Что мы знаем о системе полного привода Freelander 2
#1
Скоро будет уж год, как Фрил продается в России.
Несмотря на улыбки, Land Rover по-прежнему позиционирует эту машину как «компактный внедорожник».
Какие-то основания для этого, наверное, есть. Ведь не случайно во всех тестах на всех континентах Фрил всегда уверенно выигрывает внедорожную составляющую, независимо от состава одноклассников-конкурентов.
В связи с этим возникает вопрос: год прошел, а что мы знаем о системе полного привода Фрила?
Как ни странно, информации не так уж и много. Можно сколько угодно «шерстить» интернет, но ни одного официального материала, где было бы четко и однозначно написано, что представляет собой система полного привода Freelander 2, не найти. Нет схем. Нет процентов распределения крутящего момента по осям и колесам. Убедился сам, потратив не один час. Может, это и объяснимо. Кто захочет раскрывать профессиональные секреты, когда «рысаков» так много, а «ипподром» — один?
Однако попробуем всё же в этой теме собрать то немногое, что мы знаем. Или, по крайней мере, можем предположить.
#2
Особеностью Фрила является то, что у него полный привод неотключаемый.
Это означает, что машина, в отличие от многих своих одноклассников, никогда не становится переднеприводной (хотя в данном случае известное выражение «никогда не говори «никогда», действительно, имеет смысл).
Тем не менее, отметим следующее.
Как правило, современные кроссоверы последнего поколения реализуют одну из двух основных схем полного привода:
1. Самая «простая». Только автоматическое подключение полного привода (изменение распределения крутящего момента между осями) в зависимости от дорожных условий (типичный представитель — Honda CR-V).
2. Более «накрученная». Добавлена возможность принудительного подключения электронно-управляемого полного привода (изменения распределения крутящего момента между осями) с возможностью межосевой блокировки (типичный представитель — Mitsubishi Outlander XL или кроссоверы Nissan).
У Фрила всё реализовано, что называется, «не как у людей».
Система полного привода у него неотключаемая. Т.е. при доминировании передней оси всегда определенная часть крутящего момента (в зависимости от дорожных условий) подается на задние колеса. Да плюс к этому еще имеется фирменная «фишка» Land Rover, позаимствованная у «старших братьев», — управляемая водителем система распознавания поверхности Terrain Response.
#3
Вот как описывает систему полного привода Фрила официальный буклет:
«РАЗУМНАЯ» СИСТЕМА ПОСТОЯННОГО ПОЛНОГО ПРИВОДА
В автомобиле Freelander 2 используется передовая «разумная» трансмиссия с неотключаемым приводом на все колеса. В зависимости от условий движения в данный момент она непрерывно регулирует соотношение крутящего момента, передаваемого на передние и задние колеса. В нормальных условиях, например, на дорогах с твердым покрытием, на задние колеса передается незначительный крутящий момент, но при движении по тяжелому бездорожью практически весь крутящий момент может передаваться на задние колеса. Это идеальная схема работы, которая всегда обеспечивает максимальные тяговые возможности в трудных условиях и уменьшает передачу крутящего момента на задние колеса до минимума, когда в этом нет необходимости, для снижения механических потерь в трансмиссии и расхода топлива.
«Регулирование передачи крутящего момента происходит непрерывно», — говорит Эндрю Фостер, Главный инженер проекта. – «Например, если вы неожиданно попали на грязный или заснеженный участок дороги, распределение крутящего момента изменится и обеспечит вам оптимальные тяговые характеристики и безопасность при движении».
Система постоянного полного привода разрабатывалась совместно с компанией Haldex, чей признанный принцип использования межосевой муфты обеспечивает непрерывное регулирование при распределении крутящего момента с помощью «мокрой» многодисковой муфты с гидравлическим управлением. Но специалистам компании Land Rover требовалась межосевая муфта с электронным управлением для подключения карданного вала привода задних колес, которую можно было бы включить предварительно перед троганием с места для уменьшения проскальзывания колес, причем включить быстро при обнаружении пробуксовки и также быстро выключить, не угрожая работе систем поддержания курсовой устойчивости. Кроме тог, она должна передавать большой крутящий момент, чтобы обеспечить автомобилю Freelander 2 внедорожные качества.
Результат разработки применяется исключительно на модели Freelander 2 и позволяет заранее, быстро и полностью включать привод на все колеса. Новый подпиточный насос высокого давления заполняет гидравлическую систему, как только двигатель начинает работать, обеспечивая включение полного привода при трогании с места. Это также уменьшает промежуток времени, необходимого для начала передачи крутящего момента нужной величины после обнаружения пробуксовки колес. С новой муфтой он соответствует повороту соответствующего колеса на 15 градусов.
Муфта Haldex автомобиля Freelander 2 позволяет передавать крутящий момент величиной 1500 Нм. Гидроаккумулятор также ускоряет процесс срабатывания муфты. Передача максимального крутящего момента начинается уже через 150 миллисекунд. В результате новая муфта Haldex обеспечивает преимущества предварительного включения привода на все колеса в сочетании с эффективностью и топливной экономичностью системы, работающей по необходимости. В этом и заключаются преимущества обоих типов привода, что идеально подходит для такого компактного полноприводного автомобиля, как Freelander 2.
СИСТЕМА TERRAIN RESPONSE ПОВЫШАЕТ ПРОХОДИМОСТЬ
Одним из основных устройств, которые обеспечивают автомобилю Freelander 2 его выдающиеся показатели, является система Terrain Response компании Land Rover. Стандартная для всех вариантов этой модели, кроме базовой, она приспосабливает работу двигателя, коробки передач, центральной муфты и ходовой части к условиям движения. Кроме того, она улучшает управляемость и уровень комфорта настолько, насколько повышает тяговые способности автомобиля.
На Freelander 2 предусмотрено четыре режима функционирования системы Terrain Response, выбор которых водитель может осуществлять с помощью поворотной рукоятки:
• General Driving – для основного использования. Пригоден для движения по большинству дорог и легкому бездорожью
• Grass/Gravel/Snow (Трава/Щебень/ Снег) – для движения по скользким поверхностям, как на дорогах, так и вне их
• Mud and Ruts – для движения по грязи и колеям
• Sand – для движения по песку
«Каждый из режимов позволяет оптимизировать работу электронных и механических систем автомобиля Freelander 2 в соответствии с конкретными условиями движения», – говорит Эндрю Фостер. – «Как будто вам помогает опытнейший специалист».
Система Terrain Response регулирует также работу следующих устройств:
• Системы динамической стабилизации (DSC): она предназначена для того, чтобы прекратить передачу крутящего момента на пробуксовывающее колесо. Но в ряде ситуаций при движении на бездорожье желательно не прекращать передачу крутящего момента, даже если началась пробуксовка. В таких случаях система Terrain Response автоматически вмешивается в работу системы динамической стабилизации
• Электронной противобуксовочной и антиблокировочной систем: настройка и работа этих систем также регулируется Terrain Response для того, чтобы обеспечить оптимальные контакт с конкретной опорной поверхностью, тормозные характеристики и безопасность движения
• Системы контроля при движении на крутых спусках (HDC): новейшее поколение знаменитой разработки компании Land Rover, которая автоматически ограничивает скорость движения на спуске с помощью антиблокировочной системы, улучшая управляемость на скользких спусках. HDC автоматически включается при выборе соответствующей программы Terrain Response. При этом допустимая скорость движения меняется в зависимости от того, какой тип покрытия был выбран.
Система Terrain Response также меняет настройки электронной центральной муфты для оптимизации работы системы полного привода при движении в тяжелых условиях.
Система Terrain Response Система Terrain Response работает непрерывно и впервые в качестве серийного оборудования была представлена на автомобиле Land Rover Discovery 3 в 2004 году.
#4
Итак, как следует из этого описания, в основе системы полного привода Фрила 2 лежит межосевая муфта Haldex с электронным управлением для подключения привода задних колес.
Что такое «муфта Haldex» и в чем ее отличие от других муфт?
Начнем с истории. Теперь уже истории.
Начавшееся в конце XX века широкое распространение моделей с постоянным полным приводом поставило перед конструкторами задачу разработать механизм, который без участия водителя мог бы распределить крутящий момент между мостами.
Спрос породил предложение в виде виско-муфты.
Поначалу речь шла о том, что межосевому дифференциалу, включенному в кинематическую цепь 4WD, требуется блокировка, иначе случись хотя бы одному колесу оказаться на скользкой поверхности, и тронуть с места автомобиль с приводом на все четыре колеса становилось весьма проблематично. Однако блокировка — это еще один рычаг в кабине, что салоны новых полноприводных модификаций легковых автомобилей, именуемых кроссоверами, совсем не украшало. Как, собственно говоря, не украшал бы и рывок, сопровождающий блокировку дифференциала, если она осуществлялась механическим способом.
Химикам удалось синтезировать кремнийорганическую (другое название — силиконовую) жидкость, имеющую совершенно уникальные свойства. В то время как обычные жидкости при нагреве уменьшают свою вязкость, эта, наоборот, становилась все более густой, пока вовсе не приобретала характеристики твердого тела. Такая особенность оказалась как нельзя кстати. Инженеры немедленно разработали компактную конструкцию, суть которой заключалась в следующем.
На шлицах вала (1), связанного через кардан с главной передачей трансмиссии, расположен корпус виско-муфты (3). Внутри него находится пакет специальных тонких дисков, отличающихся конструкцией и назначением. Те, что имеют отверстия, являются ведущими (4). За счет зубьев на наружной поверхности ведущие диски находятся в зацеплении со шлицами, нарезанными на внутренней поверхности корпуса виско-муфты. Ведомые диски (5) через шлицевую втулку соединены с валом (6). Диски расположены попарно, зазо-ры между ними всего 0,2-0,4 мм, в зазорах, а также отверстиях и прорезях дисков — силиконовая жидкость.
Проскальзывание ведущих и ведомых дисков относительно друг друга сопровождается трением и выделением тепла. Вязкость силиконовой жидкости резко увеличивается, она загустевает и как бы склеивает диски в единый блок. Виско-муфта в доли секунды, но в то же время без рывка мягко блокируется, заставляя корпус и ведомый вал продолжать вращаться вместе и передавать крутящий момент.
Одновременно выяснилось, что виско-муфта кроме функции самоблокирующегося дифференциала способна брать на себя в полноприводных модификациях, построенных на базе моделей с передним приводом, и часть функций раздаточной коробки, что и было реализовано в системах полного привода, используемых многими автомобильными компаниями.
В отличие от механически блокируемого межосевого дифференциала виско-муфта не требует вмешательства водителя и тем самым не оставляет ему ни одного шанса на вольность и ошибку, что, безусловно, способствует безопасному движению. Из-за недостаточной информативности полного привода не каждый находящийся за рулем способен объективно оценить обстановку, вовремя снизить скорость и выбрать нужный момент для включения блокировки. Виско-муфта сделает это автоматически и поможет водителю благополучно выйти из критической ситуации. Случается, полноприводные автомобили довольно неадекватно реагируют на тормоз: сказывается то, что все колеса, связанные через дифференциалы в кинематическую цепь, в момент торможения могут оказаться на покрытии с разным сцеплением для каждого колеса. Введение виско-муфты в трансмиссию обычно снимает эту проблему. А еще виско-муфты, уменьшая пробуксовку колес и исключая работу двигателя в неблагоприятных режимах, увеличивают ходимость протектора покрышек и экономят до 5% топлива.
Словом, виско-муфта прочно (по крайней мере, так казалось) обосновалась в трансмиссии, и владельцы многих кроссоверов и полноприводных «легковушек» просто даже не догадывались, что работой полного привода на самом деле управляют не они, а непонятные «черные» цилиндры, расположенные в районе заднего моста автомобиля.
Виско-муфты устанавливались на многих автомобилях, в том числе и на Freelander 1.
Однако, виско-муфтам, увы, наряду с достоинствами был свойственен целый ряд «врожденных» недостатков. Основные из них:
— ограниченная величина передаваемого крутящего момента;
— недостаточное быстродействие;
— ухудшение управляемости при маневрировании и неизбежная недостаточной поворачиваемость на скользких покрытиях.
До поры до времени с этими недостатками можно было мириться. Однако «запахло грозой», когда в ходовую часть автомобиля начала активно проникать электроника.
Появилась антиблокировочная система тормозов, и виско-муфта стала упрямо вмешиваться в работу ABS, корректируя ее только в худшую сторону.
Когда дело дошло до внедрения электронной системы курсовой стабилизации, виско-муфта «беззастенчиво» начала мешать и ее нормальной работе.
Кроме того, для автомобилей с виско-муфтами требовался особый диагностический тормозной стенд: с барабанов обычного они норовили «удрать». Аналогично эти автомобили вели себя при попытке их буксирования методом частичной погрузки, пробуя «спрыгнуть» с платформы буксира.
Есть два пути борьбы с недостатками: совершенствовать имеющуюся конструкцию (что и пытались делать некоторые европейские компании), либо придумать что-то принципиально новое.
Источник
