система полного привода 4MOTION
Система полного привода 4Motion – тип автоматически подключаемого полного привода AWD. Хотя 4Motion – фирменное обозначение полноприводных автомобилей Volkswagen, ее ключевой узел, распределительная муфта Haldex, применяется и на ряде моделей других марок. Так, Audi TTS с фирменным шильдиком quattro, оснащен, тем не менее, Хальдексом, а не привычным для quattro моментным центральным дифференциалом Торсен.
4Motion, прежде чем заслужить звание самого совершенного на сегодняшний день AWD, прошла долгий и сложный путь эволюции. В свою очередь, полный привод на легковых автомобилях появился тоже неспроста.
Схема системы полного привода 4Motion: 1 — двигатель; 2 — раздаточная коробка; 3 — карданная передача; 4 — главная передача задней оси; 5 — межколесный дифференциал задней оси; 6 — муфта подключения задней оси (муфта Haldex); 7 — межколесный дифференциал передней оси; 8 — коробка передач.
ЗАЧЕМ ЛЕГКОВУШКЕ ПОЛНЫЙ ПРИВОД
Развитие автотранспорта идет под знаком увеличения скорости и одновременно – интенсивности трафика. В плотном и быстром потоке машин крайне важна безопасность движения. Ради этого буквально вся конструкция автомобиля за последние десятилетия претерпела революционные изменения.
Функции трансмиссии также радикально изменились. Просто тянуть машину уже мало. В нештатной ситуации автомобиль должен изо всех сил цепляться за дорогу всеми четырьмя, удерживаясь в то же время на своем пути.
Автомобиль с 4Motion
Постоянный полный привод в городе неэкономичен: на фрикционные потери расходуется мощность двигателя и топливо. Включить вручную дополнительный привод (система 4WD) средний водитель может не успеть, или не сообразить.
Схема же AWD такова: нормально машину тянут передние колеса, а при потере сцепления с дорогой включаются задние и подталкивают, пока передние вновь не схватят дорогу, или все четыре не окажутся в равном положении и автомобиль не вернет путевую устойчивость.
МЕЖОСЕВОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ
Главный узел AWD – межосевой (центральный) дифференциал, установленный между передними и задними осями. Он необходим, так как траектория передних колес в повороте длиннее, чем задних. Но ЦД должен работать с точностью до наоборот: передавать крутящий момент на более нагруженные колеса. И делать это нужно быстро, пока не началась пробуксовка.
Реакция или упреждение?
В идеале ЦД должен «чуять опасность» и подключить задний привод, пока передний еще тянет, то-есть быть упреждающим. Упреждение дают срабатывающие по отношению моментов конструкции, например – Торсен (Torsen; Torgue sensing), на основе самоблокирующейся гипоидной передачи. Но при полной разгрузке вторичного вала такой дифференциал вовсе не передает усилие: сравниваются моменты, а отношение любого значения к нулю есть ноль.
Устройства, срабатывающие по скорости, передают усилие на вал, вращающийся медленнее. Пример – вязкостная муфта (вискомуфта, ВМ), на основе силиконовой жидкости, застывающей при нагревании. Их недостаток – реактивность: заметная разница в угловой скорости колес означает, что уже что-то не так.
И у Торсена с ВМ есть общее свойство: они автономны. Системы EDL, ESP, ABS и роботы-помощники не могут изменить конфигурацию шестерен или свойства силикона, и на одни и те же действия водителя машина в зависимости от внешних факторов может реагировать неоднозначно.
Водителя-аса автомобиль «с характером» может даже радовать, как лихого наездника – горячий норовистый конь. Но если ординарному водителю нужно просто доехать до места, «фокусы» систем с обратной связью внутри осложняют вождение.
HALDEX TRACTION — УСТРОЙСТВО И РАБОТА
Удачным решением проблемы оказалась разработанная шведскими инженерами муфта Haldex Traction (Хальдекс). С 1998 г. Хальдекс используется на ряде моделей Audi и Volkswagen. Конструкция муфты несколько раз менялась, при том же принципе работы. Сейчас выпускаются муфты Хальдекс 4-го поколения.
Схема фрикционной муфты Haldex: 1 — барабан; 2 — пакет фрикционных дисков; 3 — ступица; 4 — поршень; 5 — тарельчатая пружина; 6 — подающая магистраль; 7 — клапан управления; 8 — обратная магистраль; 9 — блок управления; 10 — обратный клапан; 11 — насос; 12 — масляный фильтр; 13 — аккумулятор давления; 14 — масляный бак
В основе Хальдекса – пакет фрикционных дисков, работающий в масляной ванне. В нормальном движении на задние колеса передается 2,5% момента (не 5%, как часто неверно указывают) за счет 5% зацепления дисков вследствие вязкого трения в слое масла между ними. Остальные 2,5% передаются обратно на передние колеса.
При нагнетании масла в камеру сложные эффекты в масляной пленке сначала тянут диски друг к другу, а затем вступает в действие их непосредственное зацепление. Очень быстро, но плавно включается 100% блокировка, и так же быстро происходит расцепление, так как вязкость масла на порядки меньше, чем у силикона, и фазового перехода в твердое тело не происходит.
Хальдекс срабатывает по скорости, но его реактивность меньше, чем время оборота колеса. Это поистине революционное решение: авторы создали муфту по сути БЕЗРЕАКТИВНУЮ. Хальдексу для нормальной работы необходима внешняя управляющая автоматика: он может блокироваться, когда это не нужно, например, при парковке.
Но Хальдекс абсолютно предсказуем в любых условиях движения. Есть у него и психологическое достоинство: для принудительного включения в обход автоматики нужно притормозить. Обычному водителю легче решиться дернуть ручник, чем дать прогазовку, как того в аналогичных случаях требует Торсен.
Недостатки у Хальдекса тоже имеются, но при теперешнем уровне развития автоэлектроники их остается всего два, и не очень существенных:
Хальдекс – не дифференциал, а распределительная муфта. Задние колеса не могут вращаться быстрее передних. Но при обычном вождении потребность резкого рывка сзади возникает крайне редко.
Хальдекс требует регулярного техобслуживания: через 60 000 км пробега нужно менять масло и маслофильтр. При эксплуатации в цивилизованных условиях это означает всего лишь заезд на СТО.
Вывод
Система полного привода 4Motion – самая сложная и совершенная из существующих систем AWD.
В 4Motion может использоваться и моментный дифференциал Torsen TypeC на основе корончатых шестерен с плоскими сателлитами. 4Motion легко интегрируется в автомобильную автоматику и в полной мере проявляет свои достоинства при ее наличии.
Но в любом случае главная особенность 4Motion – 100% предсказуемый отклик на действия водителя. Рассчитана 4Motion на среднего водителя и обычный автомобиль, попавшие в сложные условия.
Новый T5: коробка передач DSG и полный привод 4MOTION нового поколения
Одновременно с выходом в свет новых двигателей 2.0 TDI для California, Caravelle, Multivan и Transporter празднует свою премьеру и новая коробка передач DSG, которая сочетает в себе комфорт традиционной коробки-автомат с эффективностью механической КПП. DSG подходит для автомобилей как с передним, так и с полным приводом.
Она устанавливается на автомобили линейки T5 с дизельными двигателями 103 кВт (140 л.с.) и 132 кВт (180 л.с.). Но это еще не все: впервые марка Volkswagen Коммерческие автомобили предложит California, Caravelle, Multivan и Transporter с АКППDSG и полным приводом 4MOTION. Такие автомобили будут оснащаться двигателями biTDI мощностью 180 л.с.
Без сомнений, DSG столь же экономична как и удобна. Она открывает новую грань в быстродействии автоматических КПП. Переключение скоростей происходит за сотые доли секунды без малейшего нарушения сцепления с дорогой. Более последовательно, чем любая другая коробка-автомат до нее, DSG потрясающим образом сочетает такие, казалось бы, несочетаемые характеристики, как экономичность, спортивность и комфорт. Другими словами, ни одна другая автоматическая КПП не способна работать с такой эффективностью, скоростью и точностью.
Преимущество новой DSG: больше динамики при снижении расхода топлива. Ведь благодаря инновационной конфигурации стало возможным сделать первую передачу более короткой и тем самым значительно улучшить стартовую динамику. Так как КП имеет узкие диапазоны передач и оснащена функцией овердрайв, то напротив удлиненное передаточное отношение седьмой передачи позволяет эффективнее экономить топливо и, естественно, уменьшить выброс CO 2 . А дополнительный положительный эффект даже можно услышать: автомобиль работает еще тише, чем раньше. Максимальная скорость достигается на шестой передаче. DSG демонстрирует поразительное преимущество в расходе топлива по сравнению с предыдущим пятицилиндровым TDI с автоматической КПП. Так, расход дизельного двигателя мощностью 140 л.с. снизился до 7,9 л на 100 км, что в целом ниже на 1,6 л. Еще дальше пошел дизель (двухступенчатый наддув), который расходует 7,8 л на100 км, что на 1,9 л ниже, чем раньше. Выброс CO2 уменьшился на 52 г/км.
Новый полный привод 4MOTION с электронным управлением.
Улучшенный полный привод 4MOTION нового T5 создан по последнему слову техники. Последнее, четвёрное поколение многодисковой муфты с оптимизированными фрикционными свойствами от шведского партнера Haldex задает новые стандарты в качестве сцепления, безопасности, комфорте и эффективности. Полный привод идет в комплекте с двумя самыми мощными двигателями TDI (103 кВт / 140 л.с. и 132 кВт / 180 л.с.) и может совмещаться с DSG в версиях с самым мощным двигателем.
Особенностью новой, быстрой, чувствительной и бесшумной системы Haldex4 является то, что вместо механического управления, которое прежде использовалось в агрегате Haldex2, она имеет электронную систему управления. В новой многодисковой муфте давление масла, отвечающее за распределение крутящего момента на задние колеса, определяется не разностью скоростей между передним и задним мостом, а устанавливается электронасосом, который подает масло под давлением 30 бар. В то же время аккумулятор давления масла позволяет периодически выключать электронасос, тем самым снижая расход топлива. Клапан с электронным управлением передает накопленное в аккумуляторе давление на диски муфты, которые позволяют точно и плавно изменять поток мощности на задние колеса путем регулирования уровня давления. В крайних случаях можно даже направить на задний мост 100% крутящего момента. Приводом муфты Haldex служит карданный вал. Многодисковая муфта Haldex подключает заднюю ось только при необходимости, когда передние колёса начинают пробуксовывать и возникает разница частот вращения приводных валов передней и задней осей. Произойти это может, например, при диагональном вывешивании или на ненадёжном покрытии (грунт, песок, микст, лёд). Но как только необходимость в передаче крутящего момента на заднюю ось отпадает, муфта сразу же её отключает.
Сама муфта с исключительной быстротой исполняет команды, поступающие от электронного блока управления. Это не только улучшает сцепление на неровной и скользкой дороге, но и способствует общему повышению активной безопасности. Входящая в базовую комплектацию электронная система стабилизации (адаптивная ESP+) позаботится о том, чтобы водитель держал свой курс стабильно. Всего электронный блок управления муфты обрабатывает более 40 различных сигналов, включая угол поворота, нормы отклонения от курса, обороты двигателя и показатели педали газа. В качестве опции имеется дополнительная механическая блокировка дифференциала задней оси системы 4MOTION, обеспечивающая максимальное сцепление даже на бездорожье.
4motion в деталях — описание систем полного привода VAG
Приветствую! Многие достаточно сильно заблуждаются считая, что 4motion это всегда муфта haldex, а quattro это всегда дифференциал torsen. Увы или к счастью это не так.
4Motion — это официально зарегистрированная модификация легковых автомобилей «Volkswagen», характерной особенностью которой является система полного привода. Впервые логотип полноприводного автомобиля 4motion был использован в 1998 году на автомобилях Golf и Bora с муфтой «Haldex». В 1999 году знак 4Motion появился и на других полноприводных автомобилях «Volkswagen», которые раньше отмечались знаком Syncro.
Quattro — зарегистрированная торговая марка, используемая Audi AG (дочерней компанией германского концерна Volkswagen Group) в названии автомобилей с полным приводом. Впервые использована в 1980 году для Audi Quattro c постоянным полным приводом (позже из-за возникшей путаницы автомобиля с торговой маркой, автомобиль часто стали называть Ur-Quattro — Ur на нем. оригинальный). С тех пор марка quattro используется в названии всех полноприводных автомобилей производства Audi AG.
Skoda для обозначения своих полноприводных автомобилей использует символ "4х4", а компания Seat просто "4".
В основном в системе полного привода 4Motion применяется многодисковая фрикционная муфта Haldex. Муфта обеспечивает управляемую передачу крутящего момента (величина передаваемого крутящего момента определяется степенью замыкания муфты) от передней к задней оси автомобиля. Муфта Haldex встроена в картер дифференциала задней оси.
В настоящее время в системе полного привода 4Motion используется муфта Haldex четвертого поколения (автомобили Volkswagen Tiguan), которая имеет более простую конструкцию в сравнении с предшественниками. До этого устанавливались муфты первого и второго поколений (автомобили Volkswagen Golf IV, V – опционально, Volkswagen Transporter). Haldex поколения 1 и 2 — пассивная система полного привода. Замыкание фрикционов происходит только после того, как произошла пробуксовка переднего моста. Регулирующий клапан может снижать избыточное давление, но не может его создавать. Таким образом автомобиль будет переднеприводным до тех пор, пока передние колёса не проскользнут.
Устройство Haldex отличается высокой скоростью реагирования — передние колёса проворачиваются лишь на четверть оборота до того, как происходит подключение полного привода.
В нормальных дорожных условиях (движение с постоянной скоростью, нет пробуксовки) на ведомый (задний) мост передаётся 10% тяги (распределение 90/10). При блокировке фрикционов момент распределяется в пропорции 50/50. Работы муфты I-ого поколения породила множество негативных отзывов, связанных с тех, что поведение автомобиля на сколькой дороге было неоднозначным и выражалось во внезапном подключении задней оси автомобиля, что особенно заметно при поворотах, когда недостаточная поворачиваемость резко превращалась в избыточную.
Муфта Haldex имеет электронное управление, включающее входные датчики, блок управления и исполнительные устройства. Пакет фрикционных дисков представляет собой набор из фрикционных и стальных дисков. Фрикционные диски имеют внутреннее зацепление со ступицей. Стальные диски имеют внешнее зацепление с барабаном. Количество дисков определяет величину передаваемого крутящего момента (больше дисков – больше момент). Диски сжимаются поршнями. Исполнительным устройством системы управления является клапан управления, регулирующий давление сжатия фрикционных дисков от 0 до 100% максимальной величины. Величина давления определяется положением клапана. Насос и аккумулятор давления обеспечивают поддержание давления масла в системе на уровне 3 МПа.
Работа системы 4Motion определяется алгоритмом работы муфты Haldex, в котором можно выделить следующие характерные режимы:
При трогании с места и разгоне автомобиля клапан управления закрыт, диски муфты максимально сжаты. На задние колеса передается максимальный крутящий момент.
Если движение начинается с пробуксовкой обоих передних колес, клапан управления закрывается, фрикционные диски муфты сжимаются. Крутящий момент полностью передается на заднюю ось. При пробуксовке одного из передних колес в работу системы вначале включается электронная блокировка дифференциала.
При движении с постоянной скоростью клапан открывается, а диски сжимаются в зависимости от условий движения. На заднюю ось крутящий момент передается в определенных (незначительных) пределах.
Пробуксовка в движении автомобиля определяется на основании сигналов от блока управления системы ABS. При этом клапан открывается в зависимости от условий движения (какая ось и какие колеса буксуют).
При торможении клапан управления открыт, фрикционные диски муфты полностью разжаты. Крутящий момент на заднюю ось не передается.
Если вкратце то система с haldex этот постоянный передний привод с подключаемым задним, нотки управления переднеприводным автомобилем наиболее ярко выражены. Система требует постоянного обслуживания, а именно смены масла и фильтра раз в 30 000 км. Тогда система прослужит вам долго и верно.
Эта система используется на автомобилях VW Golf4/Bora, VW Golf5, Passat B6/B7 alltrack, VW Tiguan, VW Transporter, Skoda Octavia A4/A5, Scoda Octavia Scout, Scoda Yeti Seat Altea Freetrack, Audi A3, Audi TT и т.д. Важной особенностью также является то, что не было автомобилей с haldex и классическим автоматом, только МКПП (исключение VW Tiguan с бензиновым двигателем 2.0Т). Сейчас уже есть автомобили VAG с сиcтемой haldex и DSG. Отличительной чертой является поперечное расположение силового агрегата.
Единственным массовым легковым автомобилем VW который не использует систему haldex в системе полного привода остается VW Passat B5/B5+, ну и VW Phaeton тоже. Это связанно с тем, что автомобиль целиком и полностью копирует автомобиль Audi A4 в деталях и узлах. Отличительной особенностью системы quattro является продольное расположение двигателя и элементов трансмиссии, которое характерно для большинства автомобилей Audi.
В трансмиссии quattro может устанавливаться как механическая коробка передач, так и коробка-автомат. В этом автомобиле используется система quattro четвертого поколения, принудительная ручная блокировка заменена на EDL. Эта система используется на автомобилях Audi A4, A5, A6, A7, A8, R8, Q5, Q7, Allroad, VW Touareg.
Раздаточная коробка непосредственно присоединена к коробке передач. Конструктивно она включает межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент на переднюю и заднюю оси. Корпус дифференциала имеет механическое соединение с коробкой передач. Распределение крутящего момента на оси в зависимости от конструкции раздаточной коробки может осуществляться непосредственно через приводные валы или отдельную зубчатую передачу.
Конструкция дифференциала Торсен основана на червячных шестернях, вращающихся на различных осях. Каждая боковая шестерня является червячной шестерней с шлицевым соединением с выходными чашками. Внутри находится 2 или 3 набора планетарных червячных шестерен (называемых элементными шестернями), перпендикулярных к оси боковых шестерен. Каждый набор состоит из 2-х червячных шестерен, соединенных между собой посредством ведомых шестерен, и зацепленных с боковыми шестернями. Таким образом, две боковые шестерни соединены между собой посредством элементных червячных шестерен.
Принцип работы объясняется уже в его названии – оно образовано от английский слов Torque (крутящий момент) и Sensing (чувствительность), что вместе означает как "чувствительный к моменту". То есть, Torsen реагирует не на разницу в скорости вращения передних и задних колес, как большинство других трансмиссий, а на разницу в моменте на них. Или, в некотором смысле, на разницу в сцеплении с покрытием колес на передней и задней оси.
Еще одна особенность "Торсена" заключается в том, что он не пытается уравнять скорость вращения колес в случае их пробуксовки, а лишь перенаправляет крутящий момент двигателя на те колеса, которые имеют лучший "зацеп" с дорогой. И делает это без помощи электроники – чистая механика. До 2006 года Torsen распределял тягу в пропорции 50:50 между передними и задними колесами и мог перебрасывать на каждую из осей до 75 процентов крутящего момента двигателя. Однако из-за конструктивных особенностей автомобилей Audi с продольно расположенным двигателем (мотор, фактически, "висел" перед передней осью), формула "50:50" часто критиковалась журналистами и владельцами машин за врожденную недостаточную поворачиваемость. Система с Torsen используется на всех моделях Audi, за исключением моделей A3 и TT, и не требует никакого обслуживания, можно ездить и просто наслаждаться. У автомобилей с torsen более выражены повадки заднеприводного автомобиля, особенно в поворотах, это связано с тем, что задняя ось проходит меньшее расстояние чем передняя. Также существует проблема так называемого "вывешенного колеса". Как я написал выше, torsen может перераспределять момент на оси 75:25, но не может 0:100. Это означает, что при вывешенном одном колесе или целой оси вы не сможете тронуться с места без системы EDL/ABS т.к. момент на вывешенном колесе или оси будет равен 0 и соответственно на другую ось передастся такой же момент 0 умноженный на 3 (25:75), а умножение на ноль даёт нам ноль. Тут и вступает в помощь EDL/ABS и подтормаживает буксующее колесо, на нём появляется момент и передается при помощи torsen увеличенный в трое момент на другую ось.
Но не волнуйтесь, съехать с роликов или тронуться можно без электроники.
Если буксует задняя ось — поднимаем ручник и создаем момент который перебрасывается на переднюю ось. Если буксует передок — давим одновременно на газ и на тормоз, причем газ стараемся держать постоянно, а тормоз давим сильно и прерывисто, иначе не тронемся никогда
Много копий сломано в споре "что лучше Haldex или Torsen", тут как говорится все фломастеры на вкус и цвет разные. В любом случае удовольствие от езды на автомобиле с полным приводом вы получите)
Volkswagen Multivan 4Motion: любо-дорого
Кто-то называет самый комфортабельный автомобиль, построенный на шасси Т5, микроавтобусом. Мне кажется, правильнее окрестить его минивэном. По эргономике Volkswagen Multivan не уступает легковым «фольксвагенам», да и длиной сравним с большими седанами или вседорожниками. Зато высокая посадка, хорошая обзорность и шестиметровый радиус разворота позволяют немаленькому автомобилю проворно протискиваться среди хаотично разбросанных на заснеженной парковке машин.
Дороги в Финляндии не чистят – их выскребают. Жаль, асфальт не то, что нужно для оценки полноприводных возможностей Multivan. Никаких отличий от переднеприводной версии с таким же силовым агрегатом не наблюдаю. Разве что расход топлива у коллег, ехавших следом на переднем приводе, оказался на 0,2–0,3 л/100 км ниже. Но столь мизерную разницу вполне можно списать на стиль вождения.
Стабильно падающая забортная температура (минус градус на два-три десятка километров) тревожит. Правда, дыхание Севера в салоне не ощущается, если не считать загадочного сквозняка – надеюсь, случайного – где-то в рамке двери. Несмотря на дизельное «сердце», в салоне можно спокойно находиться без верхней одежды – спасибо дополнительному подогревателю.
Теплых слов заслуживает и сам новый двухлитровый дизель с двумя последовательными турбонагнетателями, и, конечно, его напарница – семиступенчатая DSG, впервые ставшая частью полноприводной трансмиссии на VW этого класса. И дело не только в отличной динамике и завидной экономичности. Multivan набирает скорость настолько плавно, будто «ступенек» в коробке вовсе не существует.
Примерно за 150 км до Полярного круга сворачиваем с основной трассы и начинаем петлять по узким местным дорожкам. Вот тут полный привод себя и проявит! Первое очевидное отличие от моноверсии – в старте с места. Передние колеса даже не успели толком побуксовать, как я почувствовал легкий толчок (это электроника подключила заднюю ось) – и автомобиль стал уверенно набирать скорость. И сигнальная лампа системы стабилизации мигала куда реже, чем на переднеприводнике.
Спасибо, 4Motion, что позволяешь без проблем погрузиться в финскую природу! Правда, прежде чем съехать с укатанного зимника в рыхлый снег, лучше заблокировать муфту, нажав кнопку с характерной пиктограммой (теперь крутящий момент расходится по осям в соотношении 50:50).
Отключил систему стабилизации и попробовал двинуться вперед: не трактор, конечно, но на вседорожник похоже. Не даром (в смысле, опция) на задней оси установлен самоблокирующийся дифференциал. Но забираться в чащу не решился: чем дальше, тем снег глубже. Так недолго и на брюхо сесть: свесы-то короткие, но вот база у Multivan длинная, да и дорожным просветом 4Motion не отличается от других версий. По внедорожным меркам, он отнюдь не велик — 167 мм.
Россия в прошлом году заняла первое место среди экспортных рынков Multivan. Увы, не сказано, сколько продали 4Motion. Наверняка немного, ведь за четыре ведущих надо доплатить около 153 000 рублей. Кстати, самая аскетичная 140-сильная версия 4×4 стоит 1 904 800 рублей. Мой Multivan в дорогой комплектации Highline, с опциями, самым мощным двигателем и коробкой DSG оценен в 3 352 900 рублей. Карман действительно не оттянет, а просто опустошит – любо, но дорого.