От чего зависит проходимость: Досье внедорожника

Способность внедорожника уверенно преодолевать бездорожье зависит от «правильности» его полноприводной платформы, точнее, от типа полноприводной трансмиссии и подвески, величины дорожного просвета, рисунка протектора шин и т. д.

В «раздатке» BMW X3 и X5 для передачи момента на разные оси используется многодисковое сцепление (1), управляет которым электроника с помощью электромотора (2) и редуктора (3). Конструкция муфты для Haldex Благодаря симметричной трансмиссии полноприводных моделей Subaru масса автомобиля между колесами каждой оси распределяется равномернее. Задний и межосевой дифференциалы VW Touareg блокируются электроприводом, состоящим из электромотора (1), редуктора (2) и фрикционной муфты (сцепления) (3). Рама или несущий кузов. Рамная конструкция внедорожника (1), которая долгое время была гарантом его долговечности, постепенно уступает место несущему кузову (2), жесткость которого научились повышать за счет использования высокопрочных сталей. BMW X3, X5 Mitsubishi Pajero Volvo XC90 VW Subaru Forester и т. д.

От чего зависит проходимость?

Способность внедорожника уверенно преодолевать бездорожье зависит от «правильности» его полноприводной платформы, точнее, от типа полноприводной трансмиссии и подвески, величины дорожного просвета, рисунка протектора шин и т. д. Эти факторы «работают» в комплексе, и если хотя бы одна из составляющих не в норме, автомобилю может не хватить внедорожного потенциала для преодоления препятствий.

Фамильные черты

За всю историю внедорожников и SUV их трансмиссии неоднократно усовершенствовались и видоизменялись – сегодня практически у каждой модели есть свои особенности. Рассмотрим самые интересные конструкции трансмиссий внедорожников.

BMW. В первую очередь остановимся на недавно появившемся «интеллектуальном» постоянном полном приводе компании BMW – X-drive. В трансмиссии Х3 и пострестайлингового Х5 в раздаточной коробке нет дифференциала, который делит крутящий момент двигателя между колесами передней и задней оси. Функцию этого узла выполняет многодисковое сцепление (муфта) с электронным управлением. В течение миллисекунд она изменяет величину момента, который передается различным осям.

Электроника X-drive анализирует дорожную ситуацию и в некоторых случаях способна соответствующим образом перераспределять момент еще до того, как могут появиться нежелательные эффекты. Например, при резком нажатии на педаль газа электронной муфте сразу же дается команда распределить момент поровну между осями, а не после того, как колеса одной оси начали пробуксовывать. В определенных ситуациях (скорость выше 180 км/ч, автомобиль заднеприводный и т. д.) передняя и задняя оси могут быть полностью отсоединены друг от друга или, наоборот, жестко связаны, как при заблокированном дифференциале (при старте и разгоне до 20 км/ч и т. д.). Если при скоростном прохождении поворота начался снос передних колес, электроника с помощью системы DSC распознает это и уменьшает момент на передних колесах. При возникновении заноса муфта замыкается, передавая больший момент на передок.

Mitsubishi. Не менее интересная трансмиссия используется на Mitsubishi Pajero. Ее нельзя однозначно отнести ни к постоянному полному приводу, ни к приводу с ручным включением переднего моста – она может работать в обоих режимах. Дело в том, что в раздаточной коробке имеется межосевой (центральный) дифференциал в виде планетарного механизма, который можно заблокировать. Если он разблокирован, крутящий момент передается на переднюю и заднюю оси в пропорции 33:67. Более того, в межосевой дифференциал встроена вискомуфта, которая в случае пробуксовки колес одной из осей начинает блокироваться и выравнивать скорости осей, то есть перераспределять больше крутящего момента на ось с меньшей скоростью. В максимально заблокированном состоянии вискомуфта обеспечивает распределение крутящего момента в соотношении примерно 50:50.

Электроника управляет работой раздаточной коробки на основании входных сигналов, идущих от джойстика «раздатки». Электронный блок управления рассчитывает идеальное время для включения/выключения того или иного режима для обеспечения стабильности движения и плавности включения.

Volvo. Шведская компания Haldex несколько лет назад разработала собственное многодисковое сцепление с гибридным электромеханическим управлением и гидравлическим приводом. Сегодня его устанавливают как на легковушки, так и на SUV, например, Volvo XC90. Муфта размещается перед задним мостом. Межосевого дифференциала в такой схеме нет.

При движении по хорошему дорожному покрытию, когда колеса не пробуксовывают, крутящий момент передается на передние колеса и XC90 ведет себя, как переднеприводный автомобиль. Обе оси автомобиля при этом вращаются с одинаковой скоростью, диски сцепления не сжаты, т. е. муфта выключена. Проскальзывание колес передней оси и возникающая при этом разница в скорости валов обеспечивают активизацию механизма сжатия пакета фрикционов. Насос при этом начинает нагнетать масло в поршневой привод, сжимающий диски муфты. В результате на заднюю ось начинает передаваться часть крутящего момента. Электроника регулирует величину передаваемого момента, каждые 0,01 секунды анализируя скорость вращения колес передней и задней осей (с помощью датчиков ABS), положение дросселя, обороты и момент двигателя, состояние тормозной системы. Делается это путем регулировки давления в гидросистеме муфты. Таким образом она управляет процессом перераспределения момента на заднюю ось.

Одно из главных преимуществ новой гидромуфты – возможность путем программирования электронного блока откорректировать трансмиссию индивидуально для каждой модели, к примеру, задать различные величины передаваемого крутящего момента на заднюю ось. Муфту Haldex для XC90 немного модернизировали, чтобы уменьшить пробуксовку при старте. В ее конструкцию ввели запорный клапан, блокирующий муфту на скорости до 15 км/ч. Соответственно при старте с места машина становится полностью полноприводной, а затем, если дорожное покрытие не способствует пробуксовкам, до 100% крутящего момента передается на передние колеса.

VW. Touareg имеет постоянный полный привод, который оснащается блокируемым межосевым дифференциалом. На хорошей дороге момент перераспределяется равномерно – по 25% на каждое колесо. В качестве опции можно заказать установку блокируемого дифференциала заднего моста, улучшающего внедорожные характеристики машины. Механические дифференциалы в Touareg блокируются многодисковыми муфтами, которыми управляет электроника. Каждый из этих дифференциалов при необходимости можно заблокировать и дистанционно («вручную»), повернув выключатель на консоли.

Subaru. Потенциальным покупателям внедорожников следует помнить о том, что даже у одной модели может быть несколько модификаций привода колес. Пример тому – модели Subaru, в которых в зависимости от типа КПП устанавливаются полноприводные трансмиссии с различными типами межосевых дифференциалов. Например, в модификациях с «механикой» это дифференциал с вязкостной муфтой, который в нормальных условиях движения распределяет момент между осями в соотношении 50:50, а с «автоматом» – может быть дифференциал с планетарным редуктором, распределяющим момент на колеса передней и задней осей в пропорции 35:65. В первом случае при пробуксовке колес одной оси дифференциал блокирует вискомуфта, при этом весь крутящий момент не уходит на скользящие колеса, а распределяется между колесами передней и задней осей поровну. Машину в этом случае «ведут» колеса той оси, которые более цепко держатся за дорогу. Во втором случае блокировкой дифференциала «занимается» электронная система MP-T (MultiPlate transfer).

Во всех моделях Subaru, выпущенных после 1980 года, используется симметричная конструкция полного привода AWD (Symmetrical AWD). Элементы трансмиссии абсолютно симметричны относительно продольной оси, что обеспечивает практически идеальную балансировку и распределение массы между колесами. Таким образом, улучшаются сцепные свойства в различных дорожных условиях, что положительно отражается на устойчивости, управляемости и проходимости автомобиля.

 Геометрическая проходимость

Подвески с регулировкой дорожного просвета оснащают либо пневматическими упругими элементами (пневматическая подвеска), либо дистанционно регулируемыми амортизаторами. Геометрическая проходимостьГеометрическая проходимость – важная характеристика внедорожника, которая влияет на его способность перемещаться по пересеченной местности, глубоким колеям, пересекать в брод глубокие лужи и небольшие водоемы. Многие составляющие этой характеристики на бездорожье вступают в противоречие между собой. Например, увеличение дорожного просвета дает возможность перемещаться по более глубоким колеям, однако из-за того, что центр тяжести повышается, увеличивается склонность к опрокидыванию при движении по косогорам.

Дорожный просвет (клиренс), или расстояние от дорожного покрытия до нижней точки автомобиля, является очень важной составляющей геометрической проходимости.

Ранее эта характеристика была постоянной, однако технический прогресс позволил сделать ее изменяемой – в зависимости от дорожных условий водитель одним нажатием кнопки может приподнять или опустить кузов автомобиля. Сделать это позволяет пневматическая подвеска (VW Touareg, Audi Allroad, Porsche Cayenne, Land Rover Rangе Rover Sport) или дистанционно регулируемые амортизаторы (Toyota Land Cruiser Prado, Lexus GX 470 и др.).

Одна и та же модель внедорожников в зависимости от модификации может оснащаться подвесками различных типов. Например, VW Touareg оборудуется как пружинной подвеской (дорожный просвет – 237 мм), так и пневматической с системами автоматического и ручного регулирования дорожного просвета (диапазон – от 160 до 300 мм) и электронного управления амортизаторами (CDC – Continuous Damping Control). Пневматика может работать в трех режимах: Comfort, Auto и Sport. В режиме Auto подвеска самостоятельно адаптируется под профиль дорожного покрытия, моментально изменяя жесткость амортизаторов. В режиме Sport заметно уменьшаются крены в виражах, а на повороты рулевого колеса Touareg реагирует быстрее. При достижении скорости 125 км/ч дорожный просвет автоматически уменьшается с 215 мм до 190 мм, а при 180 км/ч – устанавливается уровень 180 мм. Дорожный просвет можно изменять и вручную, увеличивая его для улучшения проходимости на пересеченной местности. При скорости ниже 60 км/ч можно установить дорожный просвет 240 мм, а при скоростях до 25 км/ч – довести до предельных 300 мм.

 Пониженная или повышенная

Рычаг раздатки – атрибут серьезных внедорожников.Для уверенной езды по бездорожью первые внедорожники были «вооружены» раздаточными коробками с демультипликатором, или, как говорят, с пониженным рядом передач. Они были призваны уменьшить угловую скорость вращения колес, увеличив при этом передаваемый на них крутящий момент. Это позволяет увеличить тягу и снизить вероятность пробуксовки, которая влечет за собой снижение скорости вплоть до полной остановки при движении по грязи, снегу, песку и т. д. Тронуться с места в таких условиях без чьей-либо помощи может оказаться затруднительно. Вот почему для более уверенной езды по бездорожью настоящие внедорожники «вооружены» демультипликатором.

 Подвеска

Зависимые подвески с их неразрезными мостами (1) прекрасно себя ведут только на бездорожье. Для хороших ходовых качеств на высокоскоростных автомагистралях внедорожники стали «вооружать» независимыми подвесками (2).Сегодня внедорожники оснащаются в основном двумя видами подвесок – зависимыми и независимыми. Вторые стали активно использоваться в этом классе автомобилей после появления «паркетников» SUV, а затем и высокоскоростных внедорожников типа Mercedes ML, BMW X5, Porsche Cayenne и т. д. Зависимые подвески с их неразрезными мостами сегодня уже не так актуальны – из-за больших неподрессоренных масс они не способны эффективно работать на больших скоростях. Из-за общей оси вращения колес на неровностях нарушается пятно их контакта с дорожным покрытием. Все это негативно влияет на безопасность автомобиля, что недопустимо.

Благодаря высокой прочности классическая рессорная подвеска считается более пригодной для бездорожья. Впрочем, и она уходит в прошлое, как и рама в конструкции кузова, к которой, собственно, обычно крепятся рессоры.

 Шины

На бездорожье узкие канавки шоссейных шин очень быстро забиваются грязью, превращая колеса в каток. О хорошей проходимости в этом случае даже с «навороченной» трансмиссией речи быть не может.Серьезная полноприводная трансмиссия с блокировками дифференциалов или их электронными имитаторами, а также увеличенный дорожный просвет могут оказаться бесполезными, если внедорожник «обут» в шоссейную высокоскоростную резину. Она, как правило, имеет широкие продольные или узкие V-образные канавки, которые не могут эффективно удалять грязь из пятна контакта, поэтому автомобиль быстро начинает буксовать. Вот почему любителям съезжать за пределы дорог с твердым покрытием следует подбирать шины не с «большим» индексом скорости, а с крупными блоками и канавками в рисунке протектора, которые помогут «держаться» за грунт и эффективно удалять грязь и снег из пятна контакта.

Юрий Дацык
Фото фирм-производителей

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Viber, Telegram и Messenger: все самые важные автомобильные события в одном месте.