Дифференциал является обязательным узлом автомобильной трансмиссии и предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес, позволяя им вращаться с разными угловыми скоростями при движении автомобиля в повороте, когда наружное к центру поворота колесо должно бежать по более длинной дуге, а значит, и катиться быстрее, чем внутреннее.
Если это условие не будет соблюдаться, колесам не избежать пробуксовки, а агрегатам трансмиссии - повышенных нагрузок на шестерни, протектору покрышек - ускоренного износа, что недопустимо с точки зрения долговечности. Опять же по причине увеличившегося сопротивления качению вырастет и расход топлива. Когда еще необходимо согласовывать скорости вращения ведущих колес? Например, когда одно из колес катится по ровной поверхности, а другое в это же время перекатывается через бугор или попадает в яму.
Передай другому
Словом, трансмиссия без дифференциала никак. Представляет же собой дифференциал планетарную передачу. Корпус (водило) дифференциала вращается вместе с ведомой шестерней главной пары. В корпусе закреплена крестовина, на шипы которой свободно посажены небольшие промежуточные шестерни-сателлиты, находящиеся в зацеплении с шестернями полуосей приводных валов. В любой планетарной передаче скорости вращения одних ее отдельных элементов изменяются, если по каким-то причинам изменились скорости вращения других.
При движении в повороте внутреннее колесо, идущее по меньшему радиусу, начинает катиться медленнее, чем наружное, притормаживая в дифференциале свою полуосевую шестерню. В результате дифференциал вступает в действие. Сателлиты, не вращавшиеся при езде по прямой, начинают подкручивать вторую полуосевую шестерню, вынуждая наружное по отношению к центру виража колесо вращаться быстрее. Как только автомобиль вернулся на ровную прямую дорогу, дифференциал на время перестает работать, дожидаясь следующего изменения траектории или момента, когда колеса одновременно окажутся на неровностях различного профиля.
Такой дифференциал называется свободным, но чем чревата его свобода - общеизвестно. При недостаточном сцеплении с покрытием и избытке крутящего момента, переданного колесу, последнее начинает скользить. Вот тут бы буксующее колесо как-то притормозить, снять с него тягу, однако свободный дифференциал немедленно продемонстрирует свою двуликость. Буксующему колесу дифференциалом будет передан вообще весь крутящий момент, а колесо, имеющее более или менее нормальное сцепление с дорогой, наоборот, будет остановлено совсем. Приехали...
Дан приказ ему...
Спасение от подобной напасти - блокировка. При наличии блокировки дифференциал перестает быть свободным, а когда блокировку научили подчиняться электронному управлению, ориентирующемуся на показания датчиков скорости вращения колес, оборотов двигателя, положения педали акселератора и т.д., дифференциал стал активным.
Первоначально активные дифференциалы (примеры: дифференциал Фергюсона в трансмиссии Mercedes-Benz 4-Matic, муфта Haldex в VW 4-Motion) использовались только для борьбы со скольжением колес посредством перенаправления крутящего момента колесам, имеющим лучшее сцепление с дорогой. Однако после того, как компании Mitsubishi и Honda представили Lancer Evolution VIII и полноприводные Legend/Acura RL, появился повод говорить об активных дифференциалах нового типа.
Что они могут
В трансмиссии Lancer Evo VIII три дифференциала, и будто в согласии с названием модели эта троица демонстрирует эволюцию блокировок. Дифференциал передних колес - самоблокирующийся, использующий свойство червячных сателлитов самостоятельно тормозиться при появлении разницы в величине крутящего момента на входном и выходном валах дифференциала.
В межосевом дифференциале ACD блокировку выполняет фрикционная муфта, управляемая электронным блоком. Блокировка задействуется, когда компьютер получает информацию о том, что разность скоростей вращения превысила определенное значение, что улучшает управляемость при движении в поворотах. Блокировку межосевого дифференциала можно активизировать принудительно, и тогда будет обеспечен уверенный старт с места на скользком покрытии.
Но изюминка трансмиссии Lancer Evo VIII - задний дифференциал, получивший название AYC, что означает Active Yaw Control. Из названия следует, что дифференциал AYC способен управлять вращением автомобиля вокруг вертикальной оси - другими словами, влиять на курсовую устойчивость, корректируя траекторию движения. Чтобы справляться с этой задачей, дифференциал AYC оснащен не конической планетарной передачей, как обычный свободный дифференциал, а цилиндрическим планетарным рядом, управляемым многодисковыми фрикционами.
При движении по прямой AYC работает как свободный дифференциал, но в повороте электроника включает фрикционные блокировки, при этом величина проскальзывания фрикционных дисков, которая определяет степень блокировки, опять-таки регулируется электроникой. Какому из фрикционов работать, зависит от направления поворота. В левом повороте замыкается фрикцион, обеспечивающий передачу тяги к полуоси правого колеса, что и требуется, чтобы оно крутилось быстрее левого. В правом повороте замыкается другой фрикцион, и левое колесо обгоняет правое.
Но где же управление вращением вокруг вертикальной оси? Дело в том, что планетарная передача в AYC способна не только перераспределять крутящий момент между колесами, но и увеличивать его на наружном к центру поворота колесе до 5% сверх того, что могло бы прийти к колесу по трансмиссии. Казалось бы, что такое 0-5%, но в результате на колесе появляется дополнительная тяга, обеспечивающая эффект подруливания в повороте. Или еще вернее будет сказать, что дифференциал AYC удерживает автомобиль на заданной траектории, не требуя от водителя корректирующих действий рулем, а пресекая любые проявления избыточной или недостаточной поворачиваемости, во-первых, распределением крутящего момента на задних колесах, во-вторых, добавкой тяги наружному колесу от 0 до 5% в зависимости от текущей информации, передаваемой датчиками блоку управления. Активные дифференциалы предыдущего поколения такому обучены не были.
Гидравлика или электричество
Похожий принцип используется в системе полного привода Honda SH-AWD (Super Handling AWD), разве что в отличие от гидравлических исполнительных механизмов, сжимающих фрикционы в дифференциале Mitsubishi AYC, здесь в заднем дифференциале используются электромагниты. Разумеется, есть разница и в настройках управляющей электроники, поскольку Lancer Evo VIII - дорожный спорткар, а Legend/Acura RL - автомобили премиум-класса. Впрочем, планетарный "корректор" траектории в трансмиссии SH-AWD также обеспечивает упомянутый выше диапазон 0-5%.
Однако не исключено, что в будущем Mitsubishi придется пересмотреть некоторые конструктивные решения, примененные в AYC. У электричества преимуществ больше, и "электрика" медленно, но уверенно вытесняет гидроприводы из практики автостроения. Два месяца назад компания BMW объявила, что полноприводные модификации машин 5-й серии также будут оснащаться активным задним дифференциалом DPS (Dynamic Performance Control), улучшающим управляемость. В дифференциале BMW гидравлике места не нашлось - пакеты фрикционов замыкаются пусть и не электромагнитами, как в Honda, но с помощью компактных шаговых электродвигателей.
Это смогла бы ESP
Подруливающие активные дифференциалы вынудили применить к автомобилям авиационный термин "вектор тяги". Теперь вспомним, как работает ESP - электронная программа стабилизации. Блок управления ESP учитывает действие сил, стремящихся развернуть автомобиль вокруг вертикальной оси. При необходимости система ESP, задействуя тормозные механизмы, притормаживает каждое колесо автомобиля по отдельности так, чтобы результирующая тормозных сил противодействовала моменту сил, разворачивающих машину, и этим удерживает ее на безопасной траектории.
То есть и здесь появляется некий вектор сил, только направленный так, чтобы автомобиль безопасно миновал поворот. А если тормозные силы перераспределить таким образом, чтобы полученный в результате вектор еще и безопасно "заправил" машину в вираж? Нет сомнений, что ESP такая задача по плечу. Надо только иначе запрограммировать блок ее управления. Другое дело, что торможение - это перевод кинетической энергии в тепловую и ее последующее рассеивание. В этом плане активные дифференциалы работают рациональнее, влияя на расход топлива лишь за счет энергии, необходимой для привода гидравлических цилиндров или электромагнитов.
Вердикт "АБw"
Повышенная активность (солнечная, тектоническая и т.д.) - это почти всегда плохо, кроме частных случаев, когда речь идет, например, о гиперактивности быка-производителя с колхозного двора. Так что же такое Active Yaw и Super Handling - настоятельная необходимость или очередной маневр, нацеленный в конечном итоге на кошелек покупателя? И много ли осталось в мире мест, где сверхактивность дифференциалов окажется востребованной, а поблизости не отыщется видеофиксатор дорожной полиции? Думается, Беларусь не из этого числа. Значит, нам не страшно - пусть продолжают в том же духе.
Сергей БОЯРСКИХ.
А дифференциал-то становится все активнее! С чего бы это и зачем?
Главная
Гороскопы
