Особенности полного привода Toyota (1)

Eugenio,77
mail@newniva.ru
© newniva.ru
Feb 2004 — Feb 2021

Часть 1. Исходно-переднеприводные модели с АКПП/CVT
Часть 2. Исходно-заднеприводные модели с АКПП
Часть 3. Исходно-переднеприводные модели с МКПП

Краткий обзор основных схем реализации полного привода на автомобилях Toyota начнем с наиболее массового варианта — с поперечным расположением двигателя и автоматической трансмиссией.

Постоянный полный привод. Межосевой дифференциал — симметричный конический (распределение момента между передними и задними колесами 50/50), блокировка — многодисковой гидромеханической муфтой.

A241H — коробка передач с простым гидравлическим управлением и контроль блокировки в ней достаточно примитивен (подробное описание — «АКПП A241H»), тогда как в более совершенной A540H реализовано полноценное электронное управление с обратной связью (подробное описание — «АКПП A540H»).

Максимальный коэффициент блокировки реализуется системой управления в диапазонах «L» и «R».

Включаемый с помощью кнопки режим «C.DIFF AUTO» разрешает блоку управления автоматически выбирать коэффициент блокировки в зависимости от условий движения, при его отключении межосевой дифференциал остается в свободном состоянии. Кнопка присутствует на всех моделях с A241H и на ранних моделях с A540H (на моделях после 1994 г. кнопка отсутствует и автоматический режим задействован постоянно).

Номинальным для повседневной езды является именно автоматический режим, его отключение предусматривается только при буксировке машины или использовании запасного колеса-докатки (выдержка из инструкции).

Постоянный полный привод. Межосевой дифференциал — симметричный конический (распределение момента между передними и задними колесами 50/50), блокировка — вязкостной муфтой.

В данной схеме часто использовался опциональный задний самоблокирующийся дифференциал типа Torsen.

Постоянный полный привод. Межосевой дифференциал — симметричный конический (распределение момента между передними и задними колесами 50/50), свободный.

Эмуляция блокировок осуществляется при помощи системы стабилизации (VSC) — буксующее колесо принудительно подтормаживается, тем самым момент на другом колесе той же оси увеличивается. Аналогичным образом момент перераспределяется между передней и задней осями.

Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес вязкостно-фрикционной муфтой.

Муфта RBC соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.

Подробности — «Полный привод Toyota. V-Flex».

Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес вязкостно-фрикционной муфтой.

Вискомуфта соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.

Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес вязкостной муфтой.

Вискомуфта, заполненная силиконовой жидкостью, соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора, срабатывает при существенной пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.

Подробности — «Полный привод Toyota. V-Flex».

* — модели Daihatsu, реализуемые под маркой Toyota
Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес электромеханической муфтой.

Муфта соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора. В большинстве случаев машина остается переднеприводной, однако при необходимости система управления автоматически поддерживает запрограммированное значение момента, передаваемого на задние колеса.

Подробности — «Полный привод Toyota. ATC».

Изначальное наименование — «Active Torque Control», после 2021-го на некоторых моделях система получает обозначение «Dynamic Torque Control».

* — модели Daihatsu, реализуемые под маркой Toyota
Постоянный передний привод, без межосевого и заднего дифференциалов, подключение задних колес независимыми муфтами.

В большинстве случаев машина остается переднеприводной, при необходимости система управления автоматически регулирует значение момента, передаваемого на каждое из задних колес. Кроме того, предусмотрено размыкание силовой передачи в раздаточной коробке и заднем редукторе, чтобы в режиме 2WD карданный вал и шестерни не вращались впустую.

Официальное наименование — «Dynamic Torque Vectoring AWD», схема представлена в 2021 году.

Подробное описание и неисправности — «Полный привод Toyota. DTV AWD»

Постоянный передний привод, без механической связи между осями, подключаемый привод задних колес отдельным электродвигателем.

Применяются два типа задних силовых модулей с электродвигателем и редуктором — классический трехвальный (в нескольких вариантах мощности и крутящего момента) и компактный двухвальный с маломощным электромотором (HV4WD).

Подробнее — «Полный привод Toyota. E-Four AWD»

Условные обозначения: TM — трансмиссия (коробка передач, вариатор), TR — раздаточная коробка, FD — передний дифференциал, RD — задний дифференциал, CD — межосевой дифференциал, CDC — гидромеханическая муфта, VC — вязкостная муфта, EC — электромеханическая муфта.

Отсчет времени для тойотовского 4WD на исходно-переднеприводных машинах можно вести с 1988 года.

Схема STD I, появившаяся в самые «тучные годы» японского автомобилестроения, так и осталась наиболее совершенной, надежной и эффективной среди всех вариаций полного привода легковых тойот. Этот «Full-Time 4WD» действительно был постоянным, полным и, что немаловажно, строился на базе беспроблемных и выносливых автоматических коробок. Единственный принципиальный недостаток (по современным меркам) — это отсутствие каких-либо межколесных блокировок, что делает машины чувствительными к условному диагональному вывешиванию. К сожалению, выпуск последних моделей с STD I завершился еще в 2002 году.

Для моделей самого младшего B-класса тойотовцы ограничились подключаемым полным приводом по схеме V-Flex I и придерживались этой концепции с конца 1980-х вплоть до 2021-х. В настоящее время схема применяется на единственной, утилитарной модели Toyota.

Затяжной кризис 1990-х сделал новым трендом тотальную экономию — на материалах, на полезных опциях, и, конечно же, на совершенстве конструкций. Для тойотовского 4WD перелом наступил после 1997-го — с запуском и массовым внедрением схемы V-Flex II одна из самых продвинутых систем менялась на самую примитивную. Ее врожденные недостатки общеизвестны:
— запаздывающее «срабатывание» вискомуфты,
— ограниченная степень блокировки,
— потенциальная опасность при активной езде,
— низкая долговечность самой муфты.
Разумеется, даже такой сомнительный 4WD оставался предпочтительнее монопривода, но проблема в том, что опытным тойотовладельцам было с чем его сравнивать. После 2021-го на собственных тойотовских разработках V-Flex II больше не применяется, оставаясь атрибутом только ребейджинговых моделей Daihatsu.

Наиболее распространенный сегодня в мире тип полного привода — с электромеханической муфтой подключения задних колес — появился на тойотах еще в 1998-м (ATC). Изначально — на минивэнах, но постепенно он пришел и в младшие классы, вытеснив V-Flex, и на паркетники, ликвидировав остатки full-time. Недостатки схемы:
— ограниченная степень блокировки,
— ограниченное время работы под нагрузкой,
— износ опорных подшипников муфты (подробнее см. «Ремонт муфты ATC 4WD»).
В целом, по эффективности ATC не дотягивает до постоянного полного привода, но ощутимо превосходит V-Flex.

Стоит отметить еще один момент — конец 1990-х ознаменовался появлением новых моделей автоматов Toyota/Aisin (последние версии серии A24#, U-серии), ресурс которых по сравнению с предшественниками радикально уменьшился, что было особенно ощутимо в условиях повышенных нагрузок от полного привода. В итоге, 4WD-трансмиссии стали не только менее эффективными, но одновременно и менее надежными.

Для только набиравшего в то время обороты класса паркетников/кроссоверов тойотовцы сохранили постоянный полный привод в максимально упрощенном варианте (STD II), который фактически позаимствовали у прежних моделей с механическими коробками (разве что поместив в межосевой дифференциал пять сателлитов вместо четырех). Ожидаемо низкая эффективность вязкостных муфт по сравнению с гидромеханическими отразилась на эксплуатационных характеристиках и в этом случае.

К середине 2000-х развитие технологий позволило полностью отказаться от вискомуфт, оставив все три дифференциала свободными (VSC ) — теперь блокировки эмулировались с помощью тормозной системы. Такое решение оставалось в производстве не слишком долго и уже спустя поколение все паркетники получили полный привод типа ATC.

Вообще, с активным внедрением систем стабилизации (у японских марок — со второй половины 2000-х) и появлением эмуляции блокировок межколесных дифференциалов с помощью тормозов, в мире начался новый этап развития полного привода. У некоторых производителей связка подключаемого 4WD и ESP дает лучший эффект, чем даже некоторые варианты классического постоянного полного привода с излишне «мягкой» блокировкой центра или ее эмуляцией. Но не в случае Toyota — сравнивая реальное поведение современных паркетников разных марок нужно признать — тойотовские настройки подключаемого полного привода и эмуляции межколесных блокировок являются крайне неудачными. Некоторые качественные улучшения здесь наметились только с выходом новых моделей в самом конце 2021-х.

Не лучшим образом отразился на возможностях полного привода отказ от автоматов в пользу вариаторов, постепенно идущий с середины 2000-х (моноприводные версии получали их еще раньше). Если для легких машин младших классов это не так принципиально, то для минивэнов и, тем более, кроссоверов именно вариатор становится наиболее узким, уязвимым и дорогим местом в цепи передачи мощности от двигателя к колесам.

Еще один тип условно полного привода, известный еще с 2001-го, сформировали многочисленные гибридные модели (E-4WD). При внешней заманчивости идеи, красивых цифрах и графиках крутящего момента заднего электромотора, в реальности тяговые возможности не оправдали ожиданий — по эффективности E-4WD не дотягивает даже до ATC аналогичных не-гибридных моделей.

Собственную схему, работающую по принципу «torque vectoring» (DTV) Toyota представила только в 2021-м, лет на восемь позже ниссана, почти на пятнадцать позже хонды и спустя два десятилетия после MMC. Potius sero quam nunquam.