От Lohner-Porsche до 911 Turbo

История полного привода у Porsche

Одним из первых автомобилей с полным приводом был Porsche, и это был спортивный автомобиль: Фердинанд Порше сконструировал и построил гоночный автомобиль Lohner-Porsche с четырьмя электрическими мотор-колесами. В 1947 году компания Porsche разработала модель 360, более известную как гоночный автомобиль Cisitalia. Он стал легендой не только благодаря двенадцатицилиндровому двигателю с компрессорным наддувом и последовательно облегченной конструкции, но и благодаря подключаемому полному приводу. В основе этой конструкции вновь лежала идея, как можно более полно и эффективно преобразовать в движение мощность привода в поворотах или на дорогах с низким коэффициентом сцепления.

В 1981 году у Porsche началась эра «гражданского» полного привода. На автосалоне IAA во Франкфурте была представлена концептуальная модель 911 Turbo Cabriolet с полным приводом. В 1984 году Porsche вновь обратился к этой идее и разработал для ралли Париж-Дакар модель 953 с подключаемым полным приводом, которая тоже сразу одержала победу в общем зачете. Опыты с 953-м привели к постройке суперспорткара 959, который был представлен в 1985 году и с технологической точки зрения далеко опережал свое время. Так, его подключаемый через многодисковую муфту передний привод и активируемая также через многодисковую муфту межколесная блокировка на задней оси легли в основу концепции полного привода Porsche. Эти межосевые и межколесные блокировки могли включаться как вручную, так и автоматически. Данная концепция и сегодня по-прежнему имеет место в PTM. Два первых места Porsche 959 на Париж-Дакар в 1986 году стали легендой.

911 Carrera 4: первый 911 с полным приводом дебютировал 30 лет назад

Когда в 1988 году Porsche представил 911 серии 964, цифровое обозначение позади названия модели провозгласило начало новой эры: 911 Carrera 4 был первым серийным спортивным автомобилем марки, оснащенным полным приводом – в новой новаторской форме. Porsche назвал свой инновационный привод всех четырех колес «управляемым с проскальзыванием дифференциала». Это означает, что крутящий момент от механической коробки передач сначала направлялся к раздаточной коробке, выполненной в виде планетарного редуктора, и оттуда – до тех пор, пока не активировано управление блокировкой – всегда распределялся в постоянном соотношении: 69 процентов на заднюю ось, 31 процент через капсюлированный вал Transaxle на переднюю. Новым было и регулирование. Пробуксовка на отдельных колесах распознавалась датчиками ABS и предотвращалась путем гидравлической блокировки. Силовой поток к передней оси и силовой поток между задними колесами регулировали две электронно-управляемые блокируемые многодисковые муфты. Как результат: постоянная оптимизация тяги, курсовой устойчивости, управляемости, точности прохождения поворота, а также реакций автомобиля на смену нагрузки.

1994 год: новая система полного привода с вискомуфтой – подключаемый полный привод вместо постоянного

В 1994 году Porsche продолжил работу по совершенствованию полного привода в 911 Carrera 4 поколения 993. У 911 Turbo мощность от двигателя тоже впервые передавалась на все четыре колеса. В обеих моделях Porsche перешел на упрощенную конструкцию системы и предложил самую легкую на рынке систему полного привода. Она была выполнена в виде так называемого подключаемого полного привода, в котором задняя ось имела непосредственный привод, а пассивная вискомуфта при разнице в скорости вращения между задней и передней осью направляла часть крутящего момента на передние колеса. Таким образом вискомуфта заменяла раздаточную коробку вместе с регулируемой многодисковой муфтой для привода передней оси. Благодаря этому в полноприводном 911-м при движении под нагрузкой основная часть крутящего момента направлялась на задние колеса, что делало его похожим на заднеприводный автомобиль, только значительно более устойчивым. На задней оси был установлен классический блокируемый дифференциал, а также система имитации блокировки межколесного дифференциала (ABD).

Задачей вискомуфты было автоматическое разделение тягового усилия между осями – в зависимости от пробуксовки задних колес. Серийно встроенная в полноприводную модель система ABD распознавала с помощью датчиков ABS пробуксовку отдельных колес и через блок управления выдавала на проскальзывающее колесо соответствующий тормозной момент. При движении по дороге с разными коэффициентами сцепления слева и справа крутящий момент через блокируемый дифференциал задней оси сначала бесступенчато подавался на колесо с большим сцеплением. Если колесо пробуксовывало, система ABD его притормаживала, и крутящий момент в размере тормозного момента предавался на противоположное колесо. Эта функция помогала водителю в первую очередь при трогании с места на мокрой или скользкой дороге.

В 911 серии 996 Porsche тоже придерживался этой концепции с той лишь разницей, что вискомуфта работала в масляной ванне редуктора передней оси и благодаря этому имела эффективное охлаждение даже в условиях интенсивных нагрузок. Из соображений экономии массы и получения места для размещения трубопроводов жидкостного охлаждения в поколении 996 отказались от трубы Transaxle. Вместо жесткого соединения агрегатированной с двигателем коробки передач с редуктором передней оси через центральную трубу привод передних колес осуществлялся через некапсюлированный карданный вал.

2002 год: вместе с Cayenne вводится система Porsche Traction Management (PTM)

В 2002 году Porsche презентовал свой третий модельный ряд – Cayenne, а вместе с ним и совершенно новую технику полного привода. Система Porsche Traction Management (PTM) в базовом режиме направляла 62 процента тяги от двигателя на задние колеса и 38 процентов на передние. Через электроприводную электронно-управляемую многодисковую муфту, используемую в качестве адаптивной межосевой блокировки, это соотношение, однако, могло в зависимости от ситуации движения изменяться, что позволяло активно влиять на продольную и поперечную динамику. Кроме того, с помощью клавиши можно было вручную включить межосевую блокировку для движения в условиях тяжелого бездорожья.

Система PTM оказывала решающее влияние на динамику Cayenne. Электронно-управляемая межосевая блокировка и предлагающаяся в качестве опции блокировка заднего дифференциала реагировали не только на недостаточную тягу на передней и задней осях. Датчики фиксировали также скорость автомобиля, поперечное ускорение, угол поворота рулевого колеса и положение педали акселератора, так что PTM могла постоянно рассчитать оптимальную степень блокировки для обеих осей и таким образом направить на них всегда ровно столько крутящего момента, сколько требовалось. Это делало PTM системой упреждающего действия, которая обеспечивала автомобилю великолепную маневренность в поворотах и повышенную устойчивость при перестроении, как на высоких скоростях, так и при движении с умеренной скоростью на льду и снегу.

Первая система PTM для Porsche 911

В 2006 году электронная система PTM в адаптированной форме нашла свое применение в 911 Turbo серии 997. Центральным элементом здесь была многодисковая муфта с электромагнитным приводом, через которую тяговое усилие при необходимости направлялось на переднюю ось. Муфта в 911 Turbo была рассчитана на максимальный крутящий момент 400 ньютон-метров, что в реальной эксплуатации практически исключено: уже при 300 ньютон-метрах передние колеса на сухой поверхности теряют сцепление и пробуксовывают.

При времени срабатывания не более 100 миллисекунд система PTM была быстрее, чем реакция двигателя на изменение нагрузки и чем восприятие водителя. На практике это означает высокую маневренность на узких проселочных дорогах, выдающуюся тягу и высокую безопасность движения даже при экстремальных скоростных маневрах. Для выполнения этих задач по повышению динамики движения конструкторы Porsche запрограммировали PTM на пять базовых функций, в соответствии с которыми и сегодня работает полный привод Porsche:

  • Распределение крутящего момента: в повседневных условиях эксплуатации блок управления в зависимости от конкретных условий движения бесступенчато распределяет крутящий момент от двигателя между передней и задней осями путем подключения привода передней оси. Для этого с интервалом в несколько миллисекунд определяется необходимая величина крутящего момента на передней оси. Если, например, система распознает маневр по перестроению, она в зависимости от скорости направляет больше или меньше крутящего момента на переднюю ось. Прежде всего при очень высоких скоростях водитель чувствует это по существенному повышению устойчивости автомобиля.
  • Управление с упреждением: на основании типичных параметров PTM может заранее распознать динамические изменения состояния движения и уже заблаговременно предотвратить пробуксовку ведущих колес. Так, например, при старте автомобиля система фиксирует, насколько быстро водитель нажимает на педаль акселератора. Еще до того, как двигатель сможет реализовать эту команду водителя на разгон автомобиля в крутящий момент, PTM замыкает многодисковую муфту настолько, чтобы по возможности исключить пробуксовку колес. Только в экстремальном случае, если, например, оба задних колеса вращаются на гладком льду абсолютно без всякого сцепления, на передние колеса попадает такой большой крутящий момент, что они пробуксовывают. Таким образом уже при трогании с места на все четыре колеса подается максимально возможное тяговое усилие, и автомобиль достигает оптимального ускорения. Особым случаем является гоночный старт при помощи функции «Launch Control» в сочетании с коробкой передач PDK. При ее включении PTM еще перед стартом замыкает многодисковую муфту, чтобы гарантировать максимальную тягу.
  • Регулировка пробуксовки: из-за своего высокого крутящего момента 911-й уже при промежуточном разгоне особенно на мокрой дороге может достигнуть предельного сцепления с поверхностью на задней оси. В этом случае тоже путем более сильного замыкания многодисковой муфты больше крутящего момента направляется на переднюю ось. Впервые эту возможность распознавания ситуации и регулировки продольного ускорения 911 Turbo получил в 2006 году.
  • Корректировка избыточной поворачиваемости: если из-за неблагоприятных внешних факторов, таких как, например, мокрая листва на проезжей части, автомобиль входит в поворот с вынесенной наружу задней частью кузова, для его стабилизации больше крутящего направляется на переднюю ось. Другое преимущество PTM в том, что она при распределении тягового усилия на переднюю ось учитывает угол поворота рулевого колеса. Если водитель при избыточной поворачиваемости поворачивает руль в обратную сторону, PTM корректирует момент, направляемый на переднюю ось, и автомобиль стабилизируется еще быстрее.
  • Корректировка недостаточной поворачиваемости: если, наоборот, у спортивного автомобиля имеется тенденцию к сносу передних колес наружу из поворота, PTM уменьшает долю крутящего момента на передней оси. Благодаря чувствительным датчикам система PTM в обоих случаях реагирует до того, как водитель вообще заметил нестабильность. В результате траектория автомобиля быстро и активно выравнивается, и он более точно и динамично проходит поворот, так как системе стабилизации PSM приходится производить меньше выборочных притормаживаний отдельных колес.

Panamera и Macan с полным приводом, как в спортивном автомобиле

Система PTM 911-го стала шаблоном для полного привода Panamera, мировая премьера которого состоялась в 2009 году, и Macan, который вышел на рынок в 2013 году в качестве пятого модельного ряда Porsche. С каждой сменой поколения система Porsche Traction Management все больше и больше совершенствовалась. В 2013 году в новом 911-м основное внимание было направлено на повышение точности и величины передаваемого на переднюю ось момента. Система с полностью новой многодисковой муфтой, теперь с электрогидравлическим приводом, в зависимости от ситуации и желания водителя распознает экономичный стиль вождения и уменьшает передаваемый на переднюю ось крутящий момент. Благодаря этому снижаются потери мощности. Кроме того, PTM в сочетании с коробкой передач с двумя сцеплениями PDK поддерживает типичный для Porsche режим движения накатом. Когда автомобиль свободно катится без участия двигателя, муфта PTM размыкается. Это снижает тормозной момент со стороны системы полного привода, а, следовательно, и расход топлива. В области динамики новейшая система PTM также дает преимущества. В результате более быстрого и точного контроля тягового усилия благодаря новой многодисковой муфте улучшается динамика движения, маневренность и курсовая устойчивость. Благодаря передаче более высоких моментов через переднюю ось улучшаются разгонные показатели, и возросшая мощность двигателя может быть реализована водителем также на дорогах общего пользования.

previous item
Система Porsche Traction Management для большей маневренности, устойчивости и тяги