История и принципи на двойното предаване 2

... към началото

Самоблокиращият диференциал позволява на Jensen Interceptor да се възползва от преимуществата на двата типа трансмисии. Диференциалното задвижване на двата моста осигурява сигурно поведение на колата в завой и елиминиране на циркулацията на мощността. Блокажът пък гарантира ефективно използване на въртящия момент при пробуксуване. Муфите на механизма JJ обаче работят грубо, в пулсиращ режим, и изменят непрекъснато несиметричното диференциално задвижване в блокирано и обратното. На хлъзгави участъци реакцията на автомобила става непредвидима.

Тони Ролт установява тези недостатъци и разбира нуждата от система, която да работи по-гъвкаво и блокира междуосевия диференциал плавно. Още в края на 60-те години се свързва с бъдещия конструктор на болидите Tyrrell Дерек Гарднър и двамата започват експерименти със силиконова течност, използвана в съединителните муфи на вентилаторите на охлаждащите радиатори. Така Ролт и Гарднър влизат в историята като изобретатели на първата вискомуфа.

Цилиндърът с фрикционни пакети, пълен със силиконова течност, се оказва идеално решение за блокиране на диференциала при пробуксуване на колелата. Докато скоростта им на въртене е еднаква, вискомуфата не се намесва по никакъв начин в задвижването. Забуксува ли една от гумите обаче, зъбните колелца в диференциала веднага се развъртат, свързаните с тях фрикционни дискове „разпенват” силиконовата течност и муфата „захапва”.

Механизмът блокира диференциала много по-плавно и меко, което се отразява изключително благоприятно върху управляемостта. След като патентова системата, през 1971 г. Тони Ролт основава собствена фирма FF Developments, която да лансира новата технология. Сред първите й поръчки са фермерски фургони Bedford за английската провинция, партида Ford Zephyr с двойно предаване за нуждите на полицията и няколко десетки Opel Senator 4x4 за британската военна мисия в Берлин. Най-големия удар за FFD обаче става споразумението за доставка на трансмисии за американския AMC Eagle, произвеждан между 1979 и 1988 г. Моделът представлява модифицирана версия на иначе обикновения Concord, но с повдигната със 75 мм каросерия и по-големи „всъдеходни” гуми. Eagle става първият в света сериен автомобил с междуосев диференциал, блокиран от вискомуфа.

Предназначен е главно за водачи, които често се нуждаят от кола с повишена проходимост. В случая двойното предаване няма за цел да осигурява по-ефективно ускорение или подобрена устойчивост и управляемост при висока скорост, както при Jensen или Audi Quattro. Въпреки това в чисто технологичен план като преки наследници на AMC Eagle могат да се разглеждат резачки като Subaru Impreza Turbo и Mitsubishi Lancer Evo от първото до шестото поколение. Техните междуосеви диференциали се блокират от същата вискомуфа.

Серийното купе Audi Quattro, което дебютира на пазара две години след Eagle, се оборудва с обикновен „свободен” диференциал с принудително блокиране. Фердиданд Пиех, който по онова време оглавява ивженерния департамент на компанията, избира за модела изключително удачна схема, която пасва отлично на конструкцията на инголщадските автомобили. Двигателят им е разположен надлъжно пред предния мост и скоростната кутия сочи право към задната ос. За конструкторите остава само да снабдят трансмисията с междуосев диференциал. Вместо да монтират традиционната за подобни конструкции раздатъчна кутия обаче, немците измислят гениално просто решение - кух вторичен вал на трансмисията, през който минава задвижващият вал за предните колела.

За разлика от FFD, в Audi още от самото начало избират схема със симетрично подаване на въртящия момент съм двете оси в съотношение 50:50. През 1984 г. от салона на модификациите Quattro изчезват архаичните лостове за принудително блокиране на междуосевия диференциал. Тогава започва монтирането на самоблокиращите диференциали Torsen. Тяхното име произлиза от английските думи torque и sensing и отразява способността на тези често механични устройства да променят мигновено и плавно степента на блокажа в съответствие с измененията на въртящия момент на изходните валове. Диференциалът Torsen не се нуждае от вискомуфа. Той се блокира сам, но не вследствие от разликите в скоростите на въртене при пробускуване, а още преди възникването на приплъзване. Torsen реагира на измененията в сцеплението в контактното петно между гумата и настилката.

Триумфалният дебют на Audi в ралишампионата води до истински бум на двойното предаване. Изведнъж всички отбори в „Група Б” се втурват да разработват версии с четири задвижващи колела за колите си. Появяват се Peugeot 205 T16, Metro 6R4, Lancia Delta S4, Ford RS200. Всички те обаче са снабдени с вискомуфи в самоблокиращите диференциали FFD. За работата с рали отборите отговаря Стюарт Ролт, синът на Тони.

Постепенно трансмисията с три самоблокиращи диференциала, с каквато е оборудван Ford RS200, се налага като най-успешна. Оказва се, че с промяна на чувствителността на вискомуфите управляемостта на автомобила може да се настойва в много широки граници. При по-твърд блокаж на задния диференциал се увеличана склонността към презавиване. Увеличение на коефициента на блокаж на предния или междуосевия – напротив – повишава запаса от устойчивост. Колата влиза по-бавно в завой заради поднасянето на предните колела.

Такива настройки обаче вършат работа само при състезателен стил на шофиране с поднасяне. Затова трите самоблокиращи диференциала са наистина необходими единствено в автомобилите от WRC. Те по правило вече са снабдени не с вискомуфи, а с пакети многодискови фрикциони с хидравлично активиране и електронно управление. Благодарение на тях настройките на управляемостта могат да се промерят в реално време. При влизането в завой, например, бордовият компютър отключва муфите и в трите диференциала, а при излизане към правата ги блокира, за да се постигне максимално сцепление.

Трансмисията с три самоблокиращи диференциала намира приложение и в цивилното автомобилостроене. През 1986 г. Mercedes-Benz лансира системата 4Matic, но предимствата й в ежедневието се оказват доста по-малко от недостатъците, а високата цена и неоправдано сложната конструкция водят до много слаби продажби.

Пионер във внедряването на муфи с електронно управление в спортни автомобили става Porsche. През същата 1986 г. на пазара излиза моделът 959, койато разполага с две муфи и четири режима на работа, от които водачът може да избира. По-късно с подобни сложни трансмисии започват да експериментират японците – например Nissan Skyline GT-R. Най-известният техен модел за износ е Mitsubishi Lancer Evo VII с междуосев управляем диференциал ACD и заден диференциал с активно разпределение на въртящия момент AYC.

Най-интересни от инженерна гледна точка са днешните технологични наследници на Формулата на Фъргюсън, в чиято трансмисия има самоблокиращ междуосев диференциал. Производители избират различни методи за блокирането му – в Subaru залагат на вискомуфа, в Audi държат на механиката в лицето на Torsen, а Mitsubishi Lancer Evo разчита на електронното управление.

Траснсмисиите с автоматично включване на задния мост също стават все по-популярни. Муфата Haldex предпочитат скандинавците от Volvo и Saab. Силовото предаване със „свободен” междуосев диференциал също намират привърженици (BMW xDrive и Mercedes-Benz 4Matic), макар те задължително работят под надзора на електроника, която предотвратява пробуксуването и донякъде компенсира липсата на механизъм за самоблокиране.