Поправки к формуле – II

Поправки к формуле Фергюсона

В октябре 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 выступила модель Legend последнего поколения – см. «Honda Legend’ 2005. В серию», «Турбо», 2004, №11. Однако ясно ли вы себе представляете, что там за Super Handling?

Дифференциал, как говорят в народе, что поганое ведро: приятного мало, но и без него никак. Так ли уж никак? Допустим, 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.

Так, собственно, и работала полноприводная трансмиссия Audi Quattro – до появления дифференциалов Torsen. Водитель по мере надобности нажатием кнопки блокирует межосевой дифференциал – на полном ходу; вот только при входе в вираж важно его вовремя освободить…

Трансмиссия SH-AWD подруливает при входе автомобиля в вираж
Трансмиссия SH-AWD подруливает при входе автомобиля в вираж

Профессиональные гонщики справлялись; Walter Rohrl стал в 1982 чемпионом мира по ралли на Audi Quattro именно с таким межосевым механизмом. Однако нормальному водителю нужно что-нибудь попроще, и конструкторов не оставляла заманчивая идея соединить приятное с полезным. Не вмешиваясь в работу межосевого дифференциала, пока разница угловых скоростей колес невелика (на криволинейных траекториях), решительно ограничивать его свободу – вплоть до полной блокировки – при попытках сильного проскальзывания.

Super Handling

У Honda пошли дальше и отказались от двух дифференциалов из 3-х по «формуле Фергюсона». Как бы вернулись к схеме Intrac 15-летней давности, но на техническом уровне XXI в. И вот что получилось (рис. 1).

устройство заднего моста Honda Legend/Acura RL
Рис. 1. Замысловатое устройство заднего моста Honda Legend/Acura RL

Допустим, разгоняется Legend на II передаче: крутящий момент на выходном валу 5-скоростного «автомата» (при далеко не полном «газе») – около 400 Нм. Для колес передней оси на скользкой поверхности многовато: пробуксовка, поведение машины нестабильно. Левая и правая бортовые муфты (рис. 2) мгновенно прихватываются быстродействущими электромагнитами, скажем, настолько, что способны передавать на задние колеса до 90 Нм на каждое (и 180 Нм в сумме). То есть, между осями устанавливается полужесткая связь – с самопроизвольным перераспределением момента – в пределах 180 Нм. Часть тяги уходит на заднюю ось – по условиям сцепления, и пробуксовка передних колес прекращается. А если нет, то муфты зажимаются жестче – на 200 Нм, на 250… Сколько надо.

2-ступенчатая ускоряющая передача – и главная передача с 2-я бортовыми муфтами
Рис. 2. В заднем мосту 2 основных блока: 2-ступенчатая ускоряющая передача – и главная передача с 2-я бортовыми муфтами. Автомобиль идет на переднем приводе, на полном – и если надо, то даже с 3-я ведущими колесами! А дифференциала ни одного

На прямой понятно: ничего принципиально нового против той же муфты Haldex – разве что сцеплений 2, а не одно. А на криволинейной траектории? Вы заруливаете в вираж под тягой, и электроника «чувствует», что сцепление передних колес с дорогой недостаточно. Пробуксовка и угроза сноса «передка», машина неохотно идет в поворот. Сильная недостаточная поворачиваемость, свойственная переднеприводным автомобилям с мощными двигателями. В дело вступает SH-AWD: во-первых, срабатывают обе бортовые муфты, и тяга мгновенно перераспределяется в пользу задней оси. Однако на кривой все не так просто: чтобы компенсировать недостаточную поворачиваемость, задним колесам нужно слегка забегать вперед по сравнению с передними.

Вот зачем нужен 2-ступенчатый планетарный редуктор (рис. 3): при входе в вираж включается ускоряющая (примерно на 5%) передача. Задние колеса не только отнимают часть крутящего момента от передних, но и обгоняют их! Что и означает преодоление недостаточной поворачиваемости: машина охотно «ныряет» в поворот. Кстати, тут недолго и перестараться: слишком много тяги назад, слишком сильно забегают задние колеса – и вот уже избыточная поворачиваемость. Автомобиль «ввинчивается» в поворот (с угрозой заноса и разворота), что гораздо неприятнее недостаточной поворачиваемости.

2-ступенчатый планетарный редуктор
Рис. 3. Ускоряющая передача вполне подобна автоматическим «овердрайвам», которые 4-5 десятков лет применялись довольно широко. Ничего особенного. Тонкость в том, что здесь «овердрайв» в приводе только задних колес; раньше такое и в голову никому не приходило

И еще не все: при входе в вираж начинается игра между левой и правой муфтами заднего моста. Датчики отслеживают угол поворота и скорость вращения «баранки», обороты каждого из 4-х колес. Электроника молниеносно вычисляет траекторию предстоящего виража и оценивает, по каким радиусам пойдут колеса – передние и задние, левые и правые. Есть ли необходимость (и возможность!) подключения задней оси – и с каким передаточным числом: 1 либо с «подкруткой». Тягу на задние колеса давать только слева, только справа – или же с обеих сторон. И насколько зажимать каждую из бортовых муфт, ведь в повороте колеса по бортам загружаются неодинаково (центробежная сила). Трансмиссия SH-AWD перебрасывает до 70% крутящего момента на заднюю ось, причем аж все 70% могут уйти на левое (правое) колесо. Так сказать, привод на 3 колеса… Как известно, истина в мере: в тонком балансе тяги и скоростях вращения колес. Так называемый yaw control – управление «рысканием» автомобиля не только рулем, но и перераспределением крутящего момента в реальном времени.

Остается наивный вопрос: зачем в заднем мосту еще 2 одноступенчатых (без переключения!) планетарных редуктора с передаточным числом около 1,3? Не проще ли выбрать заднюю главную пару с таким же передаточным числом (4,38), как и спереди? И не мудрить. Тут сказываются второстепенные обстоятельства: многодисковую муфту нежелательно нагружать слишком высоким крутящим моментом. При передаточном числе главной пары как в переднем мосту момент, падающий на муфты, увеличивается, естественно, в 4,38 раза. А он на хорошем «газу» и на низших передачах коробки и так неслабый; возможен перебор.

Инженеры Honda решили ограничить передаточное число задней главной пары – 3,38 – и выровнять его с передним мостом (обязательно!) дополнительными понижающими редукторами уже после многодисковых муфт. Вот и весь секрет; чего не сделаешь ради эффективной работы оригинального устройства.

И как же показывает себя хондовская «формула» на деле? Насчет прототипа Sport4 сказать пока нечего (неясно даже, ходовой ли он – или всего лишь выставочный макет). А Legend образца 2005 (и ее североамериканский «двойник» Acura RL) скоро год как на ходу, и предварительные мнения уже сложились. Надо сказать, оценки расходятся. Как пишет российский автообозреватель: «Под тягой Legend всегда старается ехать «в нейтрали», скользя всеми четырьмя колесами – ни пугающих сносов передка, ни резких заносов. Удивительное чувство полного контроля, предсказуемости – и дружелюбия. Автомобиль словно чувствует твои желания». Тогда как американский автомобилист-практик не в восторге от Acura RL: место для ног сзади ограничено туннелем, машина слишком тяжелая. Впрочем, он выступает не по делу. Ну а британский обозреватель считает, что электромеханические навороты придают «легенде» впечатляющее держание дороги и управляемость в виражах. И тут же отмечает «полную бесцельность» хондовских ухищрений. Нет в мире совершенства…