Что такое torque vectoring, или векторизация крутящего момента, и как она работает?

Неважно, говорим ли мы о спорткаре стоимостью 75 000 евро, таком как Audi RS 3, о машине за полмиллиона евро, такой как Ferrari SF90 Stradale, или о гиперкарах, таких как McLaren P1… Каждый по-своему, но все они используют Torque Vectoring, или векторизацию крутящего момента, чтобы улучшить динамику поведения автомобиля. Эта технология начала широко распространяться благодаря победам Mitsubishi в чемпионате мира по ралли, и её применяли в последовательных поколениях легендарного серийного Lancer Evo, хотя в то время её называли иначе: active yaw control, или активное управление моментом рыскания. Но что такое Torque Vectoring и как он работает?

Вопрос сцепления

По сути, технология torque vectoring, или селективной векторизации крутящего момента, позволяет контролируемо изменять крутящий момент, получаемый каждым колесом одной оси, чего нельзя добиться с открытым дифференциалом, распределяющим момент в соотношении 50/50, без использования дополнительных систем управления.

И зачем нам нужен torque vectoring? Потому что на повороте внешние колёса способны передавать на дорогу больше мощности, чем внутренние, которые разгружены сильнее. Благодаря селективному распределению момента между колёсами можно способствовать смене направления движения автомобиля, дополняя действие рулевого управления.

Таким образом, автомобиль получает лучшую динамику, особенно при спортивной езде. Иначе говоря, с torque vectoring автомобиль может проходить повороты быстрее, поскольку технология позволяет уменьшить недостаточную поворачиваемость (когда машина стремится ехать прямо на повороте и приходится сильнее крутить руль, что ограничивает способность шин передавать мощность на дорогу)… либо увеличить избыточную поворачиваемость, вплоть до того, что автомобиль может начать заносить.

Системы селективной векторизации крутящего момента

Хотя большинство систем torque vectoring применяются на автомобилях с полным приводом, их можно встретить и на машинах с приводом на одну ось, будь то передний или задний привод. Цель та же: чтобы больше момента доставалось колесу, которое способно лучше передавать мощность на дорогу, то есть внешнему в повороте. Сколько именно? Столько, сколько система способна обеспечить с учётом сцепления.

Для этого производители используют различные системы. Самая простая — селективное торможение колёс с помощью ABS и системы контроля устойчивости ESP. Притормаживая внутреннее в повороте колесо, когда оно начинает испытывать трудности с передачей мощности на дорогу, достигается эффект самоблокировки, позволяющий контролировать распределение момента. В некотором смысле принцип работы системы контроля устойчивости имеет с этим много общего, хотя цель совершенно другая: в данном случае тормоза применяются селективно для создания момента рыскания автомобиля (вращения вокруг его вертикальной оси), противоположного тому, который стремится вывести машину с траектории, что повышает безопасность.

Чтобы лучше понять, что позволяет делать система torque vectoring, — она отодвигает момент, когда должна вмешаться система ESP, что позволяет гораздо лучше использовать мощность двигателя и сцепление шин. ESP может полностью устранить недостаточную или избыточную поворачиваемость, чтобы не потерять траекторию, в то время как система torque vectoring способна сделать автомобиль более недостаточно или более избыточно поворачиваемым, в зависимости от того, что нам нужно, чтобы проходить повороты быстрее.

Другие системы селективной векторизации момента используют электронно управляемые дифференциалы с ограниченным проскальзыванием или электрогидравлические муфты на выходе из дифференциала. Audi, например, предлагает в качестве опции спортивный дифференциал на своих моделях quattro, который обеспечивает такое переменное распределение момента между колёсами задней оси. А в новом Audi RS 3 перешли от прежней многодисковой муфты с обычным центральным дифференциалом к новому заднему дифференциалу RS Torque Splitter, который переменно и активно распределяет момент между двумя колёсами этой оси в зависимости от продольного и поперечного ускорения, положения педали газа, выбранной передачи, скорости вращения колёс… Там даже есть режим, позволяющий контролируемо заносить!

Теперь векторизация момента обретает новое измерение с появлением нового поколения электромобилей. С мотором на каждой оси управлять крутящим моментом между колёсами гораздо проще. И тем более на машинах с двумя моторами на одной оси, таких как Audi e-tron S, где каждый задний электродвигатель может передавать момент непосредственно на соответствующее колесо без механического дифференциала. Можно управлять очень большими тяговыми моментами, и делать это можно буквально за несколько миллисекунд.

Как вы можете себе представить, вершина torque vectoring — это электромобили с мотором на каждой оси, где возможности индивидуального управления моментом для каждого колеса практически безграничны. Только так такие автомобили, как Rimac Nevera, почти 2 000 л. с., могут управлять передачей мощности на асфальт.