Дважды два: Полный привод на оба колеса

Мотоциклы с полным приводом имеют богатую историю. Их создателям пришлось столкнуться с множеством технических проблем. В автомобилях полуоси и шарниры равных угловых скоростей, подводящие крутящий момент к ступице, находятся сбоку, предоставляя управляемому переднему колесу достаточно пространства для поворота в любую сторону. Очевидно, что габариты мотоцикла не позволяют применить конструкцию, аналогичную автомобильной, тем более что колеса мототехники зачастую имеют больший диаметр.

Для мотоцикла особенно важны баланс и развесовка. Если расположить трансмиссию сбоку от колеса, сместив тем самым центр тяжести машины в сторону от геометрической оси, мотоцикл будет по-разному поворачивать вправо и влево. Следует учитывать и неподрессоренную массу — вес узлов, жестко связанных с колесами, а не отделенных от них подвеской.

Чем больше неподрессоренная масса мотоцикла — тем хуже его управляемость и плавность хода.

Очевидным решением геометрических проблем полного привода на мотоцикле является применение цепей или валов, параллельных передней вилке и поворачивающихся вместе с ней. При этом необходимо использовать как минимум две цепи (вала) — от двигателя (коробки передач) к редуктору на рулевой колонке и от редуктора вдоль вилки к колесу. В реальных конструкциях приходилось использовать до четырех цепей. Такое усложнение конструкции влечет неизбежные проблемы с обслуживанием и надежностью. Дополнительная сложность заключается в том, что при работе передней подвески длина привода должна изменяться.

В последнее время на мототехнике получила распространение консольная схема крепления переднего колеса, при которой колесо крепится не на традиционной поворотной вилке, а на системе рычагов, как в автомобиле. Казалось бы, консоль позволит легко реализовать полный привод. Однако подобные конструкции так и не вышли из опытных мастерских. Отчасти это связано с тем, что габариты консольной подвески накладывают ограничение на диаметр колеса: чаще всего консоль встречается на маленьких скутерах, которым полный привод не нужен.

В попытках реализовать полный привод на мотоцикле конструкторы приходили даже к таким оригинальным решениям, как гибкий вал. Принцип его работы легко понять, покрутив в руках кусочек резиновой трубочки.

Первый полноприводной двухколесный мотоцикл был сделан из серийного британского Raleigh в далеком 1924 году. Машина использовалась для тренировок и так и осталась единственным экспериментальным образцом.

Самый известный мотоцикл 2х2 был произведен в 1968 году. ROKON — так называется этот вездеход — можно считать одним из самых остроумных и удачных изобретений ХХ века. Не претерпев каких-либо значительных конструктивных изменений, ROKON успешно продается и по сей день. Девиз его таков: «Это не мотоцикл, это двухколесный трактор». Переднее колесо ROKON приводится двумя цепями, заднее также имеет классический цепной привод. Проблема подвески решена радикально — она на ROKON отсутствует, а амортизирующими свойствами обладают широченные шины-дутики. Они обеспечивают низкое давление на грунт, позволяя мотоциклу не тонуть в жидкой грязи и не зарываться в песок.

Конструкторам удалось добиться чрезвычайно малого веса мотоцикла — менее 100 кг. Благодаря широким шинам, малой массе и постоянному полному приводу ROKON способен самостоятельно справиться практически с любым бездорожьем.

Полный привод — не единственная техническая особенность ROKON. Например, его колесные диски выполнены в виде герметичных барабанов и способны нести в себе дополнительный запас воды или горючего. Мало того, благодаря «пустым» дискам и широченным шинам мотоцикл имеет положительную плавучесть и не может утонуть!

ROKON оснащен практически бесшумным четырехтактным двигателем мощностью 6,5 л.с., что вполне достаточно для его веса. У него автоматическое центробежное сцепление и трехступенчатая коробка передач. Ступени (они же режимы) коробки не переключаются на ходу. Водитель сразу выбирает нужный режим езды, после чего оперирует только газом и тормозом. Первая передача пониженная — для особо сложных внедорожных условий. Вторая — для неспешного маневрирования. Третий режим позволяет разогнаться до максимальной скорости — она составляет 50 км/ч.

ROKON — уникальное транспортное средство, способное проехать где угодно, а в крайнем случае его можно унести на себе. Недаром в 2001 году партию этих машин закупила армия Иордании.

В конце 90-х компания Yamaha возобновила эксперименты в области мотоциклетного полного привода во взаимодействии с Ohlins — мировым лидером в производстве амортизаторов, деталей подвески автомобилей и мотоциклов, а также гидравлического оборудования. Сотрудничество оказалось настолько плодотворным, что вскоре аппарат Yamaha WR450F, оснащенный системой полного привода 2-Trac, доказал свое преимущество на раллийном чемпионате.

Привод переднего колеса у мотоцикла Yamaha 2-Trac гидравлический. От коробки передач короткой цепью приводится гидравлическая помпа. По замкнутому контуру гидравлических шлангов циркулирует масло, подводя момент к гидромотору, расположенному непосредственно на оси переднего колеса. Система столь компактна, что оснащенный ею мотоцикл издалека легко принять за обычный заднеприводнoй.

Преимущества системы 2-Trac очевидны. Ее установка не требует серьезных вмешательств в конструкцию мотоцикла благодаря минимальным размерам и весу. Эндуро Yamaha WR450F — это лишь первый полноприводной образец. В настоящее время системой 2-Trac оснащаются и супермотарды, и даже спортбайк Yamaha R1 (в порядке эксперимента).

Главное достоинство 2-Trac — автоматическое распределение крутящего момента между передним и задним колесом без каких бы то ни было специальных устройств. Когда заднее колесо имеет надежное сцепление с дорогой, переднее колесо фактически катится свободно, как у обычного мотоцикла. При этом скорости вращения помпы и гидромотора равны и крутящий момент на переднее колесо не передается. Но стоит заднему колесу сорваться в пробуксовку, обороты помпы вырастают относительно оборотов гидромотора и до 15% крутящего момента передается переднему колесу по гидравлическому контуру — мотоцикл становится полноприводным.

Данная особенность позволяет пилоту чувствовать 2-Trac не хуже привычного заднеприводного мотоцикла. В то же время, стоит аппарату зарыться в песок или заскользить на снегу, он будто сам вытаскивает себя из плена. При первом знакомстве с 2-Trac у пилота возникает ощущение, что у мотоцикла убавилась мощность: его нельзя так же просто, как заднеприводной, сорвать в эффектный занос. Тем не менее, уже добравшись до финиша, гонщик обычно с удивлением обнаруживает, что показал более высокий результат.

На сегодняшний день 2-Trac следует признать самой эффективной системой полного привода на мотоцикле. Байки, оснащенные 2-Trac, уже можно свободно приобрести. Причем в данном случае речь идет не об утилитарном тракторе ROKON, а о скоростных спортивных машинах.

Несмотря на успех 2-Trac, энтузиасты не оставляют попыток разработать мотоцикл принципиально новой конструкции. Изобретатель Ян Драйсдэйл, основатель одноименной компании Drysdale, производящей эксклюзивные мотоциклы, для создания своего детища Dryvtech 2x2x2 отбросил здравый смысл и начал работу над байком с чистого листа.

Dryvtech имеет консольное крепление и гидравлический привод обоих колес. Помпы, приводимые в движение 250-кубовым двухтактным двигателем, и гидромоторы, расположенные на осях колес, не турбинные, а поршневые. Фактически трансмиссия для каждого колеса представляет собой два поршня, соединенных масляным столбом. Такой привод называется гидростатическим и обеспечивает минимальные потери момента. Двигатель вращает переднее колесо на 5% медленнее заднего, благодаря чему мотоцикл становится полноприводным при пятипроцентной пробуксовке заднего колеса. Это обеспечивает лучшую управляемость мотоцикла, а также предохраняет гидравлику от перегрузки.

Однако главная особенность Dryvtech заключается в том, что мотоцикл не просто полноприводной, но и полноуправляемый! Его рулевое управление реализовано с помощью гидравлики, причем при повороте руля, например, на 10 градусов переднее колесо поворачивается на 5 градусов в сторону поворота, а заднее — на 5 градусов в обратную сторону. Таким образом решается проблема ограниченных углов поворота колес мотоцикла, и поворот переднее и заднее колеса Dryvtech проходят практически по одной траектории. Мотоцикл отличается повышенной маневренностью и устойчивостью.

И хотя на сегодняшний день Dryvtech 2x2x2 воспринимается скорее как технологический курьез, нежели как конкурент 2-Trac, Драйсдэйл постоянно пытается улучшить свою модель. Впрочем, сносно ездить на полноуправляемом мотоцикле умеет пока что только сам изобретатель.