На 39-й Токийской автовыставке хондовский экспонат Sport4 привлекал внимание своим выразительным дизайном. И мало кто отдавал должное техническим особенностям прототипа, хотя там есть на что посмотреть. Скажем, трансмиссия SH-AWD (Super Handling All-Wheel-Drive – суперуправляемость с полным приводом), с которой еще в конце 2004 года выступила модель Legend последнего поколения (см. «Honda Legend 2005», «Турбо», 2004, №11). Однако скажите, положа руку на… сердце, ясно ли вы себе представляете, что там за Super Handling?
Приближенное решение
С начала 60-х в мире скоростных автомобилей принята «формула Фергюсона» [Талантливый инженер и процветающий промышленник англичанин Harry Ferguson с начала 50-х занимался вопросами безопасности автомобилей – в зависимости от сцепления колес с дорогой. В 1961 году на трассы Формулы 1 вышел полноприводный Ferguson P99, и с тех пор трансмиссия 4WD стала достоянием многих пассажирских моделей.]: 2 межколесных дифференциала и один межосевой – с толерантной автоматической блокировкой (см. «Формула Фергюсона», «Турбо», 2002, №№10, 11). А в наши дни, например, у болида WRC без постоянного полного привода FF на раллийных маршрутах просто нет шансов… Классические примеры «формулы Фергюсона» дают Audi quattro, трансмиссия Mitsubishi Lancer Evo, Subaru Symmetric AWD; есть и другие.
 |
 |
И все же автомобилестроители неустанно ищут варианты и стремятся обойтись без центрального дифференциала: автоматическое подключение заднего (переднего) моста через вискомуфту или муфту типа Haldex. Меньше дифференциалов – реже головные боли; диффер – своенравный механизм, и чтобы обуздать его, приходится идти на серьезное усложнение конструкции. У тех же ралли-аппаратов электронно-гидравлическое управление трансмиссией настолько замысловато, что зачастую именно его неисправности и приводят к сходу экипажей с дистанции.
Так что на дороги выходят все новые модели с непостоянным полным приводом – и вовсе не только сравнительно недорогие. Возьмите BMW X3 и X5: у них только 2 (межколесных) дифференциала. Откровенное отступление от FF – ценой «пульсирования» тяги на одной из осей. Ну а у хондовских Legend и Sport4 – и вовсе один! Полноприводная трансмиссия SH-AWD, в составе которой только передний межколесный диффер… Удивительно просто – на первый взгляд. Однако «Долли… знала, … за какие деньги приобретается эта простота» (Л.Н.Толстой, «Анна Каренина»). Взгляните на схему: 3 планетарных редуктора, многодисковые муфты с электромагнитным управлением… Еще вопрос, какая схема проще. И спрашивается, зачем? А затем, чтобы в каждое мгновение контролировать распределение тяги по осям – и по колесам той или иной стороны. А от распределения тяги сильно зависит поведение машины на криволинейных траекториях: избыточная поворачиваемость, недостаточная поворачиваемость… Чрезвычайно заманчиво.
 |
| На криволинейной траектории колеса по бортам идут неодинаковыми радиусами; жесткая связь невозможна |
Новое есть хорошо забытое старое. Вот и SH-AWD: у Honda еще с конца 80-х выпускалась модель Concerto с (непостоянным) полным приводом Intrac. Единственный межколесный дифференциал спереди, а все остальные функции исполняли 2 вискомуфты (левая и правая) заднего моста. И роль центрального дифференциала, и заднего межколесного. Однако исполняли так, как действует вискомуфта: во-первых, как говорится, «по отклонению». То есть, уже в полном развитии ситуации, всегда с запаздыванием. А во-вторых, без различения ситуаций – то ли гололед, то ли крутой вираж. Ведь вискомуфта реагирует попросту на проскальзывание дисков: чем больше скольжение, тем сильнее прихватывает. На скользком покрытии она притормозит буксующее колесо – и перебросит на него дополнительный крутящий момент. И в повороте тоже; к сожалению, тут ситуация намного сложнее – и вдобавок быстро меняется. Реакции вискомуфт Intrac на проскальзывание зачастую неадекватны; так, внутреннее к виражу заднее колесо отстает от передней оси (малый радиус кривой), а внешнее забегает (большой радиус). Значит, Intrac перераспределяет тягу двигателя именно на заднее внутреннее колесо, тогда как с внешнего вискомуфта снимает крутящий момент (тормозной эффект). В среднем вроде ничего не меняется, но вспомните, что в вираже центробежная сила нагружает колеса внешнего борта. То есть, в целом Intrac придерживает задние колеса, усиливая недостаточную поворачиваемость. Машина упирается при входе в поворот, ее управляемость оставляет желать много лучшего.
И вообще поведение вискомуфты (тем более 2-х) трудно предсказуемо, что осложняет жизнь водителя и даже создает опасные ситуации. Недаром заманчивая идея Intrac так и не получила распространения, от нее довольно скоро отказались и хондовские конструкторы. Тут нужна быстродействующая электроника, которая позволяет регулировать распределение тяги в зависимости далеко не только от проскальзывания колес – и, главное, в порядке предвидения, упреждения развивающейся ситуации. Залог безопасного и стабильного поведения автомобиля.
Блеск и нищета дифференциала
Как проста и эффективна жесткая схема привода 4-х колес без каких-либо дифференциалов – межколесных и центрального. Крутящий момент автоматически распределяется по сцеплению колес с дорожным покрытием. Вывесите 3 колеса, и весь крутящий момент уйдет на 4-е; буксовать они могут лишь все разом. Жесткая связь (по определению) выравнивает скорости вращения колес, но допускает самопроизвольное перераспределение тяги – именно так, как надо.
 |
| На прямой нет ничего лучше жесткой связи между колесами (и ведущими мостами) – просто и эффективно |
Мало того, и тормозной момент тоже перераспределяется по сцеплению колес. При торможении колеса блокируются только все одновременно, что, согласитесь, маловероятно. Замечательно – пока машина идет по прямой. Без межосевого дифференциала передние или задние колеса неизбежно проскальзывают на кривой (они катятся очень неодинаковыми радиусами). Управляемость в поворотах никуда не годится и совершенно неприемлема для скоростного автомобиля; возвращаемся на исходную позицию.
По сравнению с жесткой связью дифференциал действует прямо противоположным образом: допускает неодинаковую скорость вращения колес, но выравнивает крутящие моменты. Он всегда распределяет тягу в одной и той же заданной пропорции: симметричный – 50/50%, а несимметричный – в какой-то другой, но все равно в неизменной. Возьмите симметричный диффер: моменты (но не мощность!) на выходных валах всегда одинаковы, – то есть, они определяются наименьшим сопротивлением вращению того или иного из валов (и в сумме мощность на выходных валах, естественно, не превосходит мощности на входном валу). Поэтому когда одно из колес ведущего моста отрывается от дороги (или буксует), то и на другом крутящий момент автоматически падает практически до 0.
 |
| Знаменитый дифференциальный механизм. Симметричный диффер выравнивает крутящие моменты на выходных валах – и допускает неодинаковую скорость их вращения |
Вот почему полноприводный автомобиль со свободными дифференциалами ведет себя неважно. Ведущие колеса регулярно теряют контакт с поверхностью дороги – на неровностях, на скользких пятнах – и дифференциалы (межколесный и межосевой) дружно раскручивают освободившееся колесо всей мощью двигателя. Когда контакт восстанавливается, колесо пробуксовывает, и так десятки раз в минуту. Шины, – ахиллесова пята спортивных и гоночных автомобилей, – интенсивно изнашиваются, часть мощности теряется впустую, машина нестабильна.
 |
| Хондовский Intrac: вместо заднего дифференциала – 2 вискомуфты (левая и правая) |
Увы, дифференциал – необходимое зло. Но раз уж зло неустранимо, хорошо бы его ограничить. Скажем, отказаться хотя бы от центрального дифференциала, сохраняя межколесные. Сильное решение, между прочим: проскальзывать могут тогда только два колеса на разных осях одновременно. Ни оба на одной и той же оси, ни одно из 4-х в отдельности буксовать уже не в состоянии.