Не так давно набор из трех блокировок казался джиперам пределом мечтаний. Однако сегодня даже кроссоверы способны предложить куда более эффективное управление крутящим моментом. Если говорить о коротких отрезках времени, конечно...
Многочисленные системы блокировок не раз уже описаны на страницах нашего журнала. Они остаются востребованными и незаменимыми на полноценных внедорожниках, но несколько громоздки, а главное – экономически мало обоснованны на более легких машинах.

На сцену все чаще выходят электронные системы раздачи крутящего момента, не только умеющие частично блокировать дифференциал, но и успевающие помочь водителю, вовремя попридержав от проскальзывания одно колесо или, наоборот, подкрутив другое. Их распространению способствует и тот факт, что формат массового автомобиля повышенной проходимости ощутимо сместился из сферы полноценных внедорожников, способных медленно и верно, на второй пониженной, прокладывать себе путь среди леса, в область кроссоверов, для которых ценнее динамичная езда и стабильность управления. Впрочем, если быть точным, то именно кроссоверы и сделали полный привод широко распространенным.

Torsen. Среди неуправляемых самоблокирующихся дифференциалов этот наиболее простой и «прозрачный»
ИМИТАЦИЯ АКТИВНОСТИ
Сразу оговоримся, что «дифференциальный подход» к тяге на каждом колесе часто реализуется простым подтормаживанием незагруженного колеса автомобиля с дифференциалом обычным, свободным. Этим занята стандартная система ABS, которая в данном случае работает наоборот. Из антиблокировочной она превращается в противобуксовочную – ПБС – и, зажав буксующее колесо, отправляет крутящий момент на противоположное, с лучшим сцеплением. Таким же «тормозным» образом имитируется блокировка дифференциала у тех машин, где ее нет в металле. Например, подобной имитацией оборудованы все Mercedes-Benz M-класса и многие другие кроссоверы.

СУПЕРАКТИВЕН, ГИПЕРАКТИВЕН
Однако это слишком просто – нас же интересует дифференциал, способный  перенаправлять поток мощности к левому или правому колесу. Подобное устройство применено, например, в BMW X6 и называется Dynamic Performance Control (DPC). Вот это настоящий активный дифференциал. Его конструкция аналогична хорошо известному AYC, с которым не первое десятилетие хорошо знакомы обладатели Mitsubishi Lancer Evolution. Устроен DPC несложно – с обеих сторон блок сателлитов дополнен планетарными редукторами, которые подключены вместо прямой передачи через блоки многодисковых фрикционов. Получается, что на момент включения фрикционов правой или левой стороны дифференциал становится несимметричным – отдающим соответственно направо или налево больше крутящего момента.

«Ах, опять эти ваши фрикционы!» – заметите вы и будете совершенно правы. В любом узле распределения крутящего момента, будь то подключение второго ведущего моста или распределение тяги между колесами, воздействовать на трансмиссию оперативно и при помощи электроники способны только фрикционы.

Так вот, став несимметрично приводным, задний мост начинает разворачивать движущийся автомобиль примерно так же, как поворачивает гусеничный трактор, – разнотягом сторон.

Доворот. Весь смысл хитрого дифференциала – в довороте машины без участия передних колес
ПАРУС ПО ВЕТРУ
Что это дает? В первую очередь разнотяг помогает повернуть автомобиль в тех ситуациях, когда сцепления передних повернутых колес оказывается недостаточно. У машины как бы появляется вторая управляемая ось.

Во-вторых, этот же эффект может быть применен наоборот – для стабилизации курсовой устойчивости. «Но есть же система ESP, – возразите вы, – разве она не способна сделать то же самое?» Способна, но лишь наполовину, потому как ESP работает «в минус», подтормаживая вращающееся колесо, снижая тягу на нем, а DPC – «в плюс». Она способна увеличить и скорость вращения колеса, и подводимый к нему момент. Если проще – диапазон возможных воздействий на конкретное колесо вырастает вдвое, позволяя для каждого случая выбирать между замедлением и ускорением, снижением крутящего момента или его увеличением. Выбор зависит от конкретных дорожных условий для каждого колеса.
Результат работы активного дифференциала в какой-то мере можно сравнить с индивидуальным приводом каждого колеса, как это сделано у электромобилей с мотор-колесами. Разумеется, подобный подход открывает для электронных систем стабилизации почти неограниченные возможности как по доворачиванию машины на криволинейной территории, так и по удержанию на идеальной прямой.

Само собой, электроника активных дифференциалов, как и системы ABS, ESP и противобуксовки, тесно связаны с модулями управления двигателем и коробкой. Больше того, сегодня зачастую это единый «мозг», управляющий всем потоком мощности автомобиля.

КТО В ДОМЕ ХОЗЯИН?
Машина думает за меня. Хорошо ли это? Резонный вопрос. Да вроде хорошо, потому что быстродействие и безошибочность срабатывания систем дают сто очков вперед любому драйверу. К тому же автоматика никогда не устает, а малоопытный водитель получает помощника уровня лучших заводских испытателей.

Но и плохо, поскольку тонкости настроек электронных помощников напрямую зависят от того, насколько полноценно прототип автомобиля тестировали в условиях заводского полигона. И от того, как полно были внесены в полигонные установки поправки реальных испытаний на обычных дорогах. Важно, были ли учтены при прописывании таблиц значений тех или иных функций дорожные условия, общая манера вождения и прочий местный колорит конкретного региона, в который поступит нафаршированный суперсовременной электроникой автомобиль.

Есть и еще один интересный момент: наибольшее количество претензий к работе продвинутой автоматики распределения тяги у наиболее опытных драйверов, требовательно относящихся к тому, как ведет себя автомобиль в предельных режимах.

Свободный. Ядром активных систем все равно остается стандартный конический дифференциал – самая надежная и отработанная конструкция
Разумеется, любая, даже самая быстрая серийная модель получает на заводе некий усредненный алгоритм работы автоматики. Тем же, кто желает его скорректировать, остается идти путем, проложенным профессиональными спортсменами, – создавать собственную картину поведения автомобиля, настраивая его под себя. Сегодня это в основном удел редких автоманьяков. Но нет сомнений в том, что завтра подобные опции индивидуальной подстройки автоматических систем будут предлагать примерно так же, как сегодня мы создаем персональный интерфейс для смартфона.

ЧТО ЗА ГРАНЬЮ?
У продвинутой автоматики есть еще один аспект, который должен насторожить амбициозных, но не слишком опытных водителей. Прекрасно работающее содружество ESP, ABS, DPC и подобных порождает у водителя хорошо упакованной модели уверенность в собственном автомобиле на 120%. Примерно это же обещают и рекламные проспекты. И действительно: машины с продвинутой электроникой как по рельсам идут там, где не умудренные автоматикой предшественники виляли хвостом или не хотели поворачивать. Электроника позволяет удерживать колеса гораздо ближе к пределу сцепления с дорогой. Но, наслаждаясь доворотом задними колесами или отменной рулежкой на голом льду, помните, что тормозить в случае чего вам придется обыкновенными четырьмя колесами. И ни одна ABS не в силах изменить коэффициента сцепления резины с покрытием.

«Честный полный привод» — не вполне четкий, но убедительный термин, священная мантра интернет-гуру. Однако сегодня подавляющее большинство производителей делает ставку на электронику и многодисковые муфты, автоматически подключающие задний мост...
Хорошо иметь на случай штурма снежного заноса машину с колесной 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 горючего.

Это стопроцентный формат кроссовера, и для того чтобы стали возможными быстрые или кратковременные включения второй пары ведущих колес, 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 90% полноприводных машин все другие виды трансмиссии, сведя формулу нынешней постройки массового кроссовера к единому принципу: поперечно расположенный впереди мотор постоянно приводит передние колеса, а задние подключаются муфтой по потребности.

Полный привод, реализованный таким образом, намного проще настоящих внедорожных конструкций. Раздаточной коробки нет, возле переднего дифференциала остаются лишь дополнительная пара шестерен отбора мощности да выходной вал. Еще один плюс: благодаря малому весу и размерам стало возможным разгрузить от тяжести муфты и без того тяжелую переднюю часть автомобиля. Многодисковая муфта поселилась прямо на заднем редукторе.

РАЗНЫЕ
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 колесами, 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, характеристика ее работы оставляла желать лучшего, и 100% крутящего момента на задние колеса 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 четче, 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 и дальше довольно долго преследовала производителей муфт. Чтобы адекватнее регулировать поток мощности к задним колесам, 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 шел от другой. То есть теперь при разнице оборотов передних и задних колес нарастало давление сжатия и муфта блокировалась. Haldex работал мягко и оказался успешным.

Выигрышей получили сразу два: масло, теперь циркулирующее и через гидронасос, лучше охлаждалось, а гидропривод четче и, главное, быстрее срабатывал. Но все 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 все с теми же дисками и насосом, но с электронным клапаном, а в «мозги» системы стабилизации машины внедрили отдел, заведующий полным приводом.

Компактный.  Весь набор элементов муфты Haldex собран в плотный блок и по габаритам лишь немного больше стандартного дифференциала
Система стала управляемой, и передаваемый назад крутящий момент перестал напрямую зависеть от разницы скоростей передних и задних колес.

ПРЕДУПРЕЖДЕН – ЗНАЧИТ ВООРУЖЕН
Все бы хорошо, но оставались «незатронутыми» ситуации, при которых хорошо бы получить состоявшийся полный привод еще до пробуксовки передних колес. 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 — четвертое - поколение Haldex получило прикрепленный 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 вездеходные качества. Ведь теперь стало возможно простым нажатием кнопки переключать алгоритм работы муфты с «асфальтового» на «внедорожный» или доверить это дело автоматике.

Узнаете три основных режима работы трансмиссии вашего кроссовера? Безусловно, у вас именно такая муфта в приводе задних колес!

Только миг. Две составляющие быстродействия системы – электронный мозг и сверхбыстрый электроклапан, время открытия которого менее 0.1 с
ДАЛЬШЕ – БОЛЬШЕ
Электронное управление муфты стало удобно 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 еще 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 подключенной, не боясь ее 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 легкой 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 доведенности конструкции многодисковых муфт, на сегодняшний день это самый массовый вариант организации полного привода и вряд ли в обозримом будущем нас здесь ждет что-то принципиально новое.