В общем, система не дешевая и ставится в основном, на топовые внедорожники и дорогие спортивные машины, созданные для преданных поклонников ювелирного вождения. Итак, Full Time стоит на Land Cruiser`ах от Toyota, на MB Gelendwagen 463, ML, GL и ряде легковых моделей (хотя Mercedes последнее время явно стал посматривать в сторону Part Time on Demand), и на многих других. Subaru не была бы Subaru, если бы не использовала Full Time на большинстве своих автомобилей, в том числе и на легендах, вроде Impreza WRX STI. Естественно, не все так просто, если обычный Symmetrical делит момент безо всяких изысков, то у STI предусмотрены изменяемые блокировки дифференциалов, в том числе и центрального. На более крупных моделях, вроде Legacy и Outback, применяют несимметричную схему, когда центральный дифференциал делит крутящий момент не 50/50, а 35/65 или 45/55, в зависимости от года выпуска, дабы придать автомобилю «легкие заднеприводные повадки», как заявлено в пресс-релизе. Mercedes тоже не остается в стороне, классические модели, оснащенные 4 Matic, также используют несимметричный центральный дифференциал с преимуществом задней оси. И Alfa Romeo в свое время была приверженцем Full Time, одна из последних модификаций 159-й Альфы с V6, оснащалась постоянным полным приводом. В премиуме свои законы и если человека заводит ювелирное вождение, ему именно сюда.
С внедорожниками свои сложности и нюансы. С Full Time можно ни о чем не задумываясь кататься по любым видам покрытий, однако на бездорожье ситуация осложняется. Свободные дифференциалы в грязи не помощники, поэтому их приходится полностью или частично блокировать. Как правило, межосевой планетарный редуктор на джипах блокируется всегда, независимо от модификации, ну а дальше у вас есть возможность подобрать комплектацию под себя, прикинув, где предстоит ездить. Можно взять задний мост с дифференциалом повышенного трения (Land Cruiser), или опционально поставить полную блокировку назад и вперед. Даже если автопроизводитель не предоставляет таких бонусов, их предлагают тюнинговые компании вроде ARB, у которых в наличии всегда имеются блокировочные «киты» на самые популярные модели.
Перед тем, как перейти к технике на электротяге, стоит немного суммировать вышеизложенную информацию и раскрыть некоторые маркетинговые тайны, дабы облегчить выбор и оградить покупателя от обмана.
Много говорят о сложностях управления полноприводными автомобилями в пограничных ситуациях. Дело в том, что в зависимости от применяемой схемы AWD, каждый полноприводный автомобиль едет по-своему. Более того, даже в пределах одной принципиальной конструкции могут быть существенные отличия, так что осваивать азы экстремального вождения нужно именно на своей машине.
Маркетинговые названия, применяемые в рамках брендов, не значат вообще ничего – сегодня это Full Time, завтра Part Time on Demand или наоборот. Вчера Mercedes устанавливал между осями дифференциал, потом заменил его фрикционной муфтой, но название оставил прежним. Пара примеров. У Volkswagen фирменная система AWD называется 4 Motion и подразумевает Part Time on Demand, однако топовая модель Phaeton с надписью 4 Motion на крышке багажника, может похвастаться Full Time от A8, которую VW Group, дабы не городить огород, позаимствовала у своего же премиального представительского седана, выпускаемого под маркой Audi. Как сказал бы Остап Бендер: «Вам продали гораздо лучший мех, это шанхайские барсы», и был бы прав. Но обычно, ситуация прямо противоположная. Например, Audi Q3, являющаяся по сути, лифтованным «Гольфом», использует узлы и агрегаты донора, в том числе и 4 Motion, хотя на решетке радиатора и написано Quattro. Я к тому, что в каждом конкретном случае нужно разбираться отдельно.
Ну и напоследок остановимся немного на электроприводе. Забавно, что характеристики электродвигателя гораздо больше подходят любой самодвижущейся технике, нежели ДВС. Но есть и ряд вполне понятных сложностей – вес и стоимость конечного продукта. Не стоит забывать и о расходе топлива, который, как ни крути, получится выше, если электроэнергию будет вырабатывать ДВС, ведь КПД никто не отменял. Свой КПД есть у ДВС, у генератора, у аккумулятора и у электродвигателя, так что если есть желание мириться с потерями минимум в 10%, по сравнению с обычной техникой – вопросов нет. Иногда сие не имеет решающего значения – например, на карьерных самосвалах БЕЛАЗ стоит электромеханическая трансмиссия. Фердинанд Порше, в свое время, пытался оснастить инновационный танк Т6 тоже электромеханической трансмиссией, что значительно улучшило бы его тяговые характеристики, но из-за дороговизны и сложности конструкции, от нее решено было отказаться в пользу обычной.
С современными полноприводными гибридными кроссоверами и седанами, а также с автомобилями, работающими по схеме Plug-in-Hybrid, наблюдается некоторый разброд и шатания – каждый автопроизводитель реализует AWD по-своему.
Чемпион по сложности как конструкции, так и алгоритмов управления всегда один – это компания Lexus, ни одного решения в простоте. Система AWD от Lexus называется 4 Four и подогнать ее под какую-то механическую схему, рассмотренную ранее, не выйдет. Гибридная силовая установка функционирует как искусственный разум, в зависимости от положения педали газа. ДВС то включается, то выключается, постоянно контролируется заряд батарей и в действие вступает, отталкиваясь от ситуации передний электромотор, ДВС+передний электромотор или вообще: ДВС+передний+задний электромотор (при интенсивном разгоне). Переключение передних колес с электротяги на ДВС или на электротягу+ДВС осуществляется затормаживанием определенного элемента планетарной передачи. Водило неподвижно – тянет электромотор, надо завести ДВС – кратковременно блокируется солнечная шестерня и т.д. В обычном режиме, задний электромотор не работает – кроссовер моноприводный, зато при торможении, он функционируют как генератор, подзаряжая аккумулятор. Но когда надо, что ж. Утопив педаль акселератора в пол, вы добьетесь подключения и задней оси. На шоссе сие добавит динамики разгона, на грунтовке поможет преодолеть небольшую ямку или бугорок, но когда от машины потребуется немножко «порыть землю», побуксовать, пробить колею в снежной целине – на заднюю ось можно не рассчитывать, идите за трактором. Экология – прежде всего, а ваши личные проблемы – по боку. Да и вообще, нужно читать инструкцию, в которой черным по белому написано: «Lexus 450H не предназначен для эксплуатации на бездорожье».
Ну иногда простота даже хуже, нежели сложность – в Touareg Hybrid, AWD оставили прежним. В зависимости от ситуации, ДВС или электромотор подключаются к трансмиссии фрикционами, а так, как мы любим экологию, движение сей массивный внедорожник всегда начинает от мощнейшего 48-сильного электродвигателя, что на асфальте, что вне оного. В пробке излишняя медлительность вызывает негодование соседей по потоку, в грязи или снегу, внедорожник успевает закопаться, прежде чем заработает битурбомотор. В общем, не оставляет стойкое ощущение, что эта модель создана не для людей, а для самоуспокоения маркетологов. Сейчас в Россию, она уже не поставляется.
Ну и закончим мы одним из автомобилей, работающим по схеме Plug-in Hybrid, это Mitsubishi Outlander PHEV. Инженеры MMC все силы отдали на разработку алгоритмов работы гибридной силовой установки, так что у машины теперь практически полностью отсутствует связь ДВС и колес. В особо сложных условиях бензиновый мотор все-таки способен помочь, но 97% времени работают исключительно электромоторы передней и задней оси. PHEV получил AWD от Lancer EVO, S-AWC, по сути, это Part Time on Demand с соответствующими блокировками, но так как колеса крутят электромоторы, кардана нет – вместо него провода, что надо заметить, очень удобно и экономит место.
В общем, в данной области каждый из производителей применяет свои решения. Для России с низким уровнем жизни, плохими дорогами и отсутствием разветвленной сети электрозаправок, вряд ли электрокары, да еще и с полным приводом, станут в обозримом будущем популярны, так что свой взор лучше таки обратить на привычные механические конструкции.
Глава 10. Подвеска
Ну а теперь, стоит немного поговорить о схеме подвески современных автомобилей и сие довольно важно, поскольку фрикционная пара резина-асфальт создана искусственно и при проскальзывании оной сила трения покоя значительно превосходит силу трения скольжения, к тому-же верхний слой резины имеет обыкновение разрушаться при таком раскладе, что дополнительно снижает т.н. "держак".
С момента появления первого автомобиля прошло уже очень много времени, посему инженерам-подвесочникам на 100% известна идеальная схема кинематики подвески. Это двойные неравноплечие рычаги как спереди, так и сзади. При подобном раскладе проскальзывание невозможно (если конечно, есть голова на плечах), так как данная схема будет полностью компенсировать все дорожные неприятности и автомобиль останется под контролем. Но, к сожалению, во-первых это дорого, во-вторых - не всегда применимо и в третьих - не слишком комфортно, даже когда цена авто не имеет значения - например, в премиум-сегменте. Не сомневаюсь, что идеальная по кинематике схема применяется где-то ещё, но лично я знаю лишь пару автомобилей с двойными поперечными рычагами и спереди, и сзади - это Mazda MX-5 и Dodge Viper.
В премиум-сегменте делается проще - схема задней подвески приобретает фирменные черты в зависимости от бренда и часто вместе с кучей рычагов, имя собственное, например у BMW задняя многорычажка называется Integral V и помимо собственно, железа, опционально является еще и электронно-управляемой. Но очень хорошо - это ИМХО тоже плохо, поскольку привыкнув к выдающемуся "держаку", водитель, возомнив себя непризнанным гонщиком, вполне может отключить вообще или ослабить на несколько уровней систему стабилизации, превратив своего железного коня в груду металлолома. Integral V - достаточно сложная подвеска, обычно они бывают проще - например Control Blade от Ford и иже с ними. Впереди двойные поперечные рычаги вообще единичный случай. Если раньше премиум-бренды соревновались в сложной кинематике даже впереди, то ныне поостыли, оставив спереди схему попроще - McPherson, качающаяся свеча. По сути, если не брать во внимание идеал, McPherson со своими задачами справляется, а коли так, нечего и огород городить. На большинстве бытовых автомобилей задняя подвеска вообще элементарна - поперечная торсионная балка и пара рычагов, иногда сдобренная чем-то для улучшения управляемости, например, на новой Astr`e сзади стоят два рычага Уатта, позаимствованные с чрезвычайно сложного Де Диона. Даже спортивные автомобили часто используют торсионную балку, вспомнить хоть Megan RS или Clio RS, настройки тоже много значат. А группа VAG одно время решала проблемы так: до 140 л.с. ставим балку, после 140 - многорычажку, правда со временем от этого отказались. Есть и ещё один минус многорычажки - она занимает много места, что сказывается на объеме салона и багажника, а это для бытовых марок недопустимо. У японских производителей частенько свои заморочки, например, задняя многорычажка достаточно простая, её даже называют задний McPherson, однако для уменьшения самой возможности проскальзывания задних колёс, японцы используют металлические шарниры в сочленениях, взамен резинометаллических - т.н. стандартных сайлентблоков.
В подвесочной области сейчас тоже "средняя температура по больнице" близка к нормальной, даже упрямые корейцы, которые раньше похоже, подбирали элементы подвески по диаметру, а не по характеристикам, наконец то пересмотрели подход к делу. Капиталистическая интеграция преобразила автопроизводителей, сейчас стало модно заказывать дизайн у "Пининфарины", подвеску у "Лотус-инжиниринг", а моторы у австрийской AVL, тем паче это стало не так дорого.
Глава 11. Демпфирование
В стародавние времена экипажей на конной тяге, их производители не напрягались так, как сейчас, пытаясь обеспечить контакт колеса с дорогой при любых раскладах, но теперь скорости, мощности и условия использования средств передвижения настолько изменились, что ныне это уже вопрос не только и не столько комфорта, сколько безопасности.
Впрочем, у производителей всяческих карет с дилижансами в рукаве был и козырь среднего достоинства – для комфортности пассажиров во время движения использовались пакеты рессор, которые отчасти брали на себя функцию демпфирования.
Но все это в прошлом, сейчас никого уже не устраивает подобный уровень сглаживания колебаний, а уж такое понятие как безопасность в последнее время настолько поглотило умы автопроизводителей, что теперь «слабым звеном» зачастую считают самого водителя, чего уж тут говорить о контакте колес с асфальтом – он по умолчанию должен быть наилучшим.
Вот с этого момента и началась гонка технологий: сначала, по хорошей традиции новинки обкатывались на спортивных трасах и лишь после этого уходили в массовый сегмент. Автомобиль имеет свои резонансные характеристики и частоту колебаний, а этот параметр зависит от многих факторов – загруженности в том числе, и дабы предотвратить отрыв колес от поверхности (машина как вы понимаете, в этот момент становится неуправляемой), вместе с упругими компонентами подвески: рессорами, пружинами и торсионами, стали использовать и демпфирующие – амортизаторы.
Задача сохранения контакта не сказать, что очень простая, но вполне решаемая. Все зависит от уровня инженеров, производственных возможностей и циклов испытаний. Если подойти к делу серьезно, то и результат не заставит себя долго ждать. Именно так определились лидеры сегмента, имена которых у всех на слуху. В принципе, конструкция на середину-конец прошлого века устоялась, а разница между плохим и хорошим амортизатором определялась по демпфирующим свойствам и сроку службы. Если со сроком службы все ясно – он определяется уровнем производства и технологий, то за демпфирующие свойства отвечают НИОКР и испытатели, так что у крупных компаний, обладающих достойным инженерным корпусом, был существенный бонус.