4 ведущих колеса: Nie znaleziono strony — АвтоБлог – Автомобильный блог – Блог autoDNA

Все четыре колеса… — журнал «АБС-авто»

Количество полноприводных моделей автомобилей, способных преодолевать тяжелое бездорожье, неуклонно стремится к нулю. Одновременно с этим полноприводными трансмиссиями все чаще оснащаются «подорожные» автомобили.

Что заставляет автопроизводителей идти по пути усложнения конструкции трансмиссии, как эволюционировал полный привод и как он устроен?

У большинства людей понятие «полный привод» прочно ассоциируется с внедорожником. Действительно, один из неотъемлемых атрибутов настоящего «проходимца» – колесная формула 4 × 4 (четыре колеса, все четыре – ведущие). Острословы метко именуют автомобили повышенной проходимости «четыре везде», имея в виду одно из принятых обозначений полноприводников – 4WD (Four Wheel Drive), или в русской транскрипции – «четыре вэ дэ». Однако в этот раз речь пойдет не об автомобилях, на которых можно смело «лезть в говны». Таких в программах автопроизводителей, к сожалению для многих любителей путешествий и автомобильного экстрима, осталось буквально единицы. Темой разговора будут полноприводные автомобили, предназначенные для передвижения по дорогам, пусть заметенным снегом и покрытым льдом, но все-таки дорогам.

В эту категорию можно отнести на вид обычные легковые автомобили и всю многочисленную группу так называемой автотехники спортивного назначения – SUV (Sport Utility Vehicles). Кстати, трудно придумать более абсурдное название – какое отношение к спорту имеет чрезмерно большой и тяжелый «шарабан» с немаленьким прожорливым мотором? Ровно такое же, как и к форсированию бездорожья. Ведь полный привод и увеличенный дорожный просвет – далеко не единственные атрибуты настоящих «проходимцев». Тем более что и конструкция трансмиссии не совсем та, и просвет не так светел, о чем предупреждают сами автопроизводители. Единственная доступная «сувам» зона вне дорог – придорожные бордюры и обочины, что не без риска демонстрируют некоторые их владельцы. Пожалуй. ближе к истине многочисленные критики этой выдуманной маркетологами автобизнеса абракадабры. Они расшифровывают аббревиатуру SUV как Super Useless Vehicle, т. е. «супер бесполезный автомобиль» – совсем не городской, на трассе – далеко не лучший, вне дорог – так себе. Впрочем, поговорку «понты дороже денег» тоже неглупые люди придумали, а если продолжить «…и важнее практичности», то и производителей, и потребителей «излишеств разных нехороших» понять можно. По большому счету, нам все равно, как называют этот «мейнстрим» мирового автомобилестроения. Главное, что «сувы» – автомобили дорожные и, по большей части, полноприводные.

Прежде чем продолжить, внесем ясность в терминологию. За рубежом (правда, не везде и не всегда) термином 4WD принято называть трансмиссии, которые могут работать в двух основных режимах: с передачей крутящего момента от двигателя ко всем колесам или к колесам одной из осей. Причем переключение режимов – забота водителя, которую он осуществляет с помощью различных устройств: механических, пневматических, электрических и т. п. Режим выбирается в зависимости от дорожных условий. Вторую ось рекомендуется подключать только в случае, когда они никудышные: в снег, гололед или при движении без дорог. На покрытии с высокими сцепными свойствами это делать запрещено, так как грозит поломкой трансмиссии (почему – выясним позже). Трансмиссии типа 4WD также называют part time, по-русски – подключаемый полный привод. Поскольку на «реальных жыпах» традиционно использовались трансмиссии с такой логикой работы, к ним (жыпам) и приклеилось выражение «четыре везде», в смысле «воткнул» все четыре – и гоняй везде и всюду.

Столь же часто употребляемая аббревиатура AWD (All Wheel Drive) используется для обозначения трансмиссий типа full time, т. е. с постоянно включенным полным приводом или полным приводом, который подключается автоматически вне зависимости от воли драйвера. AWD-трансмиссиям не страшны любые дорожные условия. Это, безусловно, не значит, что не существуют правила их эксплуатации, ограничения или рекомендации автозавода. Иногда общепринятую терминологию нарушают, порой по незнанию, порой – намеренно, в интересах поминавшегося выше маркетинга. Поскольку нам чужды маркетинговые интересы, постараемся следовать правилу, по крайней мере там, где это зависит от нас.

Вначале прикинем, чем «грозит» дорожному автомобилю полноприводная трансмиссия. Сразу оговоримся, что на этот счет существуют противоречивые мнения. Апологеты полного привода доказывают, что он – чистое благо. Противники выкатывают внушительный перечень недостатков.

Jensen FF, английский автомобиль класса GT (1966–1971), на который задолго до известной всем Audi 80 Quattro (1980) устанавливалась полноприводная трансмиссия типа AWD. Кстати, и электромеханическая АБС

В стремлении доказать свою правоту и те и другие слегка шельмуют, выбирая в качестве примеров трансмиссии таких конструктивных схем и принципов действия, которые наилучшим образом иллюстрируют их аргументы. Рассуждая логически и не вдаваясь в детали устройства, можно отметить следующие недостатки полного привода в сравнении с приводом колес одной оси.

Во-первых, в полноприводной трансмиссии выше потери мощности. Каждая «лишняя» пара шестерен, карданный шарнир, цепная передача, ШРУС и т. д. имеют КПД меньше единицы и неумолимо съедают суммарный КПД трансмиссии, так что «на круг» набегает немало. Во-вторых, все эти «излишки» добавляют автомобилю веса, по самым скромным оценкам, килограммов 50–100. Это равносильно тому, что владелец полноприводного авто постоянно возит с собой лишнего пассажира: кто-то миниатюрную девушку, кто-то – здоровенного бугая. Отсюда проистекают (при прочих равных и в обычных условиях движения) такие следствия, как больший расход топлива, вредные выбросы и худшая динамика. В-третьих, согласно всеобщему закону техники увеличение количества компонентов системы однозначно отражается на ее надежности – вероятность отказа повышается. В-четвертых, более сложная трансмиссия стоит дороже. Следовательно, растет и цена автомобиля. Помимо этого отметим менее однозначный момент. Наличие тяги на всех четырех колесах способно значительно изменить характеристики управляемости и поворачиваемости автомобиля, а также реактивную силу на рулевом колесе («чувство руля»). В общем случае не в лучшую сторону. Чтобы выправить ситуацию, конструкторам приходится поломать голову над подвеской, рулевым механизмом, распределением массы между осями (развесовкой) и т. п. Казалось бы, какое дело до этого покупателю автомобиля – не его проблемы. Но давайте не будем забывать, что в конечном счете все оплачиваем мы, потребители. В том числе и усилия разработчиков.

Пока читающие эти «лживые строки» поборники идеи полного привода не закипели от негодования, спешим сообщить, что правда есть и на их стороне. Если бы у полнопривод­ных трансмиссий не было достоинств, причем таких, которые перевешивают озвученные недостатки, кому пришло бы в голову применять их в конструкции серийных дорожных автомобилей? Что же дает полный привод «подорожным» автомобилям? Если не умничать, можно сказать, что полноприводная трансмиссия «дает» не автомобилю, а драйверу: она позволяет увереннее контролировать автомобиль. Подчеркнем – при движении в сложных дорожных условиях. Как следствие, улучшаются потребительские качества автомобиля и, главное, возрастает безопасность «ездоков». А за безопасность, сами понимаете, не жалко заплатить и довольно высокую цену.

Как полный привод улучшает контроль над автомобилем? Начнем с самого простого и понятного. У автомобиля с четырьмя ведущими колесами меньше вероятность попасть в «безвыходную ситуацию». Многим из личного опыта известно, что машина с одноосным приводом обездвиживается довольно просто – достаточно заехать одним ведущим колесом на скользкую поверхность. Крутящий момент на проскальзывающем колесе станет близким к нулевому, свободный дифференциал моментально обнулит момент и на другом колесе оси и – приехали. В подобных случаях преимущества на стороне автомобилей со всеми ведущими колесами. Конечно, если в конструкции полноприводной трансмиссии приняты меры для независимого распределения крутящего момента между колесами. Такие меры, как правило, применяются. Полноприводник с продвинутой трансмиссией сохраняет способность к передвижению до тех пор, пока хотя бы одно колесо имеет сцепление с дорогой.

Полноприводные автомобили испытывают меньше проблем при резком ускорении. А какие вообще тут могут быть проблемы? Да никаких, если автомобиль стартует на дороге с хорошими сцепными свойствами и тяговые характеристики его двигателя не избыточны. В противном случае крутящий момент, который способно передать колесо, будет ограничиваться не тягой двигателя, а сцепными свойствами колеса с покрытием. Если сила сцепления, зависящая от коэффициента трения и весовой нагрузки, будет превышена, начнется проскальзывание колеса. С увеличением скольжения коэффициент трения вначале растет, а затем начинает быстро уменьшаться и проскальзывание развивается. Ускорение со значительным скольжением колес (с пробуксовкой) выглядит эффект­но, но абсолютно не эффективно – шума, а то и дыма много, а толку мало. Не составит труда понять, что опасность пробуксовки у полноприводного автомобиля в общем случае вдвое меньше – крутящий момент двигателя распределяется между четырьмя, а не двумя колесами. По этой же причине полноприводный автомобиль позволит водителю чувствовать себя увереннее на горных дорогах, особенно в условиях скользкого покрытия. Он сможет преодолеть такие подъемы, на которых обычный автомобиль будет безнадежно буксовать. При движении под уклон полный привод «простит» водителю ошибки, которые в случае обычной трансмиссии могут вызвать опасное скольжение колес ведущего моста.

Это то, что касается случаев прямолинейного движения автомобиля. Если говорить о маневрировании, тем более с довольно высокими скоростями, у полноприводников и здесь есть преимущества и, что не менее важно, большой потенциал для наращивания своего превосходства. Управляемый полный привод с регулируемым распределением крутящего момента все чаще используется в качестве одной из систем активной безопасности. Пояснить это не умничая не получится. Придется вспомнить такие характеристики автомобиля, как управляемость, устойчивость, поворачиваемость, и оценить, как полный привод может их улучшить. Этим мы и сейчас и займемся.

Теория движения колесных машин (для краткости будем называть эту науку ТДКМ) утверждает, что прямолинейное движение – понятие условное. Автомобили большую часть времени движутся криволинейно: изменяют траекторию под действием боковых сил, перестраиваются, объезжают препятствия, поворачивают. Собственно поворотом принято называть такое криволинейное движение, которое совершается по желанию водителя и при его содействии. Каждому водителю из личного опыта известно, что желание выполнить поворот на высокой скорости может привести к буквально катастрофическим последствиям. К каким и почему? Вот как отвечает на эти вопросы теория.

Погружение в теорию

ТДКМ – штука довольно сложная для восприятия. Поэтому погружаться в нее будем с осторожностью и лишь настолько, чтобы в принципе разобраться, в чем может быть польза полноприводной трансмиссии при скоростном маневрировании. Согласно теории предельными случаями потери устойчивости автомобиля являются неконтролируемое боковое скольжение (занос) одной или нескольких осей и опрокидывание. Первый из них наиболее распространенный. Так что будем искать условие возникновения заноса оси при прохождении поворота.

При повороте автомобиля с высокой скоростью главным «возмутителем спокойствия» является центробежная сила (ЦС):

Fцб = mаV2/rп ,

где mа – масса автомобиля; V – скорость; rп – радиус траектории поворота.

По направлению действия ЦС является боковой (или поперечной) силой. Ее равнодействующая считается приложенной в центре масс автомобиля. Поскольку ЦС имеет инерционный характер, она «делится» между колесами в соответствии с распределением массы по автомобилю (его развесовкой). Чем ближе к оси расположен центр масс, тем большая часть ЦС приходится на ось и, в свою очередь, на каждое ее колесо. Таким образом, каждое колесо автомобиля в повороте нагружается боковой силой.

Не будь никакого механизма противодействия боковым силам, колеса (а вместе с ними и автомобиль) бесконтрольно смещались бы на внешнюю часть траектории. Что удерживает их от перемещения? Логика и знание основ физики подсказывают: «тут не обходится без сил сцепления колеса с дорогой». Действительно, они имеют место быть. Но ограничиться такой фразой значило бы профанировать науку о движении автомобилей – она не отражает всей сложности процессов в контактной зоне колеса, описанию которых посвящена примерно треть увесистого «талмуда» ТДКМ. Поэтому позволим себе еще несколько фраз.

Согласно ТДКМ, как только на катящееся эластичное колесо действует любая поперечная сила (центробежная, сила ветра и т. д.), возникает его боковой увод. Вектор скорости колеса отклоняется от плоскости вращения в направлении действия боковой силы. Иными словами, колесо движется под углом к плоскости вращения, который называют углом увода. В результате движения колеса с уводом в пятне контакта возникает так называемая боковая реакция (Ry), которая уравновешивает ЦС и препятствует скольжению колеса. Механизм ее формирования объясняется так. Боковая сила смещает колесо в поперечном направлении, в то время как часть шины в районе опорной площадки остается на месте за счет сцепления. В результате происходит сложная боковая деформация шины, изменяются форма и ориентация пятна контакта. В зоне деформации возникают поперечные касательные напряжения, которые в сумме и составляют боковую реакцию колеса. Она действует на колесо со стороны дороги. «По Ньютону» боковая реакция равна по величине боковой силе и направлена противоположно ей. Соответственно, сумма боковых реакций всех колес равна равнодействующей ЦС.

Явление бокового увода важно как минимум по двум причинам. Во-первых, уводом определяется способность колеса воспринимать боковую нагрузку. Эта способность появляется только тогда, когда колесо катится под углом к направлению движения. Во-вторых, установившиеся под действием боковой силы углы увода колес в конечном счете определяют кинематику движения автомобиля при маневрировании. В реальных условиях они могут достигать величины порядка 10°, что соизмеримо с углом поворота управляемых колес. Не случайно соотношение углов увода колес передней и задней оси характеризует поворачиваемость автомобиля. Колеса могут одновременно двигаться с разными углами увода, что создает сложную для анализа картину. Для ее упрощения рассматривают «велосипедную» схему. Пару колес одной оси представляют в виде одного колеса, расположенного на оси симметрии автомобиля, а угол его увода принимают равным среднему значению.

Определим граничные условия устойчивого движения автомобиля в интересующем нас случае скоростного поворота в свете концепции бокового увода. По мере роста боковой силы (ЦС) углы увода колес автомобиля возрастают. В свою очередь, это приводит к увеличению боковых реакций. В то время как для роста боковой силы теоретически нет предела, боковая реакция небеспредельна. Это видно из кривой зависимости боковой реакции от угла увода (график 1). На ней можно выделить три характерных участка. Участок 0b соответствует повороту с умеренной скоростью (или небольшой кривизной траектории), когда центробежные силы невелики. В этом случае боковая реакция и угол увода связаны прямо пропорциональной зависимостью:

Ry = kyδ.

Здесь Ry – боковая реакция, δ – угол увода, ky – коэффициент сопротивления боковому уводу шины.

Коэффициент сопротивления боковому уводу – важная характеристика шины, зависящая от большого количества ее технических и эксплуатационных параметров: конструкции, геометрии профиля, внутреннего давления, весовой нагрузки на колесо и др. Численно коэффициент равен тангенсу угла наклона отрезка 0b к оси абсцисс. Чем он выше, тем большую боковую реакцию способна генерировать шина при данном угле увода и тем большую боковую силу она может воспринимать. Увеличению коэффициента сопротивления боковому уводу способствуют, например, такие меры, как использование широких, низкопрофильных шин, повышение давления в шине и прижимной силы.

Когда углы увода становятся больше 2–4°, в пятне контакта начинается частичное проскальзывание участков шины и рост боковой реакции замедляется (участок bс). При дальнейшем увеличении угла увода (т.е. боковой силы) проскальзывание растет. В точке с боковая реакция достигает критического значения и начинается полное скольжение контактной зоны колеса в боковом направлении (участок сd). Максимальная боковая реакция колеса определяется силой его сцепления с дорогой:

Ry max = φуRz,

где φу – коэффициент сцепления в поперечном направлении (по сути – коэффициент трения скольжения), в наибольшей степени зависящий от свойств шины и состояния дорожного покрытия;

Rz – вертикальная реакция, равная весовой нагрузке на колесо.

Отсюда можно выразить условие возникновения заноса оси автомобиля:

Ryo ≥ φуRzo,

где Ryo и Rzo – боковая и вертикальная реакции, действующие на пару колес оси.

Видно, что с уменьшением нагрузки на ось опасность ее заноса увеличивается. Нужно отметить, что занос одной из осей не всегда означает потерю устойчивости всего автомобиля. Он наиболее опасен, если возникающая в результате заноса оси сила инерции суммируется с ЦС. В этом случае неустойчивость развивается лавинообразно. Такая картина наблюдается при скольжении задней оси, в то время как занос передней оси гасится автоматически.

Ближе к теме

Если все сказанное до сих пор понятно, остается непонятным одно – какое отношение к этому имеет схема трансмиссии автомобиля. Действительно, полученное нами условие заноса оси не содержит величин, непосредственно зависящих от типа привода. Разве что вертикальная реакция оси Rz0, которая определяется развесовкой автомобиля. По идее, наиболее склонными к потере устойчивости под действием ЦС должны быть переднеприводные автомобили с их наименее нагруженной задней осью. И наоборот, задне- и полноприводные машины с их более равномерной развесовкой должны демонстрировать лучшую устойчивость. Но, во‑первых, развесовка не всегда строго определяется типом привода. Во-вторых, она изменяется с загрузкой автомобиля. В-третьих, мы судим об устойчивости автомобиля в условиях действия только боковой силы. А это всего лишь частный случай динамичного маневра, соответствующий повороту с отпущенной педалью газа.

В повороте автомобиль испытывает значительно большее сопротивление движению, чем при езде по прямой. Если не принять контрмер, скорость автомобиля на вираже быстро падает. Причем падение тем больше, чем выше начальная скорость и меньше радиус траектории. Техника прохождения поворотов с потерей скорости устроит разве что чайника. Настоящие драйверы, поклонники героев сериала «Двойной форсаж», не смирятся с этим и обязательно «прибавят газу». Проанализируем, каковы возможные последствия с точки зрения ТДКМ.

С ростом угла увода боковая реакцк увеличивается. Ее предельное значение определяется силой сцепления: k y – коэффициент сопротивления уводу; 1 – продольные реакции отсутствуют; 2 – в условиях действия тяговых (тормозных) сил

Прибавить газу – значит передать на колеса ведущей оси крутящий момент. При этом в зонах контакта колес с дорогой возникают продольные реакции – силы тяги. В этом случае ведущее колесо будет испытывать действие результирующей силы, которая равна геометрической сумме боковой и продольной реакций:

RΣ = √Ry2 Rx2.

Соответственно, изменится условие возникновения заноса оси:

√Ry0 + Rx02 ≥ φRz0 ,

где Rx0 – суммарная продольная реакция колес ведущей оси;

φ – коэффициент сцепления в направлении действия RΣ.

Анализ этого соотношения показывает, что продольные реакции увеличивают опасность заноса. Даже если прибавка газа не привела к увеличению центробежной силы! Любопытно, что условие выполняется независимо от «знака» реакции. Что сила тяги, что сила торможения – эффект одинаков. Мало того, что выросла левая часть соотношения, так еще и правая уменьшилась. Коэффициент сцепления φ оказывается меньше φу. Понять это проще, если принять полную силу сцепления шины с дорогой за константу. Чем большая часть сцепления используется для передачи продольных реакций, тем меньшая остается для реакций боковых. И наоборот. Получается, что с увеличением крутящего момента ведущие колеса приближаются к пределу по сцеплению в поперечном направлении.

Теория бокового увода дает этому факту более наукообразное объяснение. Если взглянуть на зависимость коэффициента сопротивления боковому уводу от продольной реакции (график 2), видно, что она имеет симметричный эллиптический характер. С увеличением продольной силы коэффициент сопротивления боковому уводу уменьшается (углы увода растут). Происходит это тем быстрее, чем ближе сила к своему максимальному значению, определяемому сцеплением в продольном направлении. Когда тяговые или тормозные силы достигают предела, возникает соответственно пробуксовка или блокировка колеса. В этот момент ky становится равным нулю, т. е. колесо полностью теряет способность воспринимать боковую нагрузку.

Здесь напрашивается первый серьезный аргумент в пользу полного привода. Ведь если крутящий момент передать не на одну ось, а перераспределить его между двумя осями, у каждой останется больший «запас» для передачи боковых сил. Это означает, что можно пройти поворот с большей скоростью без опасности срыва автомобиля в занос. Данное преимущество наиболее ощутимо на скользкой дороге, когда легко «переборщить» с газом, получить пробуксовку колес и, как результат, неуправляемую ось. Справедливости ради нужно сказать, что этот аргумент не самый неотразимый. Его «отражают» переднеприводные автомобили, у которых наиболее «опасная» задняя ось вообще не передает тяговых сил, да и тормозит менее эффективно. По этой причине они считаются самыми устойчивыми к заносу в условиях действия продольных сил. Машины же с симметричным полным приводом с этой точки зрения занимают промежуточное положение между передне- и заднеприводными. Вот если полный привод несимметричный, то, как говорится, возможны варианты. А если распределением крутящего момента между осями и отдельными колесами оперативно управлять, то открываются заманчивые перспективы для оптимизации устойчивости автомобиля в повороте.

Как упоминалось, соотношение углов увода задней и передней осей является одной из характеристик поворачиваемости. Поворачиваемость изначально зависит от распределения массы по осям автомобиля (чем задаются величины вертикальных нагрузок и боковых инерциальных сил) и коэффициентов сопротивления боковому уводу шин. Исходя из развесовки переднеприводные автомобили считают склонными к недостаточной поворачиваемости, заднеприводные – к избыточной, а машины с полным приводом – к нейтральной. Конечно, если в их конструкции не предусмот­рено специальных мер для изменения этой ситуации. Таковыми могут быть, например, оптимизация компоновки или характеристик подвески.

Принимая в расчет влияние продольных реакций на углы увода колес, нетрудно понять, что при маневрировании в тяговом режиме поворачиваемость автомобиля может изменяться. С ростом тяговых реакций углы увода ведущих колес растут. При этом у переднеприводных автомобилей увеличивается тенденция к недостаточной поворачиваемости, а у заднеприводных – к избыточной. Поворачиваемость автомобилей с симметричным полным приводом не меняется. Хорошо это или не очень – вопрос неоднозначный. Многие идеалом считают недостаточную поворачиваемость на входе в поворот, нейтральную – в его средней части и избыточную – на выходе. Но не в этом соль. Соль опять же в том, что, используя в конструкции полноприводного автомобиля трансмиссию с несимметричным распределением крутящего момента между осями, можно придать автомобилю желаемую управляемость в тяговом режиме. Более того, можно сделать трансмиссию регулируемой, чтобы оптимизировать поведение автомобиля на разных режимах движения и даже на разных фазах поворота.

Еще активнее воздействовать на поворачиваемость автомобиля можно с помощью полностью управляемой трансмиссии, которая также позволяет перераспределять крутящий момент между колесами каждой оси. Об этом мы поговорим в следующий раз.

• Сергей Самохин
• Евгений Тимофеев

трансмиссия

четыре кольца, четыре ведущих колеса, 40 лет успеха! — Авторевю

Полным приводом на легковом автомобиле сейчас никого не удивить, но еще 40 лет назад привод на все колеса считался уделом серьезных внедорожников. Однако в компании Audi думали иначе, и в 1980 году свет увидел первый серийный легковой автомобиль Ur-quattro со всеми ведущими колесами. С той машины началось развитие идей легкового полного привода. А трансмиссия quattro за 40 лет совершенствовалась, принося Audi новые победы — в гонках и на мировом автомобильном рынке. Предлагаем проследить этот путь в четырех главах нашего повествования — по числу ведущих колес в приводе quattro!

Рождение легенды quattro

История полного привода quattro началась с простого и функционального, как швейцарский нож, внедорожника Volkswagen Iltis. В 1977 году эта машина c двигателем мощностью всего 75 л.с. и полностью независимой подвеской всех колес разрабатывалась для немецкого бундесвера. Но ряд заложенных в ней идей инженеры из Audi решили воплотить в проекте мощного спортивного автомобиля с полным приводом.

Осенью 1977 года первый прототип, построенный на базе обычного Audi 80, начал наматывать тестовые километры. Но одно дело придумать классную идею, и совсем другое — доказать ее перспективность руководству. И инженеры Фердинанд Пиех и Йорг Бензингер пошли ва-банк. В начале 1978 года на глазах боссов концерна прототип на летней резине с легкостью взял заледеневший 33-процентный подъем Туррахер Хое в Альпах — ранее подобное не удавалось ни одному легковому автомобилю. После этого проекту был окончательно дан зеленый свет.

Полноприводный прототип покоряет заснеженный альпийский подъем

Год спустя, когда проект обретал серийные очертания, появился еще один прототип — Allrad A2, построенный на базе седана Audi 80 B2. Он испытывался и в реальной эксплуатации: на неделю машину передали жене Эрнста Фиала, члена совета директоров компании Volkswagen. Фрау Фиал жаловалась на «скачки и дерганье автомобиля при парковке» — и это способствовало доработке потребительских качеств.

На автосалоне в Женеве в 1980 году публике представили серийный Audi Ur-quattro. Название придумал немецкий инженер Вальтер Трезер, основавший в будущем собственное тюнинг-ателье. «Ur» в данном случае переводится как «изначальный», а «quattro» — как «четыре». Этим термином впоследствии и стали обозначаться все полноприводные версии автомобилей Audi.

Первый общественный показ Audi Ur-quattro на автосалоне в Женеве в 1980 году

Ur-quattro представлял собой двухдверное четырехместное купе — с полным приводом и пятицилиндровым турбомотором. И этому автомобилю было суждено начать славную историю гоночных и серийных Audi с трансмиссией quattro.

Секрет успеха quattro

Многие задаются вопросом — что же столь выдающегося в полном приводе quattro? В основу его работы положен принцип максимальной технологичности вкупе с превосходными характеристиками надежности и выносливости.

На самых ранних автомобилях Audi quattro применялась полноприводная трансмиссия, крутящий момент в которой распределялся между осями в соотношении 50:50. Передний, задний и центральный дифференциалы были открытыми, но при необходимости их все можно было заблокировать принудительно.

На первых Audi quattro свободные диффернциалы в трансмиссии можно было заблокировать принудительно

В более поздних вариантах трансмиссии quattro применяется знаменитый самоблокирующийся межосевой дифференциал типа Torsen, ставший ее основой на многие годы, — эта система используется на автомобилях с продольным расположением двигателя. В последних генерациях quattro с «самоблоком» при нормальных условиях движения тяга между передней и задней осями распределяется асимметрично — в соотношении 40:60. Это сделано в угоду азартной, спортивной управляемости. Для уверенного движения по скользким покрытиям момент может автоматически перераспределяться — до 70% тяги на переднюю ось и до 85% на заднюю.

Одна из самых современных схем полного привода quattro получила приставку Ultra

Самый современный вариант полного привода для автомобилей Audi с продольным расположением ДВС называется quattro ultra. «Самоблок» здесь заменен фрикционной и кулачковой электромеханическими муфтами. Они мгновенно (время реакции — 0,2 с) реагируют на изменения дорожных условий, перераспределяя момент. В нормальных условиях присутствует возможность полностью отключить задний мост, что экономит до 0,3 л/100 км.

Что же касается Audi с поперечным расположением мотора, то свой вариант трансмиссии quattro они получили в конце 90-х годов. Его основой стала гидравлическая многодисковая муфта с электронным управлением, позволяющая перераспределять крутящий момент между осями. При движении по сухой дороге практически вся тяга (до 95%) приходится на передние колеса, но при их пробуксовке назад может быть отправлено до половины момента.

На Audi R8 устанавливается уникальная трансмиссия с гидравлической муфтой подключения передних колес

Особняком стоит трансмиссия с гидравлической муфтой на среднемоторном купе Audi R8. Сама муфта здесь устанавливается на дифференциале передней оси. Для лучшей управляемости и устойчивости на высоких скоростях на переднюю ось может быть передано до 50% тяги, а на заднюю — все 100%. В нормальных условиях момент распределяется в соотношении 15:85 между передней и задней осями.

История гоночных побед quattro

Успехи Audi quattro в автоспортивных сражениях интересны не только множеством побед, но и особенно — их многогранностью. Ведь ­полноприводные Audi громили своих соперников в совершенно разных гоночных дисциплинах.

Audi 80 немецкой гоночной серии DTM

А началось все в 1981 году. Тогда за рулем 320-сильной гоночной Audi quattro А1 французская гонщица Мишель Мутон, ставшая впоследствии вице-чемпионкой мира, одержала уверенную победу на первом этапе мирового первенства по ралли — выиграла сложнейшую гонку в Монте-Карло! Дальше последовало множество побед на этапах чемпионата, включая столь сложные, как Ралли Сафари в Африке.

А в 1984 году был представлен совершенно новый гоночный болид — Audi Sport quattro. Он имел укороченную на 32 см колесную базу и новый двигатель с алюминиевым блоком мощностью 450 л.с. В итоге Вальтер Рёрль за рулем этой потрясающей машины выиграл чемпионат в личном зачете, а команда Audi взяла «конструкторский» титул.

В дальнейшем были представлены еще более энерговооруженные полноприводные раллийные болиды Audi quattro S1. На закате самой быстрой в мировом ралли группы B моторы Audi выдавали уже 650 л.с. (были и 1000-сильные прототипы) — и управлять этими монстрами могли лишь самые опытные пилоты. Рёрль говорил: «Мне казалось, что я думаю слишком медленно для этой машины!»

Знаменитый Вальтер Рёрль рядом с монстром Audi quattro S1

Позже в Audi переключились на новое испытание — покорение знаменитого подъема Pikes Peak. Извилистая трасса по праву считается одной из самых сложных в мире. Тем ценнее, что с 1985 по 1987 год Audi quattro S1 побеждали в этом сумасшедшем по своей скорости соревновании.

Гоночные болиды Audi были завсегдатаями различных кольцевых чемпионатов по обе стороны океана

А в 90-х годах полный привод quattro отлично показал себя и в кольцевых чемпионатах: в 1996-м на автомобилях Audi были выиграны серии гонок категории FIA GT в шести странах мира. Уже в двухтысячных последовала грандиозная серия побед Audi в самом знаменитом автомобильном марафоне — гонке «24 часа Ле-Мана». Ну а полноприводные 600-сильные гоночные монстры, замаскированные под «малышей» Audi А1, которые могли разгоняться до 100 км/ч менее чем за две секунды, одержали множество побед и выиграли титул в мировом чемпионате по ралли-кроссу.

Двигатель этого смешного на вид «малыша» Audi S1 выдает больше 600 л.с.

Audi quattro: из прошлого в будущее

Полным приводом quattro за 40 лет оснащалось огромное количество моделей Audi. Но среди них существует «элитный клуб» по-настоящему знаковых и уникальных — настоящих жемчужин, с полным приводом quattro.

Первая из них — это, разумеется, Audi Sport quattro, появившаяся в 1984 году. Этот автомобиль представлял собой омологационный вариант раллийного монстра, громившего всех и вся на этапах чемпионата мира, — настоящий волк в овечьей шкуре! За внешностью обычного купе скрывался суперкар: пятицилиндровый двигатель с турбонаддувом выдавал 306 л. с., что обеспечивало легкой полноприводной машине разгон с 0 до 100 км/ч за 4,9 секунды! Максимальная скорость — больше 250 км/ч. Автомобиль был выпущен ограниченным тиражом 214 экземпляров и сегодня представляет особую ценность для коллекционеров.

Audi Sport quattro

В 1988 году трансмиссия quattro впервые была применена на автомобиле представительского класса Audi V8. Огромный и роскошный седан оснащался 3,6- и 4,2-литровыми двигателями мощностью 250 и 280 л.с. соответственно, а салон отличался продуманностью интерьера и прекрасной шумоизоляцией. В будущем полный привод quattro сопутствовал представительским автомобилям Audi A8 и их модификациям, стал доступен и в паре со знаменитым двигателем W12 и был адаптирован в том числе и для бронированных версий этих авто.

Audi V8

Традиция «волков в овечьей шкуре» продолжилась в 1992 году уникальной моделью Audi RS2 Avant quattro. Разработанный совместно с Porsche полноприводный универсал оснащался 315-сильным турбомотором, благодаря которому он буквально рвал асфальт четырьмя ведущими колесами. В 1999-м традицию скоростных универсалов продолжил еще более мощный, 381-сильный Audi RS4 Avant quattro, позднее появились и свирепые универсалы RS6 c более чем 500-сильными моторами.

Audi RS2 Avant quattro

В 1995 году полный привод quattro впервые скрестили с новейшим на тот момент дизельным двигателем TDI на автомобиле Audi A6. Сейчас комбинация дизеля с полным приводом на машинах марки встречается повсеместно.

Audi TT Roadster

В 1998-м было представлено спортивное купе Audi TT, годом позже появился и открытый TT Roadster. Обе версии впоследствии получили трансмиссию quattro, что сделало TT Roadster первым в мире автомобилем подобного класса с приводом на все колеса.

Audi Allroad

В 2000 году под маркой Audi появился настоящий внедорожник — модель Allroad. Приподнятый полноприводный универсал с регулируемой высотой дорожного просвета сочетал комфорт автомобиля бизнес-класса с отменной проходимостью. В 2005-м заложенные в нем идеи продолжил большой кроссовер премиум-класса Audi Q7, позже появились и другие полноприводники этой серии — Q3, Q5 и Q8.

Audi e-tron

Время не стоит на месте, но Audi не просто шагает с ним в ногу, но и опережает его! Представленный в 2018 году полностью электрический Audi e-tron продемонстрировал совершенно новую концепцию полного привода quattro. На электрическом кроссовере он согласовывает работу двух электромоторов, а на уже анонсированных еще более энерговооруженных e-tron S и e-tron S Sportback работает даже с тремя двигателями. Все для того, чтобы, как и 40 прошедших лет, обеспечивать автомобиль уверенным сцеплением с любым покрытием, а водителю дарить удовольствие от вождения!

Четыре преимущества использования полного привода quattro

1. Уверенность: за рулем Audi с полным приводом мокрые и заснеженные дороги и капризы погоды воспринимаются лишь кинофильмом за лобовым стеклом!

2. Безопасность: привод на все колеса и активные электронные системы безопасности уберегут водителя даже в самых серьезных и опасных дорожных ситуациях!

3. Спортивный азарт: в полноприводных Audi живет искра гоночных успехов и побед — водителю остается только ее найти!

4. Комфорт: трансмиссия quattro исторически прекрасно сочетается с самыми дорогими и комфортабельными автомобилями марки Audi, погружая их владельцев в атмосферу комфорта и спокойствия.

Audi Q7

лучших гоночных рулей для игр PS5 и PS4 — GT7 и не только

Почувствуйте еще большую связь с дорогами с помощью специального контроллера гоночного руля от лицензированных партнеров PlayStation.

Фанатек

Gran Turismo DD Pro

Официальный руль с прямым приводом для Gran Turismo®, сочетающий производительность консоли PlayStation 5 с технологией FANATEC® Direct Drive для детальной и отзывчивой обратной связи.

Уникальный руль, разработанный в сотрудничестве с Polyphony Digital, включает в себя четыре джойстика направления для использования в Gran Turismo®. Этот готовый к гонке комплект «включай и работай» содержит все, что вам нужно для начала: рулевое колесо, колесную базу, педали и зажим для стола. Компактный двигатель имеет максимальный крутящий момент 5 Нм, который можно увеличить до 8 Нм с помощью Boost Kit 180 (продается отдельно).

Узнать больше

Гоночный руль Podium F1®

Наиболее реалистичная система силовой обратной связи для PlayStation, технология прямого привода FANATEC® класса Podium использует двигатель промышленной мощности, разработанный специально для гоночных симуляторов. С максимальным крутящим моментом 20 Нм его широкий динамический диапазон обеспечивает невероятно реалистичную силовую обратную связь. Прилагаемое рулевое колесо F1® оснащено огромным набором входов, включая тумблеры, энкодеры и магнитную систему переключения передач с функцией двойного аналогового сцепления.

Узнать больше

Получите больше впечатлений от Gran Turismo® 7 с помощью гоночного руля

Испытайте свои навыки вождения в новой части знаменитой гоночной серии, которая уже вышла на PS4 и PS5.

Узнать больше

Thrustmaster

T-GT II

Гоночный руль T-GT II — это средоточие чрезвычайно инновационных технологий, созданных в результате глубокого изучения всех необходимых ощущений, необходимых для ультрареалистичных автомобильных гонок. Наслаждайтесь совершенно новыми уровнями точности и долговечности.

Официально лицензированный как для PlayStation 5, так и для Gran Turismo, гоночный руль T-GT II обеспечивает ключевые преимущества и реалистичные ощущения в GT Sport благодаря новаторским технологиям, включая T-DFB (трехмерное восприятие эффектов силовой обратной связи).

Узнать больше

T300RS GT Edition

Гоночный руль Thrustmaster T300RS GT Force Feedback позволяет геймерам оттачивать свои навыки и повышать производительность благодаря быстрой, мощной и чрезвычайно плавной системе с двумя ремнями, готовой для экосистемы Thrustmaster.

Технология бесщеточного двигателя T300RS GT Edition обеспечивает чрезвычайно тихую гонку, а выносливость бесщеточного двигателя позволяет гоночному рулю поддерживать постоянную интенсивность и мощность с точки зрения силовой обратной связи, избегая потери ощущений даже во время очень длительных игровых сессий.

Узнать больше

T248

Разработанный для всех геймеров, T248 представляет собой гоночный руль с акцентом на производительность и погружение для тех, кто хочет улучшить свои навыки.

Официально лицензированная для PlayStation 5 и PlayStation 4 и совместимая с ПК, T248 имеет три типа гибридной обратной связи (включая предустановки), совместима со всеми играми и может быть изменена на лету прямо на руле через дисплей:

• FFB 1: Силовая обратная связь на 100% пропорциональна силе, запрошенной игрой.
• FFB 2: улучшенная обратная связь по усилию для лучшего контроля заноса.
• FFB 3: усиленная силовая обратная связь, позволяющая пользователям отчетливо ощущать все гоночные эффекты на трассе, такие как бордюры, занос вне трассы и многое другое.

Узнать больше

Логитек

G923

Технология нового поколения TRUEFORCE в G923 подключается к игровым движкам для обеспечения обратной связи в высоком разрешении. Испытайте непревзойденные впечатления от вождения с обработкой управления двигателем со скоростью 4000 раз в секунду. Выходите на старт чище и быстрее благодаря программируемому двойному сцеплению, которое имитирует помощь при трогании с места в реальном гоночном автомобиле.

Точная настройка скорости с помощью встроенного в G923 светодиодного индикатора оборотов, встроенных элементов управления игрой, 24-позиционного переключателя и прогрессивной тормозной пружины. Кроме того, обновленный дизайн Logitech G Gear включает в себя высококачественные материалы, такие как прошитый вручную черный кожаный чехол для руля и полированные металлические педали.

Узнать больше

G29

Driving Force модели G29 имитирует ощущения от вождения настоящего автомобиля с точным рулевым управлением и педалями, чувствительными к давлению, а встроенный светодиодный индикатор оборотов руля, встроенные игровые элементы управления и 24-позиционный селектор позволяют гонщикам точно настраивать свои скорость.

Чувствительная к давлению нелинейная педаль тормоза обеспечивает отзывчивое и точное торможение на прочном основании с регулируемыми поверхностями педали для более точного управления. Вращение Drive Force от упора до упора означает, что вы можете повернуть руль два с половиной раза, передавая руку на широких поворотах в течение 900-градусный поворот — как у настоящей гоночной машины.

Узнать больше

Типы колес машиниста паровоза

Ведущие колеса паровоза

Как и любой другой компонент паровоза, конструкция ведущих колес
изменился за эти годы в результате достижений в области технологий. Очевидно,
Основное назначение ведущих колес паровоза — поддерживать
веса локомотива и передают линейную силу от поршней к
сила вращения, приложенная к рельсам. Однако существует множество других
важные аспекты ведущих колес паровоза, которые могут не
сразу видно. Например:

• Приводы должны включать противовес, чтобы компенсировать вес боковых тяг.
• Диаметр приводов влияет на максимальную скорость и тяговое усилие локомотива. Диаметр привода используется в уравнении для тягового усилия.
• Водители состоят из «колеса» и «шины». Внутреннее колесо было отлито из стали, а внешняя шина изнашивается и должна периодически заменяться.
• Большинство драйверов имеют фланцы. Некоторые драйверы, называемые «слепыми», этого не делают. Слепые машинисты могут использоваться на локомотивах с очень длинной жесткой колесной базой.
• Водитель испытывает огромное количество как скручивающей, так и поперечной силы. Если в приводе появлялись трещины, обычно это был основной привод, к которому крепились штоки поршня.

Почти с самого начала паровозов водители были брошены
со сплошными спицами, соединяющими внутреннюю втулку с внешним ободом. «шина» из
более прочная сталь была нагрета и запрессована на внешний обод колеса.

Ближе к концу пара, новые технологии были использованы для создания внутреннего
часть ведущих колес. Основные причины смены технологии
заключались в усилении водителя и обеспечении лучшего уравновешивания
основные стержни. Обе эти проблемы были решены с помощью «драйверов дисков».
спицованных драйверов. Было четыре типа дисковых ведущих колес для пара.
локомотивы. Каждый из них был сделан другой компанией, и каждый немного отличался от
остальные по внешнему виду. Четыре типа были:

• Драйверы дисков Boxpok
  • Изготовлено General Steel Castings of Granite City, IL
  • Номера патентов US1960039 и US2042160
• Дисководы Scullin
  • Изготовлено Scullin Steel из Сент-Луиса, Миссури
  • Номер патента US2177693
• Драйверы дисков Baldwin
  • Изготовлено Baldwin of Eddystone, PA
  • Номера патентов US2065217 и US2065217
• Универсальные драйверы дисков
  • Изготовлено LFM (Locomotive Furnished Metals)

Как ни странно, так как локомотивы были куплены и их колеса были заменены на дисковые.
водителей, новые дисковые колеса не всегда применялись на всех
колеса локомотива одновременно. Фотограф по имени Эйленбергер
записан локомотив Grand Trunk Western № 6039 (гора) в Элсдоне.
машинный терминал в марте 1939 г. с водителями бокспока только на втором водителе
оси, а 21.09.1941, у него были драйверы boxpok по крайней мере на
вторая и третья оси (и, возможно, первая, которая затемнена на
фото), но не на четвертом.

Смешанные фотографии водителя

• BM 4-6-2 Pacific 3659 (спицы на оси 1 и 3, Boxpok на оси 2)
• CB&Q 4-6-4 Hudson 4000 (спицы на оси 1 и 3, Boxpok на оси 2)
• CMStP&P 4-6-4 Hudson 126 (спицевый на оси 1 и 3, универсальный на оси 2)

Драйвер C&O 1601. Фото Уэса Барриса, 2018 г.

Традиционные водители паровозов были отлиты в виде колеса со спицами. Этот
конструкция была прочной и функциональной. Для компенсации был добавлен противовес
для веса шатунов и основных шатунов. Как вы можете видеть на фото,
большие, тяжелые стержни требовали большого противовеса. Эта конструкция успешно
служил своей цели на протяжении большей части паровой эры.

Фотографии

• BM 4-6-2 Pacific 3649
• CMStP&P 4-6-4 Хадсон 125

Дисковый привод Boxpok Type A (центральная ось).

Драйвер диска Boxpok Type B на UP 4014. Фото Уэса Барриса.

Слово «Бокспок» на самом деле является сокращенным сочетанием двух слов: «Бокс» и
«Spoke» или «Box-Spoke» — фирменное название General Steel.
Дизайн отливок. Однако я не уверен, что слова «коробка» или «спица» когда-либо существовали.
на самом деле используется для описания драйвера «Boxpok». У водителя этого типа было меньше
«спицы», чем обычные колеса локомотива, и были построены из
коробчатые секции. Оказалось, что конструкция значительно улучшила боковые
прочность и жесткость обода. Если смотреть сбоку, то отверстие между
спицы были яйцевидными, а не клиновидными. Быть пустым стало легче
применить уравновешивание. Помимо яйцевидных отверстий, внешняя поверхность
был гладким, без выступов или приподнятых краев.

У более ранних колес Boxpok Type-A было меньше отверстий большего размера.
позже у колес Type-B Boxpok было больше отверстий меньшего размера.

Драйверы boxpok оказались важной модификацией в высокоскоростном обслуживании.
Многие железные дороги использовали приводы дисков Boxpok в 1930-х и 1940-х годах.
включая Union Pacific на их Big Boys.

Фотографии

• Устройство поперечного баланса Отто Ябельмана (фото American Locomotive Company, коллекция Джона Буша)
• АТ&СФ 2912 показаны балансирующие грузы (фото Криса Мэя на Flickr)
• AT&SF 3751 с грузами для поперечной балансировки (фото Алекса Гиллмана в архиве изображений RR)
• CB&Q 4-6-4 Хадсон 4001
• AT&SF 4-8-4 Северный 3759
• AT&SF 4-8-4 Northern 2912 (обратите внимание на драйверы Boxpok на оси 1-3 и водителя Baldwin на оси 4)
• AT&SF 4-8-4 Северный 2925
• CB&Q 4-8-4 Северный 5614
• CB&Q 4-8-4 Северный 5626
• Нью-Йорк 4-8-4 Ниагара 6000
• Нью-Йорк 4-8-4 Ниагара 6000
• УП 4-8-4 Северный 806
• Драйвер Boxpok (Фото Дидье Дюфореста)

Драйвер диска Скаллина

Дисковые драйверы Scullin были представлены в 1932 году, что предшествовало Boxpok.
дизайн. Драйверы Scullin были легче, чем драйверы Boxpok, и поэтому
на трассе легче. Они имели гораздо меньшую массу, чем традиционные
отливки со спицами и ободом. Их легко узнать по маленькому круглому
отверстия. В них также было меньше отверстий, чем в традиционных дисководах Boxpok.
Они использовались в основном на обтекаемых Hudsons в Нью-Йорке.

• Обтекаемый NYC Hudsons
• Один класс SLSF Mountains 4300 и половина 4400, 1522?
• Один класс гор Нью-Йорка

Фотографии

• Дисковые драйверы Scullin
• Нью-Йорк Обтекаемый 4-6-4 Гудзон 5429
• Нью-Йорк Обтекаемый 4-6-4 Гудзон 5450
• Нью-Йорк Обтекаемый 4-6-4 Гудзон 5450

Универсальный дисковый драйвер, AT&SF 3415. Фото Джона Буша.

Дисководы универсального типа были редкостью. Если бы эта конструкция использовалась, это было бы
когда локомотив был перестроен. Универсальный дисковод был больше, больше
отверстия треугольной формы, чем у дисководов других типов.