xDrive vs. quattro vs. 4MATIC: что лучше?

Полный привод

Фанаты Audi quattro, BMW xDrive и «мерседесовского» 4MATIC ведут жаркие баталии на просторах Сети и не только. При этом далеко не все вообще понимают принцип работы постоянного полного привода. Поэтому есть смысл начать издалека. Как мы знаем, полный привод — это когда крутящий момент от двигателя передается на обе оси авто.

Проще говоря, на все колеса одновременно. Сейчас полный привод — привычное явление, которым никого не удивишь. Но еще в 80-е годы оно ассоциировалось у многих почти исключительно с вездеходами. Нередко — очень узкоспециализированными.

Изменили мир немцы, а если быть точнее, инженеры Audi, внедрившие свою систему quattro на дорожных автомобилях. При этом считать специалистов «четырех колец» пионерами было бы тоже неверно. Правильней будет сказать, что именно появление раллийного и дорожного Audi quattro в 80-е сыграло ключевую роль в популяризации идеи как таковой.

Так что же дает полный привод? Начнем с того, что он обеспечивает повышенную проходимость. На дорогах общего пользования она нам не очень нужна, если, конечно, речь не идет об автодороге «Лена» образца 2006 года. Но есть и другие важные аспекты, которые сбрасывать со счетов не стоит. Именно полный привод позволяет эффективнее всего использовать мощность двигателя при любом режиме движения. Он существенно улучшает управляемость, особенно если впереди скользкая трасса. Достаточно будет сказать, что знаменитый Bugatti Veyron 16.4, долгое время считавшийся самым быстрым серийным автомобилем в мире, имеет полный привод. Такое же решение использовали и на его преемнике — Bugatti Chiron.

Выделяют четыре основные схемы полного привода: подключаемый полный привод (part-time), постоянный полный привод (full-time), постоянный по требованию полный привод (on-demand full-time) и многорежимный полный привод (selectable). Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Пожалуй, нет смысла сейчас детально рассматривать все четыре. Остановимся конкретно на full-time, ведь именно ему посвящен наш материал.

Концепция постоянного полного привода подразумевает постоянное подключение двигателя к обеим осям посредством дифференциала. Некоторые авто обладают принудительной блокировкой межосевого дифференциала, за счет чего могут становиться похожими на автомобили с подключаемым полным приводом, когда в условиях нормальной эксплуатации крутящий момент передается только на одну ось.

При создании первых авто с постоянным полным приводом перед инженерами стояла непростая задача. Дело в том, что во время прохождения поворота колеса автомобиля проходят разные пути. При жестком соединении осей одни колеса ехали, а другие — пробуксовывали. Кроме неудобств вождения, это бы постепенно еще и разрушало трансмиссию авто. По этой причине автомобили с постоянным полным приводом получили раздаточную коробку с межосевым дифференциалом — механизмом, служащим для распределения мощностей между осями и позволяющим им вращаться с разной скоростью. Замедление одного колеса автоматически ведет к увеличению оборотов другого. На случай езды по бездорожью у дифференциала есть блокировка — при ее активации обороты на всех колесах одинаковые, а крутящий момент определяется только сцеплением колес с дорогой.

Все вышесказанное делает системы, подобные xDrive, весьма универсальным решением, но, увы, тоже не лишенным недостатков. Дополнительные узлы, такие как вышеназванный дифференциал, делают систему довольно громоздкой и в целом весьма сложной. Есть и другие недостатки. За счет постоянной передачи крутящего момента на все четыре колеса можно, конечно, достичь прекрасного сцепления с трассой, однако и расход топлива в этом случае тоже возрастает.

Кто первый, тот и прав?

Как мы уже сказали, первопроходцами здесь с некоторыми оговорками можно назвать инженеров Audi. При этом quattro — не просто техническое решение на отдельно взятой модели. Перед нами целое поколение систем, которые применяли на самых разных дорожных авто. Немцы не любят официально разделять свои quattro. Исключение — модель 2010 года Audi RS5, на которой применили «quattro нового поколения».

Система Audi quattro обрела невероятную славу. На ее базе создали раллийный болид группы «B» — Audi Quattro (с большой буквы, чтобы не путать с системой полного привода), который, кстати, уверенно оставлял позади всех своих оппонентов. Автомобиль победил в двух соревнованиях подряд после своего выпуска. При этом он стал первым раллийным авто, использовавшим нововведения в правилах, которые позволяли выставлять полноприводные автомобили на соревнования.

Специалисты выделяют целых шесть quattro и систему quattro ultra, которую начали устанавливать на автомобили в 2016 году. Каждая из них интересна по-своему, но мы сейчас не будем останавливаться на всех достоинствах и недостатках, а постараемся оценить правильность выбранной концепции в целом.

В Audi используют постоянный полный привод с дифференциалом Torsen (TORque SENsing — чувствующий крутящий момент). Это механический самоблокирующийся дифференциал, в котором применен сложный набор червячных шестерен. Он включает в себя ведомые червячные колеса и ведущие червячные шестерни.

Главное отличие конструкции в том, что червячные шестерни могут приводить во вращение другие шестерни, но сами не могут приводиться во вращение. За счет этого достигается определенная степень блокирования дифференциала. В зависимости от величины передаточного числа и конструкции дифференциала, крутящий момент может быть распределен в самом разном соотношении.

Выпускаемый с 2005 года кроссовер Audi Q7, который построили на одной платформе с Volkswagen Touareg и Porsche Cayenne, оснастили приводом, не имеющим предков среди предыдущих моделей Audi. Для данной модели компания BorgWarner разработала систему полного привода, где применила дифференциал Torsen Type 3 (T3).

У бóльшей части автомобилей Audi распределение крутящего момента составляет 50:50, обеспечивая тем самым управляемость, близкую к переднеприводной. В системе quattro шестого поколения центральный дифференциал Torsen Type C заменили дифференциалом на основе плоских зубчатых колес, созданным в Audi. Такое решение позволяет при необходимости передавать на передний и задний мосты до 70% и до 85% крутящего момента соответственно. В сумме с продвинутыми электронными системами это дает прекрасную управляемость в почти любых условиях: не важно, идет ли речь о прохождении скоростного поворота, ускорении, торможении или даже сочетании всего вышеназванного.

Баварский «драйв»

Ответом BMW на появление системы quattro стал знаменитый xDrive. Это система постоянного полного привода, обеспечивающая бесступенчатое непрерывное и переменное распределение крутящего момента между передней и задней осями (в зависимости от условий). Данная система, в частности, нашла свое применение на кроссоверах X3 и X5, а также легковых автомобилях 3-й, 5-й и 7-й серий.

xDrive использует характерную для BMW заднеприводную схему трансмиссии. За распределение крутящего момента между осями отвечает раздаточная коробка, представляющая собой зубчатую передачу привода передней оси, управляемую фрикционной муфтой. При этом трансмиссия кроссоверов имеет не зубчатую, а цепную передачу.

При прохождении поворотов с недостаточной поворачиваемостью фрикционная муфта размыкается, а на заднюю ось направляется до 100% момента. Во время движения на скользком покрытии пробуксовка отдельных колес предотвращается за счет блокировки фрикционной муфты и, при необходимости, электронной межколесной блокировки системы DSC. Во время парковки фрикционная муфта полностью разомкнута, автомобиль становится заднеприводным, что позволяет снизить нагрузки в трансмиссии и рулевом управлении.

xDrive интегрирована в систему динамического контроля курсовой устойчивости DSC (Dynamic Stability Control). DSC и xDrive взаимодействуют посредством системы интегрального управления ходовой частью ICM (Integrated Chassis Management). Последняя также отвечает за связь с системой активного рулевого управления AFS (Active Front Steering).

В 2003 году выпустили четвертое поколение системы. Распределение крутящего момента между осями при нормальном движении составило 40:60. Функция межосевого дифференциала лежит на плечах многодисковой фрикционной муфты с электронным управлением. Имеется возможность перераспределения крутящего момента между осями в пределах от 0 до 100%, также присутствует электронная блокировка межколесных дифференциалов.

Полный привод для трех лучей

Как и quattro с xDrive’ом, система 4MATIC имеет долгую и богатую историю. Впервые 4MATIC представили в 1985 году. Система обладала блокируемым межосевым дифференциалом типа Ferguson с распределением крутящего момента 35:65 и блокируемым задним межколесным дифференциалом 50:50. Блокировка дифференциалов осуществлялась посредством гидроподжимных муфт, которые активируются при помощи быстродействующей электрогидравлической системы.

Компания Daimler-Motoren-Gesellschaft, которую можно считать далеким предком концерна Daimler AG, еще в 1907 году презентовала грузовой автомобиль Dernburg-Wagen, который эксперты рассматривают в качестве первого в мире грузовика с полным приводом. Компанию упразднили в 1926 году, после слияния с Benz & Cie.

4MATIC действует в паре с электронной системой регулирования динамических характеристик авто, которая включает в себя электронную систему стабилизации ESP и электронную систему управления тяговым усилием 4ETS (англ. 4-wheel Electronic Traction System). 4ETS взаимодействует с антиблокировочной системой (ABS), антипробуксовочной системой (ASR) и системой контроля скорости при спуске (DSR). Все это позволяет достичь оптимального распределения крутящего момента между всеми четырьмя колесами и поддерживать прекрасное сцепление с трассой.

Центральный конструктивный элемент системы 4MATIC — раздаточная коробка, осуществляющая бесступенчатое распределение крутящего момента по осям авто. Она состоит из сдвоенного планетарного редуктора, цилиндрических шестерней и приводных валов.

Последнее, пятое, поколение 4MATIC — это совершенно новая разработка, созданная по переднеприводной архитектуре с поперечно установленным спереди двигателем. В основе нового поколения лежит принцип активации системы настолько часто, насколько это необходимо, и при этом настолько редко, насколько это возможно. Иными словами, если авто может передвигаться исключительно на переднем приводе, необходимости в активации нет. При этом крутящий момент может быть за миллисекунды переброшен на заднюю ось.

Считается, что система 4MATIC очень выручает, если имеет место недостаточная или, наоборот, избыточная поворачиваемость, и использует распределение крутящего момента для того, чтобы стабилизировать авто.

Кто же лучше?

Так кто же лучше справился с внедрением системы постоянного полного привода? Назвать однозначного победителя сложно, тем более что и Audi, и BMW, и Mercedes-Benz постоянно вносят какие-то улучшения, основываясь на многолетнем опыте эксплуатации своих систем. Кроме того, все концепции, хоть и похожи, имеют довольно существенные различия. Так, специалисты Audi применили постоянный полный привод с дифференциалом Torsen. Mercedes-Benz создал, в общем-то, не менее полный привод, однако также снабдил свое детище фрикционной блокировкой дифференциала. Ну а BMW на каком-то этапе стал эксплуатировать привод, где передние колеса активируются по требованию при помощи электромеханической муфты.

При распределении крутящего момента 50:50 у бóльшей части автомобилей Audi компания достигла управляемости своих автомобилей, близкой к переднеприводной. При этом, например, у Audi A4 сместившийся назад центр масс ведет к тому, что задние колеса по умолчанию получают 60% момента. Это же касается и ряда спортивных авто, например Audi RS4. Кстати, некоторые считают уже упомянутую А4 «недоприводной». Резкий старт на ней может быть проблематичен, так как передняя часть оказывается недостаточно загруженной.

Постоянный автоматический полный привод, который использует BMW, безусловно, очень удачен. При этом некоторые водители считают его недостаточно предсказуемым: при предельных скольжениях лучше не полагаться на своевольную электронику, которая может вмешаться в процесс и нарушить баланс авто. Ряд экспертов полагают, что при использовании критических режимов передние колеса «баварцев» могли быть более «активными». В целом же, xDrive хорошо научился прогнозировать ситуацию и регулировать распределение момента с упреждением. Остальное — дело вкуса автолюбителей.

Можно сказать, что наиболее системно к решению вопроса подошли инженеры Mercedes-Benz. На задние колеса подается 55–60% момента, следовательно, хоть и присутствует некая «заднеприводность», основной упор делается на безопасность езды, что, в общем-то, тоже очень неплохо. По сравнению с моделями Audi, центральный дифференциал хоть и обладает фрикционными дисками, момент перераспределяет только на старте.

В общем, как уже было сказано, каждая из систем имеет свои минусы и плюсы. И от этого, по всей вероятности, никуда не деться. Универсального решения пока не намечается, хотя будущее может преподнести сюрприз. Нельзя также исключать, что творцами некоей гипотетической революции в мире постоянного полного привода будут уже не немцы, а кто-либо другой, например, инженеры из Японии или США. Но пока что сложно найти страну, которая бы чувствовала себя в таком непростом деле, как автомобилестроение, более уверенно, чем Германия.