К огато се появява задвижването на четирите колела? Някои историци ни връщат до 1900 година, като тук има доста спорове. Но никой не може да оспори 1980 година, когато се появява Audi quattro. С това се поставя ерата на задвижването на четирите колела в леките автомобили. През 1985 г. Volkswagen Golf Syncro пък заявява, че диференциалът може да бъде заменен от съединител.
Но първо да обърнем внимание на диференциала
Диференциалът разпределя въртящия момент, подаван от двигателя към трансмисията, между полуосите на лявото и дясното колело. Освен това работи по такъв начин, че скоростта на въртене на осите е постоянна.
Така, ако едно от колелата започне да се върти по-бързо (което се случва при превъртане върху хлъзгава настилка), второто ще се върти по-бавно.
Колко да са диференциалите? Мечо Пух иска да са възможно най-много. Два, по един на всяка ос? Може, но на асфалт тази схема е не само безполезна, но дори вредна. А три? Това е оптималният вариант. По един на двете оси позволяват въртене на двете двойки колела със собствени скорости, а централният изпълнява тази функция за двете оси. С такава трансмисия може да се шофира по всякакъв път.
Повечето “part-time” офроудъри са вече в историята: защо ви е раздатъчна кутия и втори кардан, ако ще ги използвате само извън пътя? Но се върви и в посока към изчезване на „full-time“ машините...
Такъв автомобил се отличава не само с по-висока проходимост, но и с управляемост - колата със задвижване на четирите колела е много по-стабилна в завоите. Цената на тези предимства са големи механични загуби и съответно увеличен разход на гориво, както и по-сложен дизайн. Изисква се раздатъчна кутия, в която да се „скрие“ централният диференциал.
Централният диференциал също изисква задължителна блокировка. Самоблокиращият се диференциал реагира незабавно на промените в състоянието на пътната настилка. Може би най-известният е...
...«добрият стари Torsen»
Мнозина смятат, че Torsen диференциалът с ограничено приплъзване е кръстен на своя изобретател, но това е съкращение от английската фраза torque sensing. Това механично устройство незабавно и плавно увеличава степента на блокиране, отговаряйки на промените във въртящия момент, генериран от колелата на всяка ос.
Днес използването на технически сложния и скъп Torsen се счита за оправдано само при премиум модели. Феновете на 4×4 наричат тази трансмисия „истинско задвижване на четирите колела“ и имат пълното право: в съвременния автомобил такъв диференциал остава един от последните компоненти, които се управляват без електронна намеса!
За да преразпредели въртящия момент между осите, блокът за управление на съединителя получава данни от сензори - въртене на колелата, положение на волана и педала на газта, надлъжно и странично ускорение, както и въртящ момент.
На състезателните писти такива трансмисии позволяват чудеса: успешно борейки се с дрифта, колата е способна да вземе най-точната и бърза траектория в завоя заради навременното прехвърляне на въртящия момент към задното външно колело. Уви, днес само няколко коли като Subaru Impreza WRX STI и върлия враг Mitsubishi Lancer Evolution X имат такава перфектна трансмисия, но това са и модели, които отдавна са изчезнали от шоурумовете на марките. Защото масовите модели преминаха към...
...задвижване на четирите колела по поискване
Компактните многодискови съединители могат да се използват не само за блокиране на диференциали, но и да заменят същите тези диференциали. Това направи възможно създаването на принципно нова схема за задвижване на четирите колела – с автоматично активиране.
Същността на решението е следната: колата минава на задвижване на всички колела само когато е необходимо, когато възникне превъртане на колела, през останалото време автомобилът е с характеристиките и управляемостта на предно или задно задвижване.
Първоначално производителите използваха вискосъединители . Първите вискосъединители се активираха 0,2 секунди след началото на приплъзването и бяха способни да „прехвърлят“ до 70% от въртящия момент. Трансмисията Volkswagen Golf II Syncro от 1985 г. имаше такива характеристики.
Същността на устройството е следната. Корпусът на съединителя съдържа фрикционни дискове, пълни със смазочна течност, наречена силоксан. Когато едното колело превърти, дисковите се завъртат един срещу друг - налягането и температурата се увеличават, вискозитетът на силоксана се увеличава и вискосъединителя се „затваря“.
С течение на времето, вместо вискосъединители, марките започнаха да използват фрикционни съединители. Най-известният такъв дизайн се нарича Haldex, кръстен на шведската компания, която ги произвежда.
Първият Haldex работеше по следния начин: при най-малкото несъответствие в скоростите на въртене на валовете, активираше хитър механизъм, благодарение на който буталата изпомпваха масло в цилиндъра. Електрониката, използвайки електромагнитен клапан, контролира налягането, като по този начин променя степента на заключване на съединителя и съответно количеството на предавания въртящ момент.
Сега „реактивният“ принцип на работа е заменен с „превантивен“: съединителят се блокира не след приплъзване на колелата, а предварително, когато се изисква въртящ момент към всички колела. Как? Бблагодарение на сензорите, които подават информация към контролния блок и той решава кога и колко да блокира съединителя.
Един проблем: при тежки условия извън пътя, дисковете на съединителя могат да се плъзгат дори при пълна компресия, което може да доведе до прегряване. Въпреки че инженерите са се научили да пишат програми за управление толкова внимателно, че тази опасност скоро ще изчезне.
В крайна сметка управляемостта и проходимостта изцяло зависят от... нивото на сложност на системите за управление. Колкото повече време отделят дизайнери, програмисти и тестери за създаване и фина настройка на трансмисията, толкова по-интересно и полезно ще бъде задвижването на всички колела.