходимость и справляться с труднопроходимыми участками маршрута.
Кроме того, имитация полного привода позволяет улучшить управляемость автомобиля. Система может автоматически перераспределять крутящий момент между передними и задними колесами, что обеспечивает лучшую трассировку траектории и увеличивает стабильность автомобиля на дороге.
Технология имитации полного привода широко применяется в автомобильной промышленности. Она активно внедряется во многие модели автомобилей различных брендов. Использование имитации полного привода позволяет производителям создавать автомобили с лучшей проходимостью и управляемостью, что повышает их конкурентоспособность на рынке. Кроме того, такая система полезна для водителей, особенно в условиях экстремальных погодных условий или на бездорожье, где она помогает обеспечить безопасность и комфорт вождения.
Технологии имитации полного привода на рынке
Технологии имитации полного привода на рынке автомобильных инноваций предлагают владельцам автомобилей с передним приводом возможность получить опыт и преимущества полного привода без необходимости покупки специального автомобиля с полным приводом. Одной из наиболее распространенных технологий в этой области является система «электронный привод».
Система «электронный привод» использует интеллектуальные алгоритмы и сенсоры, чтобы автоматически регулировать распределение мощности между передним и задним колесами автомобиля. Это позволяет автомобилю с передним приводом успешно справляться с такими сложными дорожными условиями, как снег, лед и грязь. Система также обеспечивает повышенную устойчивость и контроль автомобиля при поворотах и резких маневрах.
Еще одной технологией имитации полного привода является система «Dynamic Torque Vectoring». Она использует датчики и электронные устройства для активного контроля и распределения крутящего момента между колесами автомобиля. Это позволяет максимизировать сцепление на дороге и обеспечивает лучшую устойчивость и маневренность в сложных условиях.
Технологии имитации полного привода на рынке также включают системы, основанные на гидромеханических и механических принципах, которые контролируют работу дифференциала и замедлителя. Эти системы позволяют переднему приводу получить дополнительную тягу и улучшенную проходимость в условиях низкой сцепляемости и неровной местности.
Имитация полного привода является привлекательным вариантом для владельцев автомобилей с передним приводом, которые желают обладать повышенной устойчивостью, контролем и проходимостью на дорогах всех типов. Технологии имитации полного привода обеспечивают эти преимущества, не заставляя владельцев покупать новый автомобиль с полным приводом.
Вопрос-ответ
Зачем использовать имитацию полного привода?
Имитация полного привода используется для повышения устойчивости и проходимости автомобиля на дороге. Она позволяет эффективно распределить крутящий момент между передней и задней осью, обеспечивая максимальное сцепление с дорожным покрытием. Таким образом, это позволяет улучшить управляемость и надежность автомобиля при езде в сложных условиях, таких как снег, лед, грязь и т.д. Также имитация полного привода может помочь экономить топливо и уменьшить износ резины.
Как работает система имитации полного привода?
Система имитации полного привода работает путем контроля и управления крутящим моментом на каждом колесе автомобиля. Она получает информацию о скорости и вращении колес с помощью датчиков, и, исходя из этих данных, оптимально распределяет крутящий момент между передней и задней осью. Некоторые системы также используют дополнительные датчики и алгоритмы, чтобы адаптироваться к изменяющимся условиям дороги и обеспечить максимальную проходимость и устойчивость автомобиля.
Чем система имитации полного привода отличается от полного привода?
Система имитации полного привода отличается от полного привода тем, что она не имеет механической связи между передней и задней осью автомобиля. В то время как полный привод использует механические дифференциалы и муфты, чтобы обеспечить равномерное распределение крутящего момента, система имитации полного привода оперирует с помощью электроники и датчиков. Она контролирует и управляет крутящим моментом на каждом колесе, что позволяет достичь эффекта полного привода без необходимости использования механических компонентов.
Какие модели автомобилей используют имитацию полного привода?
Имитация полного привода используется во многих современных моделях автомобилей различных марок и производителей. В основном, это кроссоверы и внедорожники, так как они наиболее подвержены потере сцепления с дорогой на сложных участках. Некоторые известные марки, которые предлагают автомобили с системой имитации полного привода, включают Subaru, Audi, BMW и Mercedes-Benz.
Какие преимущества имеет система имитации полного привода?
Система имитации полного привода имеет несколько преимуществ. Во-первых, она повышает устойчивость и проходимость автомобиля, позволяя ему успешно преодолевать сложные дорожные условия, такие как снег, лед, грязь и неровный участки дороги. Это улучшает безопасность и комфорт вождения. Во-вторых, система имитации полного привода может помочь экономить топливо, так как она автоматически перераспределяет крутящий момент на колесах, обеспечивая оптимальное сцепление с дорогой и снижая излишнюю потерю энергии. В-третьих, использование имитации полного привода позволяет снизить износ резины, так как она равномерно распределяет нагрузку на все колеса автомобиля.