Полный привод и его актуальность для каршеринга

Не прошло и месяца с момента написания мной статьи про новые автомобили, как Энитайм Прайм встретил меня в своем приложении с тремя свежедобавленными моделями марки Jeep, одним из которых был Компас (который я внес в рейтинг). По причине того, что название марки этой машины в нашей стране стало обозначать целый класс автомобилей, я решил сделать небольшой обзор на офф-роад и 4WD, а также поднять вопрос о его актуальности для каршеринга.

Всем известно, что Санкт-Петербург построен на болотистой низменности. По данной причине здесь — даже внутри КАДа, не говоря уже о наружной его стороне, — вполне хватает размокших площадей, которые довольно часто являются по совместительству еще и дорогами и периодически становятся ловушками для машин. И для каршеринга проблема также актуальна: именно в северной столице нередко можно увидеть в новостных лентах увязшие в топях и в грязи каршеринговые машины (многие из которых даже не выезжали за зеленую зону!). Чем круче джип — тем дальше идти за трактором… И каршероводы периодически возлагают нереальные надежды на паркетники, после чего за трактором идти обычно долго не приходится, но абсурдность таких офф-роадов даже не в слабых внедорожных способностях кроссоверов, а в первую очередь в последующих расходах и объяснениях произошедшего страховщикам и карш-компаниям.

По данным причинам, сколько бы ни было у автомобиля ведущих колес и как бы он ни был высок, он все равно в каршеринге будет не способен проходить болота. Просто потому, что риск застрять может и будет отличаться у различных автомобилей, но вот риск «срезать по грязи», не затрагивая пункта 4.4.2.7.6 договора Яндекса (езда по бездорожью — у всех остальных тоже есть аналогичные пункты), не особо велик для всех машин.

Но полный привод используется не только на бездорожье, но и в городской среде. И здесь интересным моментом является то, что, разработав довольно незамысловатые конструкторские решения для полноприводизации автомобилей в условиях асфальта, инженеры и программисты ЭБУ тратят безумное количество человекочасов на то, чтобы при необходимости автомобиль мог «все вернуть как было», то есть перейти на монопривод.

Существует два основных вида распределения усилий между осями:

1) Дифференциал. Типичное название компоновки — 4WD (древний прообраз — Нива)

2) Сцепление мостов. Типичное название компоновки — AWD (древний прообраз — УАЗик)

Он же постоянный полный привод. Предполагает передачу усилий через межосевой дифференциал: по конструкции он может быть симметричным (при равных нагрузках дает равные моменты) и несимметричным (при равных нагрузках дает разные моменты). Основной плюс системы — возможность постоянной и эффективной работы на распределение тяги между четырьмя опорами при любой геометрии поворота и кинематике движения.

Основной минус системы — падение момента тяги при пробуксовывании (характерно для всех дифференциальных передач момента). Для устранения минуса используется блокировка дифференциала: в Ниве используется ручная блокировка дифференциала, большинство современных моделей имеют автоматическую блокировку (полноприводные Ауди, кроме текущего поколения, почти все модели Субару, некоторые полноприводные Мерседесы). Также вместо блокировки используется контролируемое электроникой синхронное с пробуксовкой притормаживание отдельных колес (множество полноприводных моделей Мерседеса). Другим недостатком системы является невозможность полностью снять момент с какого-либо моста, превратив его в ведомый и, как следствие, более устойчивый к сносам. 

Он же подключаемый полный привод. Я указал УАЗик как прообраз данной системы не просто так. Именно у этого автомобиля полный привод реализован через раздаточную коробку, которая позволяет по требованию вручную подключать передний мост, в то время как постоянно сцепленным с КПП ведущим мостом является задний. В современном автомобилестроении основным компонентом раздатки уже является не ручная блокировка, а фрикционная муфта — она уже имеет возможность изменяемой степени передачи момента (наподобие сцепления на механике) и может как блокироваться вручную, так и работать автоматически при помощи электронных блоков управления. 

И речь пойдет именно о варианте реализации полного привода через фрикционную муфту.

Данный тип полного привода устраняет минус дифференциальной передачи с «постоянностью» привода на оба моста и позволяет отключать привод одного из мостов, превращая его в ведомый. На некоторых автомобилях ведущий задний мост и подключаемый передний (Genesis, BMW, Jaguar, Infiniti), на других же ведущий передний мост, а подключаемый — задний (все полноприводники, сделанные на базе переднеприводников). Иногда автоменеджеры, зная высокую рекламную ценность словосочетания «постоянный полный привод», ошибочно называют данные конструкции таким словосочетанием либо превращают его в более замысловатую пиар-конструкцию «постоянно активный полный привод». Но при этом, несмотря на непопулярность среди любителей офф-роада (где функционал фрикционной конструкции действительно ограничен), спектр применения схемы очень широкий, и она с успехом используется почти во всех отраслях автопрома: от преодоления легкого бездорожья до трекового автоспорта высших достижений. Подавляющее большинство полноприводных кроссоверов и премиальных полноприводников, а также спорткаров и суперкаров сделано по данной схеме. 

Сама конструкция не отличается сложностью (электронноуправляемое многодисковое сцепление между межколесными дифференциалами). Но сложной является программная база, которая отличается по спектру действия в разных авто: если в дешевых паркетниках она способна лишь вытянуть автомобиль из ямы на маленькой скорости, то в более дорогих кроссоверах и в спорткарах она уже интегрирована в систему ESP, которая применяет функционал данной конструкции для поддержания курсовой устойчивости, в том числе на предельных для автомобиля трековых скоростях.

Минусом конструкции является потребность в довольно сложной электронике, а также взаимозависимость скоростей ведущего и ведомого валов, что немного ограничивает функционал конструкции при несоответствии скоростей вращения колес геометрии и кинематике поворота (суммарная скорость передних колес в геометрически идеальном повороте больше, чем суммарная скорость задних колес, что в реальных дорожных условиях до определенного предела может компенсироваться уводами колес — но не на всех скоростях и не на всех траекториях).

1) Увеличение опорной площади при разгоне и поддержании тяги

2) Регулировка траектории поворота за счет распределения динамических уводов колес и контроля вектора тяги

3) Стабилизация усилия и вектора тяги при срыве колес ведущего моста (подключаемый привод)

либо

оптимальное распределение нагрузок на всю опорную площадь без допущения проскальзываний колес (постоянный привод)

4) Предотвращение буксовочной иммобилизации в снегу и в грязи

5) Улучшение проходимости по бездорожью

На данный момент в каршеринге есть полноприводные автомобили. Функция полного привода у них, безусловно, — поддержание курсовой устойчивости и некоторая возможность противодействия скользким дорогам (Макан и Ку3, Велар и Дискавери Спорт, Икс-Трейл, Дженезис и Стингер, модели Вольво). Но так ли нужны полноприводные версии Крет, Аркан, Кашкаев и Каптюров? Мое мнение — да, просто для интереса. У Каптюра, Арканы и Креты полный привод в городском режиме будет интересен наличием многорычажной подвески сзади.

И да. В абсолютно каждый заднеприводный либо переднеприводный автомобиль, ездящий по дорогам мира, встроен особый механизм, довольно быстро подключающий полный привод. Режим, при котором момент подается на все четыре колеса, есть во всех без исключения технически исправных автомобилях. Часто он контролируется электроникой, но у некоторых машин, особенно у старых, не всегда есть качественная электроника, способная эффективно отработать распределение тяги при пробуксовках и соответствие скоростей колес кинематике поворота при подключении полного привода посредством активации данного режима. И при его работе можно довольно хорошо на любом автомобиле понять не только преимущества полного привода, но и его опасности. Этот режим — торможение. Не забываем, что любой тормозящий автомобиль — полноприводный, и ездим аккуратно. Удачи всем!