Что такое система векторизации крутящего момента и как она работает?

Зачем автопроизводители разрабатывают разные системы векторизации крутящего момента?

Технологией векторизации крутящего момента является система, позволяющая автомобилю отслеживать то как и сколько каждое из колёс получает мощности. Полезная вещь, которая позволяет обычному водителю почувствовать себя профессиональным гонщиком и оберегающая его от ошибок в вождении. Система разработана для улучшения управляемости, стабильности и получения максимальной производительности. Функция становится все более и более популярной в мире.

Говоря простыми словами, система векторизации крутящего момента позволяет контролировать крутящий момент, который поступает на колеса или ось для улучшения производительности автомобиля, сцепления, управляемости и стабильности. Замедляя или отправляя больше мощности к конкретным колесам, она позволяет переносить вес автомобиля для улучшения свойств сцепления. К примеру, торможение перед входом в поворот переносит вес вперед автомобиля, загружая переднюю ось, что улучшает сцепление управляемых колес с поверхностью. При более сложных обстоятельствах автомобилю требуется переносить не только вес, но также добавлять крутящий момент или дать большую мощность на одно конкретно колесо на определенную единицу времени. В этом может легко помочь система векторизации крутящего момента. Однако из-за наличия разнообразных систем привода похожие системы работают по-разному, в зависимости от того какой перед нами тип автомобиля.

Заднеприводные автомобили

В заднеприводных автомобилях обычно используется самоблокирующийся дифференциал для управления передачей крутящего момента к каждому из двух приводимых в движение колес. Это может быть обычный механический или электронно управляемый дифференциал. Некоторые автомобили, например, Lexus RC F, могут быть оборудованы либо механической или электронной системой дифференциала.

В свою очередь, механический самоблокирующийся дифференциал просто «перебрасывает» мощность между колесами таким образом, что внешнее колесо (которое проходит большее расстояние по дуге) получает больше крутящего момента. В дифференциале повышенного трения с системой векторизацией крутящего момента управляемом электроникой, по команде компьютера включаются электромоторы и специальные приводы, которые создадут давление на многодисковую муфту, которая в свою очередь обеспечит лучший контроль при распределении крутящего момента, чем обычный стандартный самоблокирующийся дифференциал.

Более простая, но не менее эффективная система применяемая на других автомобилях использует систему векторизации крутящего момента посредством применения тормозов. Например, все автомобили Мерседес идут с системой, носящей название ESP или как ее еще называют электронной системой стабилизации. Эта функция безопасности определяющая момент срыва автомобиля в скольжение (недостаточная поворачиваемость), когда передние колеса машины уже повернуты, но автомобиль продолжает двигаться по прямолинейной траектории из-за отсутствия достаточного сцепления на передних колесах.

В таком случае вместо того чтобы отправить крутящий момент на внешнее заднее колесо, эта система ограничит крутящий момент на внутреннем колесе посредством применения торможения последнего для того чтобы дать этим колесам больше сцепления и вернуть автомобиль на траекторию.

Переднеприводные автомобили

Также, как и заднеприводные модели, в переднеприводных автомобилях также используется система векторизации крутящего момента. Она используется для купирования и борьбы с такой болезнью FWD автомобилей, как недостаточная поворачиваемость.

В большинстве случаев, как на автомобилях Ford Focus или Mercedes-Benz CLA, используется система подтормаживания внутреннего переднего колеса одновременно с которым происходит увеличение крутящего момента на противоположенном внешнем ведущем колесе, что позволяет «ввинтить» автомобиль в поворот.

А вот в современных Мазда, система векторизации крутящего момента получила еще одну важную функцию, с ее помощью перераспределяется вес автомобиля на переднюю ось, что позволяет улучшить отклик на поворот руля и общую управляемость автомобилем.

Полноприводные машины

Как видите система векторизации крутящего момента крайне важна для безопасности и позволяет реально улучшить управляемость машины. Не менее важную роль функция играет в полноприводных автомобилях, здесь, как несложно догадаться управляются все четыре колеса.

Система полного привода разработана для того чтобы улучшить стабильность и управляемость, однако минусом такой системы является повышенный расход топлива и дополнительный вес автомобиля. В результате системе векторизации крайне важно гарантировать отсутствие пустой траты крутящего момента от двигателя и его перераспределение между колесами, которые должны приводится в движение в определенный момент времени в зависимости от ситуации.

Для экономии топлива, большинство автопроизводителей используют непостоянную систему привода на все колеса которая будет штатно работать с одной из ведущих осей и вмешиваться в их работу только в случае обнаружения проскальзывания колес на поверхности под колесами или при недостатке сцепления шин с поверхностью. Иногда система перебрасывает крутящий момент на все колеса при начале рысканья автомобиля, в те моменты, когда машина начинает двигаться в том направлении, куда водитель не намерен был ехать. В таком случае полноприводная система подключит вторую ось и отправит на нее часть крутящего момента, чтобы колеса на ней участвовали в стабилизации автомобиля. И только в том случае, если автомобиль продолжает скольжение, система применит торможение к определенным колесам (какое колеса притормозить вычисляют многочисленные датчики и компьютер) для улучшения передачи крутящего момента по тому же принципу как мы описывали в части работы системы в переднем и заднем приводах.

Тем не менее, несмотря на схожесть подходов, система векторизации крутящего момента у автомобилей с полным приводом реализована сложнее. Первопроходцем в реализации концепции по собственному скромному мнению является Митсубиси. Именно эта японская компания в середине 90-х годов вывела на рынок подобную систему применив ее на своем спортивном раллийном автомобиле Lancer Evolution.

Получив название Super All-Wheel Control (S-AWC), в ней использовалась так называемая активная система управления рысканьем распределявшая мощность по требованию между задними колесами посредством заднего дифференциала. Для определения как мощность должна перераспределяться между передней и задней осью, Mitsubishi использовала так называемый центральный дифференциал. И наконец, система стабилизации управления может применять тормоза индивидуально к каждому из колес при необходимости.

В модели Outlander GT S-AWC используется более современная система, в которой применен активный передний дифференциал вместо заднего, а задняя ось контролируется при помощи электронного взаимодействия.

В чем разница между двумя системами одного и того же автопроизводителя? В то время как Lancer Evolution был раллийным полноприводным автомобилем, разработанным для того чтобы покорять на больших скоростях раллийные участки, Outlander является семейным кроссовером, поэтому его системы ориентированы по большей части на получение стабильной управляемости в сложных погодных условиях. Помимо всего прочего у кроссовера присутствует ECO режим движения, в котором он превращается в переднеприводный автомобиль для уменьшения потребления топлива.

Описанный выше метод не является единственным способом реализации векторизации крутящего момента. Acura обладает схожим набором функций в автомобилях оборудованных супер-управляемой фирменной системой полного привода (SH-AWD). Впервые примененная на Acura RL в 2005 году эта система всегда активна, измеряя скорость движения автомобиля, скорость вращения колес, угол поворота, уровень рысканья авто и боковых ускорений. В сумме производимых подсчетов автоматика почти мгновенно добавляет крутящий момент на определенные колеса автомобиля.

При движении на одном из самых популярных кроссоверов в США, Acura MDX, система посылает до 90% мощности автомобиля на передние колеса. Во время интенсивного ускорения, система обнаруживает, что вес смещается в сторону задней части автомобиля и перебросит до 45% мощности на задние колеса, чтобы сделать ускорение максимально продуктивным. При ускорении в повороте, технология увеличит эффективный крутящий момент на задней оси до 70% и может даже направить большую его часть на внешнее колесо, которое в данный момент имеет большую нагрузку и сцепление.

В отличие от системы S-AWC используемой в Mitsubishi, SH-AWD от Acura не имеет центрального дифференциала, вместо этого переключая крутящий момент к колесам с большими сцепными свойствами.

Гибридные машины тоже обладают этой системой

Если покупатели заинтересованы в приобретении AWD автомобиля, но при этом желают максимальной топливной экономичности, современный автомобильный мир может предложить им гибридную схему. Гибридные автомобили также обладают способностями векторизации крутящего момента, возможно самыми передовыми на сегодняшнем рынке.

В некоторых автомобилях, таких к примеру, как Acura MDX Sport Hybrid SH-AWD сочетается гибридная схема, в которую входят три электродвигателя. В этом случае каждое заднее колесо приводится в движение электромотором.

В результате, в поворотах, автомобиль не только может мгновенно отправлять крутящий момент на нужные задние колеса (вместо того, чтобы использовать ограниченный процент от общей мощности двигателя), но может использовать регенеративное (восстанавливающее) торможение на противоположном колесе вызывая зарядку аккумуляторных батарей и дополнительно помогая автомобилю довернуть в повороте.

И так, как мы узнали из сегодняшней статьи, векторизация крутящего момента присутствует практически на всех типах транспортных средств, от компактного класса автомобилей до кроссоверов и спортивных автомобилей. Также одна и также система может реализовываться по-разному, иметь разнообразные конфигурации. Каждый автопроизводитель придумывает свой способ улучшения управляемости, но все преследуют одну и ту же цель, перераспределять крутящий момент на ведущих колесах, для эффективного использования мощности автомобиля, для обеспечения безопасности и предсказуемой управляемости.