Теория и практика
4WD

Когда вращают всеми четырьмя

Доступный полный привод наша страна получила в 1977 году, когда с конвейера начала сходить «Нива». О том, что есть легковой полный привод, мы узнали только после появления у нас японского second-hand. С тех пор отечественные автопроизводители так и не позаботились о массовом выпуске полноприводных легковушек, а 4WD на российских джипах продолжает представлять собой два архаичных варианта. Между тем, японцы за это время успели не единожды модифицировать то, что имели, и на обычных машинах, и на внедорожниках, доведя quattro, по собственному мнению, до совершенства. Причем жесткими рамками себя не ограничивали, расползлись по разным направлениям кто куда, предъявив нам довольно многоликие и порой весьма парадоксальные системы.

Все полноприводные трансмиссии принято делить на два типа — Part Time и Full Time, соответственно, временный и постоянный полный привод.

Все верно, лучшего классификатора и не придумаешь. Но нынче далеко не каждую 4WD-систему можно отнести к тому или иному типу. Часто при разработке трансмиссии инженеры наделяют свое детище качествами того и другого. Иногда — вообще уходят от общепринятых стандартов, выдумывая что-то особенное. Поэтому как-то классифицировать все то, что называется полным приводом, практически невозможно. Разве что рассмотреть каждую систему в отдельности. Это мы и постараемся сделать.

КЛАССИКА OFF ROAD’А

Полный привод в Японии впервые появился на вездеходной армейской «легковушке» Mitsubishi PM33, которая хоть и не долго, но пользовалась спросом, сойдя со сцены после окончания Второй мировой. Нет необходимости проводить глубокие изыскания, чтобы понять — по-настоящему 4 Wheel Drive обосновался на островах масштабно лишь вместе с джипами. С троицей Toyota Land Cruiser, Nissan Patrol и Mitsubishi Jeep вскоре после бесславной капитуляции государства императора Хирохито. В тех американских технологиях (надо ли напоминать, что, в сущности, японские джипы ведут свою родословную от «Виллиса») сейчас мы не найдем ничего сверхординарного. Жесткий бездифференциальный привод переднего моста, шестеренчатая раздаточная коробка, активация 4WD исключительно в ней, а значит, постоянное вращение связанных с колесами (и не разъединяемых с ними) полуосей, редуктора и переднего карданного вала.

Задняя часть субаровского «автомата»

Угловой редуктор Mitsubishi - предельно долговечен, однако связь «механики» с трехлитровым мотором и его могут довести до смертного одра

Межосевой дифференциал Subaru — штука в плане надежности можно сказать идеальная

Эта «дырка» у моделей Toyota с продольным расположением силового агрегата пропускает правую полуось сквозь картер

Тойотовская «раздатка»

Подобная же система существовала на «сороковой», «пятидесятой» и «шестидесятой» сериях Land Cruiser. Возможно, и на Safari, а также других джипах 60-70 годов выпуска (достоверной информации на этот счет нет). «Круизер» линейки BJ/FJ до сих пор сходит с какого-то то ли бразильского, то ли колумбийского, то ли венесуэльского конвейера. И как нам известно, кардинальных изменений в его системе полного привода не произошло. Зато глобальные метаморфозы случились с настоящим внедорожным quattro тех джипов, что появились в канун 70-80-х. Вышеупомянутая система, несмотря на свою простоту, не устраивала инженеров тем, что постоянно «зацепленные» передние трансмиссионные «запчасти» вынуждены вращаться, вращаться, вращаться. А это потеря КПД с соответствующим повышенным расходом топлива. Да и вообще, зачем лишнее время крутиться тому, что должно работать только в исключительных условиях. Словом, 4WD разрезали несколько по-иному. Причем по-разному.

Есть два варианта джиповского полного привода. Больше распространен тот, при котором с помощью электроприводов (или механически — то есть, вылезаем из салона, плюхаемся в грязь по колено, и поворачиваем ручку в положение lock, если ума не хватило это загодя сделать) полуоси отсоединяются от колес. Происходит это посредством обгонных ступичных муфт — хабов. Неплохая и, главное, сберегающая части трансмиссии идея. Не зря она получила распространение на Nissan Terrano/Terrano II, Safari, Land Cruiser 70, Suzuki Escudo, Isuzu Bighorn и т. д. Но электрические муфты в любом фирменном исполнении отвечают запросам далеко не всех приверженцев бездорожья. В тяжелых условиях порой не выдерживают — либо сгорает исполнительный механизм, либо разваливается механическая часть. Хорошо, что у многих джипов имеются их «ручные» аналоги, и уж точно сторонние производители выпускают механические хабы для всех моделей внедорожников.

В оппозиции к «ступичному» полному приводу стоит трансмиссия Toyota HiLux Surf первого и второго поколений. Колесных муфт у этого автомобиля нет. Передние полуоси у него вращаются постоянно, а подключение происходит в переднем мосту, где электропневматический механизм соединяет их с редуктором. При этом нельзя сказать, что Surf страдает от перерасхода топлива или пониженного ресурса трансмиссионных составляющих. Напротив, его 4WD в сравнении с той системой, основным (слабым) элементом которой являются хабы, демонстрирует большую надежность. Посетовать можно лишь на висящие провода, имеющие склонность отгнивать в условиях «соленых» зим, или быть оборванными в off-road переделке.

В 1989 году Toyota на Land Cruiser отказалась от Part Time и сделала ставку на постоянный полный привод, которым оборудует свой тяжелый внедорожник до сих пор. Интересно, что ниссановцы не сделали того же самого с Patrol/Safari, оставив его с традиционным «временным» 4WD. Покупателю при желании обладать крупным внедорожником японского происхождения придется выбирать не только среди марок (всего-то двух), но и «вэдовых» систем.

ТЕХНОЛОГИИ НОВОГО ВЕКА

Впрочем, есть еще Mitsubishi Pajero, в последнем поколении значительно потяжелевший, помодневший, ставший краше лицом, однако все так же оборудуемый фирменной Super Select. Можно на заднем, можно на полном, можно с заблокированным центральным дифференциалом и понижающей передачей. Парадоксально не по-мицубисиевски надежная, появившаяся в 1992 году, эта система, по сути, стала предтечей повального перехода средней руки джипов на многофункциональные полноприводные трансмиссии.

Так, HiLux Surf в 1995 году обзавелся Full Time, но не простым, а интеллектуальным. По желанию владелец может отключать 4WD, оставляя машину заднеприводной. Quattro существует в нем со свободным «центром», который блокируется принудительно. Есть и понижающий ряд. Ниссановцы для Terrano последнего поколения и всего его семейства подготовили более продвинутую систему. Она хоть и относится к категории «временно включено», но позволяет либо оставлять машину моноприводной, либо активирует автоматику, которая благодаря пакету мокрых фрикционных дисков подключает передние колеса при пробуксовке задних. Опять же есть жесткая блокировка муфты (дифференциал, как вы понимаете, отсутствует) и демультипликатор. Это для бездорожья, а в повседневной езде — повернул барашек в положение Auto и не ломай голову, в каком режиме передвигаться. Что-то подобное (в меньших, надо полагать, размерах) используется на Nissan X-Trail. Только без понижающей передачи.

Если на Terrano полный привод работает дискретно — либо включен, либо выключен, то Isuzu Bighorn в последнем поколении обзавелся несколько иным quattro-механизмом. В простонародье его называют TOD-«раздаткой», и TOD (Torque on Demand) в этом случае характеризует суть системы — «момент по требованию». При отсутствующем межосевом дифференциале раздаточная коробка располагает многодисковым сцеплением в масляной ванне. Оно с помощью электроники решает, какой процент крутящего момента бросить на передок (в обычных условиях Bighorn исключительно заднеприводный). Но при «вызове» «понижайки» сцепление «хватает» намертво.

В последнее время стало ясно, что весь «тяжело-внедорожный» мир идет (и будет продолжать идти) по многодисковому гидравлическому пути. «Американцы» избрали его давно, пользуются описанным устройством некоторые европейские компании, а теперь и японцы пришли к тому же. Гидравлика, управляемая электроникой, при традиционной «раздатке» и «нижнем» ряду существенно расширяет и универсализирует возможности полного привода. Однако так как жесткое соединение осуществляется не механическим способом, но посредством «слипания» фрикционов, то у него (как и у всего механизма) имеется определенный запас прочности, который лучше не проверять долгим буксом. Иными словами, всем подобным 4WD при их отличных потребительских свойствах и неплохой (по крайней мере, у «японцев») и надежности серьезное бездорожье противопоказано.

У джипов с их повсеместным продольным расположением силового агрегата нет особого смысла рассматривать компоновку полного привода. «Раздатка» сблокирована с коробкой передач, коленвал передних колес выходит из первой, коленвал задних — соответственно, из второй. У легковых автомобилей с «поперечными» двигателями и с «продольными» все гораздо сложней.

ЭВОЛЮЦИЯ-РЕВОЛЮЦИЯ

Легковой массовый полный привод впервые появился в 1972 году на небольшом универсале Subaru Leone Station Wagon. Это был в чистом виде Part Time — автомобиль не имел центрального дифференциала, задний мост подключался вручную. В 1984-м снова универсал, на этот раз Honda Civic Shuttle, получил аналогичный принудительно включаемый с помощью простенькой (о многодисковой гидравлике тогда и речи не шло) муфты и электропневматического привода 4WD. Но уже во второй половине 80-х японский производитель стал активно переходить на постоянное (иногда с приставкой условно) quattro. Принято считать, что первой Full Time на вооружение приняла Subaru. Это не совсем так. До 1989 года все полноприводные модели этой фирмы в большинстве своем имели вышеуказанную схему подключения заднего моста. Изредка применялась автоматика, представлявшая собой многодисковое сцепление. Однако к тому времени, например, Nissan многие свои автомобили оснащал фирменной системой Attesa, состоявшей из той же фрикционной муфты, блокировавшейся при пробуксовке основных ведущих колес. Да и вообще каждая компания, используя, в сущности, похожие узлы, пошла своей дорогой.

TOYOTA

Народная марка с самого начала применения полного привода добивалась его получения самым, если так можно выразиться, простым путем. На всех моделях с поперечно расположенным силовым агрегатом (начиная от Corolla и заканчивая RAV4 да Harrier) существует раздаточная коробка. Она сблокирована с коробкой передач и заключает в себе межосевой дифференциал. Колесный его собрат находится в корпусе КП. С точки зрения количества использованного «железа» — это довольно громоздкая система. Тем не менее из-за того, что основные узлы раскиданы по двум корпусам, нет «столпотворения», которое бы мешало в ремонте.

Центральный дифференциал у Toyota свободный, с делением крутящего момента между передними и задними колесами пополам. Такие еще называют симметричными. Блокируется только принудительно — кнопкой на передней панели. Как и большинство тойотовских агрегатов, ее 4WD исключительно надежен. Проблемы могут сводиться лишь к повреждениям наружных проводов, подающих сигнал на блокировку, и нерадивости владельца, забывающего менять масло в «раздатке».

У автомобилей Toyota с продольно расположенными установками (Crown, семейство Mark II) последняя, кстати, тоже имеется. Стоит на заднем конце коробки передач и с помощью цепи отводит тягу на коленвал передних колес, проходящий снаружи вдоль корпуса КП. При этом передний редуктор со своим дифференциалом находится на блоке цилиндров мотора, а правая полуось проходит через канал в его картере. А вот межосевого дифференциала в таких системах нет, соответственно, речь в данном случае идет лишь об условном Full Time, где передок посредством трения «через гидравлику» подключается только при пробуксовке ведущих колес. Муфта расположена в «раздатке». Говорить о ее недостатках, равно как и всего комплекса 4WD, не приходится. Ресурс у него не малый, но долгое буксование и его может урезать.

Раз уж мы заговорили о системах с раздаточными коробками, то стоит отметить, что и модели Mazda с «поперечным» двигателями имеют полностью аналогичные системы. Надежность также схожая.

SUBARU

Законодательница полноприводной моды (все же назовем эту марку именно так — хотя бы за то, что подавляющее большинство ее автомобилей имеют 4WD) на удивление до сих пор практикует применение не постоянного quattro. В это трудно поверить, но, как отмечают специалисты, на многих Subaru с правым рулем (речь в основном идет о модели Legacy) отсутствует межосевой дифференциал. Вместо него — лишь фрикционная муфта, подключающая заднюю пару колес. Конечно, есть и стандартный Full Time (на экспортных версиях существует только он), причем опять с многодисковым сцеплением, которое в данном случае занимается блокировкой «центра». Что интересно, обе системы работают по одной программе. То есть в абсолютно одинаковой ситуации один автомобиль станет полноприводным, а второй «самозаблокирует» дифференциал.

Кстати, достоверно известно — у леворульных Legacy с механической коробкой блокировкой ведает вискомуфта. А на универсалах с атмосферными моторами в этом случае имеется еще и демультипликатор.

При столь своеобразных разделениях Subaru также блещет уникальной компоновкой. «Раздатки» как таковой нет. Вторичный вал коробки через шестерни приводит в движение промежуточный вал (напомним, моторы на Subaru расположены исключительно продольно), который соединен с передним редуктором, находящимся между гидротрансформатором (либо кожухом сцепления у «механики») и корпусом коробки. Дифференциал (или просто муфта) при этом устроен в хвосте коробки. Все гениальное просто! Впрочем, надо отметить, что такой «простой гениальности» способствует оппозитный мотор. Короткий в продольном направлении, он сдвинут вперед, а все полноприводное хозяйство скомпоновано за ним.

Однако иногда гениальность дает сбой. У Subaru с Part Time частенько выходит из строя муфта. Либо «кончается» соленоид, включающий пакет фрикционов, либо сгорает сам пакет. Отчасти эту особенность можно отнести на счет владельцев, которые чересчур веруют во внедорожные способности Subaru.

MITSUBISHI

Здесь имеют место быть компоновочные варианты. Первым инженеры пользовались в доинвексовую эру. Представляет он собой всего лишь угловой редуктор, сблокированный с коробкой и отводящий тягу на задние колеса. Центральный дифференциал (равно как и межколесный) вместе с вязкостной муфтой находится внутри коробки. У такой конструкции один лишь неприятный момент — у автомобилей в возрасте от 10 лет и больше не работает самоблокировка. Теряет свойства силиконовая рабочая жидкость.

Недавно, правда, в сервис приехал трехлитровый GTO на «механике». Со срезанной шлицовкой в месте соединения углового редуктора с коробкой. Она, видно, не выдержала столь мощного заряда. Но подобная неисправность — что-то из ряда вон.

Вкупе с Invecs’ом угловой редуктор не идет. Слишком много у адаптивного мицубисиевского «автомата» начинки, чтобы запихнуть туда еще и межосевой дифференциал. Вынесен он в «раздатку», и в целом взаимное расположение узлов здорово похоже на тойотовское. С той лишь разницей, что принудительной блокировки нет, зато имеется вискомуфта. Повторяет ли она недостатки своей предтечи, пока сказать трудно.

Очень редко, на некоторых эксклюзивных версиях, как, например, твинтурбовый Galant VR-4, вместо вискомуфты можно встретить многодисковое сцепление. Так как подобных машин мало, как-то охарактеризовать систему по надежности сложно. Один ремонтный случай, правда, уже был. Сбой в электронике (а процесс блокировки по датчикам в Mitsubishi крайне сильно привязан к общим трансмиссионным мозгам) привел не только к появлению свободного дифференциала, но и вообще к перебоям в передаче момента.

NISSAN

С продольными силовыми установками все аналогично Toyota. А при движках, расположенных поперек (к примеру, на минивэне Presage), фирма отдает предпочтение угловому редуктору. Тут уже аналогию по компоновке стоит проводить с Mitsubishi, но межосевой дифференциал отсутствует, да и подключение происходит с помощью «мокрой» «сцепухи».

HONDA

Рассматривать Dual Pump System смысла нет, о нем мы рассказывали не раз. Стоит лишь сказать, что отбор тяги на DPS осуществляется все тем же угловым редуктором. А в общем-то, без «раздатки» хондовцы обходились всегда. Вот только на Civic 1991 модельного года всего лишь в одном поколении использовалась вискомуфта, располагавшаяся в зависимости от наличия или отсутствия ABS либо посередине карданного вала, либо вместо заднего межколесного дифференциала. В последнем случае это объяснялось тем, что при работе антиблокировочной системы тормозов, по мнению хондовских конструкторов, автомобиль должен быть моноприводным. Для разъединения 4WD рядом с вискомуфтой устраивался пакет фрикционов.

Возможно, именно эволюция полноприводных систем (как внедорожных, так и легковых) стала в японской среде самой безболезненной. Ну и что, если напичканы в своем большинстве электроникой. Она, в отличие, скажем, от дизельных «коммон рэйловских» мозгов, с ума не сходит. Механическая часть и вовсе предельно надежна. Прослужит вряд ли меньше двигателя. Лишь правила некоторые нужно выполнять. На скользких покрытиях работать газом так, как и в случае с «автоматом». Даже в конструкциях с полностью свободными дифференциалами «обувать» колеса передней и задней осей в шины одинакового внешнего диаметра.

И что особенно важно, не возносить шильдик 4WD до вседозволенности.

Максим МАРКИН

"Автомаркет + Спорт" №19 13.05.05