Полный привод, как все таки он должен работать

Системы полного привода (преимущества/недостатки/особенности управления)

Сразу хочу сказать следующее!
Я ни в коем случае не претендую на 100% правильность каждого своего слова. Я человек и могу в чем-то и ошибиться. Прошу за это не "бить", а просто вносить поправки в комментариях.
Я очень ценю конструктивную критику!
Также хочу заметить, что я этой статьей не хочу подчеркнуть свое пристрастие к тому или иному автомобилю и стараюсь в ней быть максимально объективным.

Время от времени я собираюсь дописывать в статью то, о чем забыл или не успел упомянуть сразу.

Итак!
Полный привод, или 4WD, или ПП (далее) бывает совершенно разным, я бы даже сказал, принципиально!
Прежде всего, это обусловлено тем, что он может применяться для принципиально разных целей. Например, езда по чистым, но скользким улицам города зимой, или выезды за город на дачу без съездов с дороги, или же поездки на рыбалку/охоту куда-нибудь в дебри по настоящим говнам!

Поэтому и тип ПП для каждого назначения свой.

Разные системы полного привода не только существенно отличаются по своей архитектуре, но и обладают различной надежностью, разным поведением на дороге и, естественно, разными ценниками)))

Думаю, дальше лучше просто рассмотреть более подробно основные системы ПП, а в конце сравнить их!

Для начала перечислим их:
1) Постоянный полный привод
2) Жестко подключаемый передок при постоянном (RWD)
3) Автоматически подключаемый полный привод (Part Time)
4) Сложные системы ПП (комбинированный)

ПОСТОЯННЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД

Этот тип ПП является самым что ни на есть "настоящим", т.к. он позволяет передвигаться в режиме (4WD) по любой поверхности (независимо от коэффициента сцепления). Это возможно благодаря наличию межосевого (или, иначе говоря, центрального) дифференциала.

Т.е. крутящий момент распределяется в соотношении 50:50 между осями. Часто коэффициент смещается на задок. Например, 40:60, или около того.
Это делается для того, чтобы несколько снизить эффект недостаточной поворачиваемости, присущий (FWD).

ЖЕСТКО ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ ПЕРЕДОК ПРИ ПОСТОЯННОМ ЗАДНЕМ ПРИВОДЕ

Эта схема применяется в основном на "настоящих" брутальных рамных внедорожниках.

Передок на них подключается либо механически в ручную, либо рычагом, либо муфтой с кнопки.

Надежность и стоимость таких систем полного привода зависит от типа подключения.

Явным недостатком таких систем ПП является тот факт, что этим самым полным приводом можно пользоваться только при передвижении по поверхности с низким коэффициентом сцепления.
Даже на мокром асфальте включать ПП нельзя!
А это накладывает существенные ограничения!

Поэтому зачастую такие системы применяются на утилитарных внедорожниках для "дела".

Примеры таких автомобилей: Nissan Patrol, Toyota LC80 (были и модификации и постоянным полным приводом), MMC Pajero Sport, УАЗ Patriot и т.д.

АВТОМАТИЧЕСКИ ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ ПЕРЕДОК/ЗАДОК (Part Time)

Эта схема в последние годы получила очень широкое распространение в силу своей невысокой стоимости, относительной простоты реализации и малых габаритов. Поэтому многие автомобили сейчас предлагаются как в моно приводном так и в полно приводном вариантах!

Прежде всего такие системы ПП применяются на т.н. "паркетниках" и "кроссоверах".

Схема проста: в нормальных условиях автомобиль остается моно приводным, но по сигналу муфта жестко подключает вторую ось!
Однако важно понимать, что муфты эти бывают принципиально разными!

Чаще всего такие автомобили переднеприводные, а задок подключается по необходимости.
Сигналом для подключения задка может быть либо пробуксовка ведущих колес, либо нажатие соответствующей кнопки принудительной блокировки муфты (последняя возможность есть, к сожалению, не у всех)…
Примерами таких авто являются Nissan Quashkai, Toyota Rav4, Hyundai Tucson

Бывают также автомобили с нормально заднем приводом!
Они гораздо реже встречаются, но, надо заметить, имеют достаточно серьезные возможности!
Примерами таких авто являются проходимец Nissan Pathfinder последнего поколения и гоночные легенды Nissan Skyline GT-R последних четырех поколений!

На них не только применена схема с постоянным задним приводом, но также используется вместо обычной электронной муфты система многодискового сцепления, которая занимается распределением крутящего момента. Такие системы не только более продвинутые и надежные, но также позволяют гораздо более грамотно реализовывать крутящий момент!
Разумеется, такие системы полного привода дороже систем, применяемых в обычных кроссоверах…

Важно заметить, что подобные многодисковые муфты имеют также такие авто, как Subaru (кроме автомобилей с МКПП — на них стоят центральные дифференциалы) и MMC Lancer EVO последних поколений.

На автомобилях Subaru с АКПП и модификациях STi применяется многодисковая муфта, которая даже в нормальном режиме передает часть момента на задок, делая их практически постоянно полноприводными!
Это дает им значительное преимущество над конкурентами!

В последнее время электронно управляемые многодисковые муфты начали устанавливать на некоторые дорогие паркетники, например, на Lexus RX350.

СЛОЖНЫЕ (КОМБИНИРОВАННЫЕ) СИСТЕМЫ ПОЛНОГО ПРИВОДА

Такие схемы по сути своей являются комбинацией уже рассмотренных.
Например, на автомобилях MMC Pajero начиная с третьего поколения применяется система полного привода Super Select, позволяющая двигаться как в режиме постоянного полного привода (с центральным дифференциалом), так и в режиме заднего привода (например, при полной отсутствии необходимости в полном).

Тот же Nissan Pathfinder Позволяет передвигаться в режиме заднего привода, если это необходимо, например, по трассе летом!

Очевидно, что такие схемы достаточно удобны в повседневной жизни, особенно, если автомобиль используется круглый год и при различных метеоусловиях.
Но, естественно, такие системы дороже классической и уж тем более — системы с жестко подключаемым передком.

В силу бОльшего числа узлов и агрегатом, а также управляющей электроники такие системы нельзя назвать более надежными, нежели более простые.

Как и обещал, вернусь к БЛОКИРОВКАМ и понижающим передачам!

При использовании некоторых систем полного привода или даже моно привода бывают ситуации, когда одно из ведущих колес находится на поверхности с очень маленьким коэффициентом сцепления. Так вот, строго говоря, если такое происходит, то теоретически с места можно вообще без посторонней помощи не сдвинуться!

На моно приводе такое случается гораздо чаще. На некоторых системах полного привода для достижения такой ситуации придется вывесить не одно, а два колеса…

Но факт остается фактом!

Если у Вас, например, автомобиль с тремя открытыми дифференциалами стоит на бугристой поверхности, а одно из его колес находится на гладком льду, то можно спокойно никуда не уехать!
Как бы это ни было абсурдно на первый взгляд!

Конечно, можно сослаться на то, что всегда есть трение в редукторах и момент инерции колеса, его полуоси и шрусов, стоящего на льду далеко не равен нулю!
Так что в такой тривиальной ситуации Вы скорее всего выберетесь!
Но если речь будет идти о скользкой грязи на размытой дороге, то тут дело может обстоять куда серьезнее!

Короче, для таких ситуации в дифференциалах устанавливают блокировки! Т.е. при заблокированном дифференциале связь между полуосями становится жесткой и такой дифференциал начинает раздавать момент в четко фиксированной пропорции.

Блокировки и сами дифференциалы бывают очень разными.
Блокироваться они могут в зависимости от разности скоростей, моментов, автоматически, в ручную, полностью, частично и т.д.
Я оставляю за собой слово о том, что обязательно напишу об этом отдельную статью! Но это будет чуть позже…

Понижающий ряд в раздаточной коробке передач применяется для того, чтобы чисто механически повысить крутящий момент, передающийся на ведущий колеса от мотора по средствам того, что скорость их вращения будет ниже.
Реализуется это по сути также, как и в коробке передач.

Можно, конечно, остановиться и поподробнее рассмотреть этот узел, но думаю, что всем вполне достаточно будет просто понимать то, что этот агрегат является довольно-таки востребованным для машин, эксплуатируемых в тяжелом бездорожье!
Передаточное отношение обычно составляет около 2.0!
Т.е. если мотор при определенных оборотах выдает, скажем, 200Нм, то после раздатки момент будет уже порядка 400Нм!
Сами понимаете, что в ряде ситуаций это дает колоссальное преимущество!

Кроме того, понижение скорости вращения колес при полностью отпущенном сцеплении позволяет его сберечь, лишний раз убрав необходимость ехать на полувыжатом.

Теперь несколько слов об ОСОБЕННОСТЯХ УПРАВЛЕНИЯ автомобилей с разным типом ПП

Про классическую схему (постоянный задок и подключаемый жестко передок) все ясно:
— чисто заднеприводная управляемость в обычном режиме
— жеская связь между мостами при подключении передка способствует недостаточной поворачиваемости, зато очень хорошей проходимости.
Все просто и логично!

При постоянном ПП с центральным дифференциалом управляемость остается нейтральной. Однако при езде по скользкому покрытию иногда все-таки тоже проявляется недостаточная поворачиваемость. Правда, если акцент смещен на задок, то это явление практически не проявляется.
Поэтому постоянный ПП является замечательным вариантом для автомобиля любой массы и на любое время года!

При системе Part-Time все может быть очень по-разному.
Если речь идет об автомобиле с автоматически подключаемым задком, то управляемость будет чисто переднеприводная.
Но если подключается передок, да еще и через многодисковое сцепление, то это уже гораздо ближе к постоянному полному приводу!

7 фактов о полном приводе, которые пора усвоить

Уходящей зимой Москву завалили рекордные снегопады. Коммунальные службы не могли быстро справиться с последствиями ненастья: дороги подолгу не расчищались, во дворах скопились кучи снега, парковочные места стали малодоступными. Город не встал, но в эти дни намного увереннее себя чувствовали владельцы полноприводных автомобилей.

В момент, когда Москва боролась с последствиями снегопадов века, корреспондент Autonews.ru отправился в заполярную Лапландию, где увидел примерно те же зимние проблемы. А заодно узнал много нового о возможностях полноприводных автомобилей не только в привычных городских условиях, но и на подготовленном ледяном треке.

На рынке появляется все больше доступных машин, оснащенных приводом на все колеса. С развитием сегмента недорогих компакт-кроссоверов стало возможным купить полноприводный автомобиль дешевле 1 млн рублей. Типичный пример — Renault Duster 4×4, который доступен за 780 тыс. рублей. Символически дешевле миллиона продается полноприводная Hyundai Creta. Цена на полноприводные автомобили небюджетного сегмента немного выше. Например, Skoda Yeti стоит уже 1,4 млн рублей.

Доплата за полный привод на легковых автомобилях массового сегмента тоже сравнительно невелика. Например, разница в цене между передне- и полноприводным универсалом Skoda Octavia 1.8 TSI составляет 48 тыс. руб. — 2,5% общей стоимости автомобиля.

Читайте также  Адаптация дроссельной заслонки

Производители легковушек массовых брендов игнорируют идею полноприводных модификаций, поскольку это влечет дополнительные затраты на разработку на фоне сравнительно небольшого спроса. Последним доступным автомобилем такого сегмента был седан Suzuki SX4, а сейчас в сегменте легковых моделей сегментов B и C осталась единственная модель гольф-сегмента с полным приводом — Skoda Octavia. Среди седанов и универсалов более высокого сегмента полный привод есть только у Skoda Superb. Все остальные легковые полноприводники относятся уже к премиальному сегменту.

Все современные полноприводники оснащаются электронно-управляемыми муфтами, которые самостоятельно распределяют момент между осями и делают это эффективно и быстро. Тяга постоянно перераспределяется даже на твердом покрытии в зависимости от режима езды. Например, при старте часть момент заранее уходит на задние колеса. Перераспределяется тяга и в поворотах, чтобы обеспечить оптимальное сцепление. А при спокойной езде по прямой задняя ось, как правило, отключается для экономии топлива.

Тест-драйвы 20 февраля 2018 Царапины на льду. Тест-драйв полноприводных Jaguar
Тест-драйвы 12 марта 2018 Начальная школа: провожаем зиму на кроссоверах Renault

Если в автомобиле есть селектор режимов работы, то алгоритм трансмиссионной электроники учитывает и его. Например, в экономичном режиме электроника делает машину переднеприводной в большинстве ситуаций, а в спортивном, напротив, может отдавать больше тяги задней оси, чтобы наделить автомобиль азартной избыточной поворачиваемостью. Наконец, при включении специальных внедорожных режимов электроника учитывает особенности движения по бездорожью, позволяя машине немного побуксовать, либо, напротив, сильно ограничивая тягу.

Кроме того, электронике муфты помогает и система курсовой устойчивости, которая способна подтормаживать буксующие колеса, имитируя «блокировку» дифференциала, и незаметно вмешиваться при прохождении поворотов, чтобы создать нужный вращающий момент. Вмешательства электроники водитель в большинстве случаев не замечает, а отключение помощников чаще всего приводит к дестабилизации машины в сложных дорожных условиях.

Уверенность, с которой полноприводные автомобили ускоряются на скользком покрытии, проходят повороты и выбираются из снежных завалов, рождает у водителей чувство вседозволенности и превосходства над окружающими. Однако полноприводная машина точно так же стоит на четырех колесах и имеет тот же коэффициент сцепления с дорожным полотном.

Остановить ее на скользком покрытии так же трудно, как и моноприводную, а беспроблемный разгон чреват ездой на скоростях, не соответствующих дорожным условиям. Поверив в силу полного привода, нетрудно потерять контроль над машиной и вылететь с дороги. По тем же причинам нельзя пренебрегать своевременной заменой резины по сезону и в зависимости от износа.

Разговоры о непредсказуемости полного привода давно не актуальны. Водитель, привыкший к повадкам переднеприводного автомобиля, легко освоится с полноприводным. Основные принципы езды на скользком покрытии те же. При избыточных углах поворота руля и большой скорости входа в поворот машина выскользнет наружу виража. Полный привод так же легко уходит в занос при сбросе «газа» в повороте и стабилизируется под тягой.

При избытке тяги полноприводные машины позволяют исполнять эффектные боковые скольжения в заднеприводном стиле, но с большей скоростью. Они легче контролируются акселератором, оставаясь вполне предсказуемыми, но требуют хорошего понимания механики работы автомобиля в скольжении.

Большая часть недорогих кроссоверов в России продается в переднеприводных версиях — считается, что в городских условиях полный привод не столь востребован, а для преодоления легкого городского бездорожья достаточно большого клиренса.

В условиях мегаполиса, который хорошо чистят от снега, это действительно так, но при резкой смене погоды, когда улицы засыпает снегом, а парковки превращаются в полосу препятствий, высокая посадка кроссовера играет злую шутку. Дело в том, что полагаясь на клиренс, владелец часто заезжает туда, откуда выбраться сам на моноприводе уже не может. Та же история с загородными дорогами и ледяными колеями — моноприводный кроссовер заедет дальше легковой машины, но застрянет серьезнее.

Большую мощность сложно реализовать с приводом на одну ось — колеса, особенно на влажном покрытии, будут постоянно срываться в пробуксовку. Избыточная мощность на одной оси делает резкие ускорения дерганными и нестабильными, провоцируя электронику одергивать автомобиль и сбрасывать тягу.

Именно поэтому большая часть моделей премиального сегмента с моторами мощностью от 200 л.с. по умолчанию оснащается полным приводом, с которым автомобиль становится более стабильным и послушным при агрессивной езде.

Жестко подключаемый полный привод встречается все реже и остается прерогативой серьезных внедорожников рамной конструкции и архаичных китайских автомобилей. Для легковых машин и кроссоверов такая конструкция неприменима, поскольку является сложной, массивной и неудобной в использовании.

Немногие оставшиеся на рынке внедорожники классической конструкции могут ездить в режиме постоянного полного привода. А на машинах, где передняя ось подключается только жестко, например, на многих пикапах, очень неудобно ездить по скользкой дороге, когда ведущая задняя ось постоянно норовит уйти в занос.

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

В чем преимущества и недостатки полноприводного автомобиля

Полный привод уже давно используется в классе внедорожников, но последние 5 лет им активно начали оснащать легковые автомобили. Это делается для того, чтобы улучшить сцепление с дорогой, управление машиной, позволить ей быстро и без проблем проходить участки с плохим покрытием или без него.

Большинство полноприводных седанов, представленных сегодня, изначально выпускались с приводом на два колеса. Затем их оснастили полным приводом для увеличения тяги и управляемости. Яркий пример – Audi Quattro. Это модель с передним приводом, на которую впоследствии установили систему полного привода. Все больше производителей следуют этой тенденции в ответ на покупательский спрос.

Два колеса или четыре?

В большинстве полноприводных автомобилей, если одно колесо вращается быстрее, сцепление теряется, потому что дифференциал позволяет мощности двигателя находить легкий выход через колесо, которое буксует. Если можно управлять всеми четырьмя колесами автомобиля и блокировать дифференциалы, автомобиль продолжит движение, даже если только одно из его колес имеет хорошее сцепление с дорогой. Это значит, что полноприводная машина сможет преодолевать обледенелые или грязные участки дороги.

Распределение крутящего момента

Все колеса автомобиля крутятся с одинаковой скоростью, но крутящий момент распределяется неравномерно между передней и задней подвеской. У Ford Sierra 4×4, который изначально производился с задним приводом, соотношение составляет 27 на 63. Это значит, что 27% передается на передние колеса, а 63% – на задние. Такое распределение повышает управляемость автомобиля и ходовые характеристики.

В Audi Quattro , который изначально комплектовался передним приводом, крутящий момент распределяется между передними и задними колесами по схеме 50 на 50. Причина использования такой схемы – тяжелая передняя часть автомобиля.

Как устроено распределение крутящего момента

Например, на заднеприводных Sierra и Granada Scorpio мощность отбирается со стороны коробки передач широкой передаточной цепью после прохождения через эпициклический межосевой дифференциал и вязкую муфту. Тут короткий опорный вал проходит вперед к переднему дифференциалу, который установлен на правой стороне поддона. Единственный способ подать мощность на левое переднее колесо – пропустить ведущий вал через сам поддон внутри герметичной трубки.

Эпициклический дифференциал неравномерно распределяет крутящий момент между передней и задней осями. Он подает две трети мощности назад и треть – вперед, но при этом продолжает вращать каждую ось с одинаковой скоростью.

Система Subaru может подавать мощность на задние колеса, чтобы выйти из сложных ситуаций. При этом межосевой дифференциал отсутствует. Поэтому полный привод нельзя использовать постоянно. Вместо межосевого дифференциала за трансмиссией размещается раздаточная коробка, которая оснащена сцепляющим устройством – оно не допускает проскальзывания.

Для подключения задних колес в автомобиле с передним приводом используется специальный фланец. Он располагается в задней части КПП, соединяется с опорным валом, идущим к заднему дифференциалу. Это классическая схема для машин с передним приводом.

Постоянный 4WD

Существуют 2 схемы полного привода. Первая – он включается, когда необходимо пройти участок дороги с плохим покрытием или без него. Второй вариант – постоянное использование четырех колес. Тут мощность подается через коробку передач на межосевой дифференциал. Он обычно устанавливается за трансмиссией и распределяет крутящий момент между передними и задними колесами.

Такая схема дает возможность им вращаться на разных скоростях, что упрощает маневрирование (особенно на низкой скорости), улучшает проходимость в условиях бездорожья. Без подобной схемы повышается нагрузка на трансмиссию, когда одно из колес начинает пробуксовывать.

От межосевого дифференциала мощность передается на передние и задние оси, полуоси через опорный и приводные валы. Тут компоновка зависит от того, был ли автомобиль изначально с передним или задним приводом.

Для правильной работы схемы 4 на 4 требуются 2 дополнительных дифференциала. Они располагаются между передними и задними колесами и при необходимости обеспечивают вращение только одного из них. Это делает маневрирование, например вхождение в повороты, более комфортным.

История адаптации 4WD для седанов

Полный привод для легковых автомобилей появился в 1966 году, когда Дженсен выпустил модель под обозначением FF на базе кузова Interceptor. Компания Ferguson Formula представила полный привод с антиблокировочной системой тормозов. Но эта концепция в то время не привлекла внимание.

Эффективность полного привода на седанах подтвердил автомобиль Audi Quattro. Эта модель стала успешной раллийной разработкой. Тогда концепция постоянного или подключаемого 4WD стала внедряться в массовое производство. Систему начали использовать Ford, Alfa Romeo, Toyota и Fiat, а затем и другие марки.

Какие бывают блокировки дифференциала

В полноприводных системах дифференциал (особенно центральный) должен блокироваться. Это необходимо для сохранения сцепления с дорогой при прохождении обледенелых, скользких участков.

Некоторые системы используют блокировку дифференциала с автономным питанием. Ford Sierra 4×4 комплектуется межосевым дифференциалом, который содержит вязкую жидкость. Она предотвращает вращение колес с разной скоростью и сохраняет оптимальное распределение мощности.

Audi Quattro использует центральный дифференциал Torsen. Он основан на червячных передачах – они ограничивают расхождение скоростей между осями и колесами. Но на большинство автомобилей устанавливается ручная блокировка. При подключении она распределяет усилия между передней и задней парой колес.

Дифференциал Torsen состоит из двух комплектов скользящих червячных передач – по одному на каждый приводной вал. Они соединены цилиндрическими зубчатыми колесами. Когда один приводной вал перекрывает другой, «черви» вращаются и передают крутящий момент на другой приводной вал.

Межосевой дифференциал Torsen автоматически блокируется для максимального сцепления при сильном скольжении. При этом используется антиблокировочная тормозная система. Кроме того, задний дифференциал может быть заблокирован вручную, чтобы облегчить начало движения, если автомобиль стоит на скользком участке.

Читайте также  Что взять? Рессоры или Пневмо

Некоторые полноприводные модели комплектуются блокировкой заднего дифференциала. Тут включение центрального и заднего блокиратора заставляет колеса вращаться, даже когда одно из них потеряло сцепление с дорожным полотном.

Не постоянный полный привод

У ряда моделей 4 колеса подключаются только для прохождения проблемных участков дороги или льда, снега, грязи. У этих автомобилей нет межосевого дифференциала, есть только раздаточная коробка или сцепление для передачи крутящего момента на другую пару колес. Такая схема увеличивает эксплуатационный потенциал дифференциала.

Преимущества 4WD

Безусловно, полный привод, подключаемый или постоянный, не превращает машину в гусеничный трактор или танк, но значительно облегчает жизнь водителю. Система улучшает управляемость, делает машину устойчивой во время маневрирования, снижает риск возникновения аварийных ситуаций.

Кроме того, полный привод дает больше тяги. Специалисты Audi подсчитали, что система Quattro увеличивает этот показатель в 1,5 раза на мокрой дороге и в 2 раза – на льду. Сравнение проводилось с автомобилями без полного привода. При хорошем сцеплении 4WD эффективно использует мощность. Это облегчает выполнение маневра без потери устойчивости и мощности.

Недостатки полного привода

Главный минус всех систем – сложность устройства. На автомобиль приходится устанавливать тяжелое оборудование. Оно увеличивает нагрузку на трансмиссию, расход топлива, при этом замедляется и становится более равномерным износ покрышек. Это доказали сравнения машин с передним или задним приводом.

Еще один недостаток – увеличение тормозного пути на скользкой поверхности. Полный привод сохраняет управляемость, но не позволяет быстро остановить автомобиль. По этой причине его следует использовать в сочетании с антиблокировочной тормозной системой .

Активно устанавливать полный привод на седаны начали, когда стало понятно, что рулевое управление накладывает ограничение на мощность, которая может передаваться через передние колеса. С этой точки зрения полный привод, пожалуй, – не более чем модная тенденция для элитных автомобилей. Ведь совершенно понятно, что в городских условиях мощность автомобиля используется не на все 100%, а для постоянных путешествий по бездорожью они не предназначены.

Ближайшие несколько лет покажут, насколько жизнеспособна данная концепция. Вполне возможно, производители вернутся к классической схеме оснащения автомобилей передним или задним приводом.

Альтернативные разработки

Mercedes-Benz разрабатывает очень сложную электронную систему с микропроцессорным управлением под названием 4-Matic . Она будет подключать задние колеса только при необходимости. Для этого система использует датчики колес, аналогичные тем, которые применяются для антиблокировочного торможения. Они должны определять, когда на одно колесо ложится большая нагрузка, чтобы передавать информацию для блокировки дифференциала. А если потеря тяги все еще сохраняется, 4-Matic может уменьшить ее, сокращая передачу крутящего момента на проскальзывающие колеса.

Подобная система устанавливается на VW Golf. Она называется Synchro. В обычных условиях автомобиль использует передний привод. Но если одно из колес начинает буксовать или значительно возрастает нагрузка, то муфта на конце карданного вала блокируется для передачи привода на задние колеса.

Автоматическая альтернатива блокирующему дифференциалу – вязкая муфта. Она состоит из барабана, где в жидкости располагаются диски. Одна их часть соединена с передним, а вторая – с задним валом. Тут вязкая субстанция уравновешивает скорость вращения колес.

Автоматически подключаемый полный привод. Как он работает и чем плох

На случай штурма снежного заноса хорошо иметь машину с колёсной формулой 4х4, а в остальное время – экономичный монопривод. И при трогании с места на мокром асфальте полезно быть во всеоружии, но уже через мгновение, когда скорость набрана, лишняя ведущая ось – только перерасход топлива. Это стопроцентный формат кроссовера, и для того чтобы стали возможны быстрые или кратковременные включения второй пары ведущих колёс, появились разнообразные многодисковые муфты их подключения.

ЭКОНОМИЯ МЕТАЛЛА И ТОПЛИВА

Недорогая и компактная многодисковая муфта, не вызывающая дополнительных вибраций и крайне отзывчивая, вытеснила сегодня на большинстве полноприводных машин все другие виды трансмиссии, сведя формулу нынешней постройки массового кроссовера к единому принципу: поперечно расположенный мотор постоянно приводит передние колёса, а задние подключаются муфтой по потребности. Полный привод реализованный подобным образом, намного проще настоящих внедорожных конструкций. Раздаточной коробки нет, возле переднего дифференциала остаются лишь дополнительная пара шестерён отбора мощности да выходной вал. Ещё один плюс, благодаря малому весу и размерам стало возможным разгрузить от тяжести муфты и без того тяжёлую переднюю часть машины — многодисковая муфта поселилась прямо на заднем редукторе.

Но муфта муфте рознь. При одинаковом принципе подключения второго моста, конструкции могут иметь значительные различия. Изначально решено было каким-то образом заставить срабатывать муфту от проскальзывания передней половинки, связанной с мотором и передними колёсами, относительно задней, соединенной с задними колесами. Забуксовал перед, пошла разница оборотов половинок, муфта заблокировалась — подключился зад. Логично?

Самые первые муфты применял Volkswagen Golf в своей трансмиссии Syncro. Пакет фрикционов в них не сжимался, а был залит силиконовой жидкостью, которая густела при больших нагрузках и сама передавала вращение. Управлять такой виско-муфтой было невозможно, характеристики её работы оставляли желать лучшего и 100% крутящего момента на задние колёса она передать не могла. К тому же при буксовании в грязи силикон вскипал, муфта быстро перегревалась и сгорала.

Другая конструкция попала на ранние Ford Escape. Там диски муфты уже сжимались, но происходило это чисто механически, при помощи шариков и клиновидных прорезей, в момент проворачивания передней части относительно задней. Муфта работала чётче, но резче, вызывая неожиданные удары в самой ответственной фазе скользкого поворота. Представьте себе, что в вираже ваш автомобиль внезапно из переднеприводного превратится в «классику», а под сброс газа муфта также внезапно отключится. Последствия могут быть фатальными.

Эта проблема довольно долго преследовала производителей муфт. Чтобы адекватнее регулировать поток мощности к задним колёсам, а заодно и оберегать диски муфты от перегрева, предприняли попытку использовать гидравлику.

ПРИШЕСТВИЕ HALDEX

Последней версией неуправляемой муфты стала первая генерация Haldex 1998 года. Здесь диски сжимал гидроцилиндр, давление масла для которого вырабатывал насос. Насос смонтировали на одной половинке муфты, а привод на него шёл от другой. То есть теперь при разнице оборотов передних и задних колёс нарастало давление сжатия и муфта блокировалась. Haldex работал мягко и оказался довольно успешным.

Выигрышей получили сразу два: масло, теперь циркулирующее и через гидронасос, лучше охлаждалось, а гидропривод чётче, а главное быстрее, срабатывал. Но всё же оставалась неиспользуемой часть функционала привода – упреждение подключения заднего моста в самом начале развития опасной ситуации, частичное блокирование муфты для прохождения поворотов. С этим могла и должна была справиться электроника.

Так в 2004 году появилось второе поколение Haldex всё с теми же дисками и насосом, но с электронным клапаном, а в мозги системы стабилизации машины внедрили отдел, заведующий полным приводом. Система стала управляемой, и передаваемый назад крутящий момент перестал напрямую зависеть от разницы скоростей передних и задних колёс.

/>Две составляющие быстродействия системы – электронный мозг и сверхбыстрый электроклапан, время открытия которого составляет менее 0,1 секунды

ПРЕДУПРЕЖДЁН – ЗНАЧИТ ВООРУЖЁН

Всё бы хорошо, но оставались ситуации, в которых хорошо было бы получить полный привод ещё до пробуксовки передних колёс. Иными словами, насос, работающий от разницы оборотов половинок муфты, больше не устраивал инженеров-трансмиссионщиков. Ведь его спасительное давление в некоторых режимах движения просто отсутствовало.

Решение оказалось простым и в общих чертах применяется до сего дня в большинстве реализованных посредством муфты приводов. Очередное, четвёртое поколение Haldex, получило прикреплённый снаружи электронасос и уже знакомые нам клапаны регулировки перед гидроцилиндрами. Теперь в любое время муфта могла быть полностью или частично замкнута лишь по сигналу электроники.

Такой принцип дал массу положительных эффектов. Появились режимы старта с места, при которых муфта на короткий период разгона полностью блокируется. Добавились режимы существенной блокировки в поворотах, когда хорошее сцепление на сухом асфальте позволяет на всю катушку использовать полный привод. Как ни удивительно, возросли и вездеходные качества. Ведь теперь стало возможно простым нажатием кнопки переключать алгоритм работы муфты с «асфальтового» на «внедорожный» или доверить это дело автоматике.

Узнаёте три основных режима работы трансмиссии вашего кроссовера? Безусловно, у вас именно такая муфта в приводе задних колёс.

/>Весь набор элементов муфты Haldex собран в плотный блок и по габаритам лишь немного больше стандартного дифференциала

ДАЛЬШЕ – БОЛЬШЕ

Электронное управление муфты стало удобнее совместить и с системой стабилизации, и с программой собственной безопасности фрикционов. Небольшой термодатчик внутри муфты отныне следил за рабочей температурой и отключал привод, если перегрев фрикционов был близок. Конечно, ставший минут на десять недоприводным автомобиль может вывести из равновесия, но это несравнимо лучше дыма из-под днища и поломки трансмиссии.

Кроме того, чем больше кроссоверов с электронно-управляемыми муфтами оказывалось в руках владельцев, тем шире и точнее становились программы систем полного привода. Сегодня лучшие из них уже не боятся перегрева не только в рыхлом снегу, но и при откровенном грязевом буксовании. А ещё и химики с материаловедами не сидели сложа руки. Новые материалы дисков и накладок позволили вдвое поднять температуру аварийного отключения, а также повысить передаваемый фрикционами момент до величин заведомо больших, чем может выдать мотор.

Современные материалы фрикционов, высококачественные масла и продвинутые программы управления замыканием дисков дают возможность даже держать муфту частично подключённой, не боясь её перегрева. Автомобиль при этом получает распределение крутящего момента по осям в пропорции 10:90, а то и 40:60, что для брендов тяготеющих к заднеприводной компоновке, позволяет сочетать классические повадки на дороге с лёгкой полноприводностью (порой почти незаметной). И даже непрерывно варьировать степень подключения, улучшая управляемость машины и помогая системе стабилизации делать свое дело.

Учитывая гибкость алгоритмов работы и высокую степень доведённости конструкции многодисковых муфт, на сегодняшний день это самый массовый вариант организации полного привода и вряд ли в обозримом будущем нас здесь ждёт что-то принципиально новое.

Все, что надо знать о полном приводе. «Честный» и не очень

Настоящая снежная зима дает повод задуматься о полном приводе, тем более что AWD-версии автомобилей теперь куда более распространены и доступны, чем раньше. Но что следует учитывать при выборе полноприводного автомобиля, от чего зависит его проходимость и управляемость, какова, наконец, цена вопроса? Будем разбираться!

Читайте также  Особенности нанесения антигравия

Название одно – технологии разные

Само по себе словосочетание «полный привод» или «все ведущие» говорит лишь о том, что тяга подается на все колеса. Но способы могут быть разными, даже если говорим про автомобили одного производителя. Как правило, под одним фирменным обозначением скрываются принципиально разные технологии. Скажем, Quattro у Audi – это и постоянный полный привод с межосевым дифференциалом Torsen на больших моделях, и автоматически подключаемый через многодисковую муфту на компактных.

Более того, некоторые модели могут предложить сразу несколько вариантов полноприводных трансмиссий. Так, реализация полного привода на Subaru всегда зависела от версии двигателя и коробки: атмосферные версии с МКПП оснащались постоянным полным приводом, с АКПП – подключаемым, а «заряженные» турбо имели свои оригинальные решения в AWD-трансмиссии.

Классический Mercedes Gelandewagen может иметь как постоянный, так и подключаемый полный привод в зависимости от серии. Ну а Jeep Grand Cherokee традиционно предлагает выбор из нескольких вариантов трансмиссии. Все это – следствие развития технологий и разных требований к технике в зависимости от ее позиционирования.

Рекомендуем прочитать:

Разумеется, у каждого типа полного привода – свои преимущества и недостатки. Собственно поэтому существует такое разнообразие и дальнейшее развитие конструкций. Также заметим, что в рамках одной схемы могут применяться разные технические решения (это касается конструкции дифференциалов, блокировок, многодисковых муфт, вспомогательной электроники). В итоге автомобили с одним типом привода могут ехать совершенно по-разному.

Завидное постоянство

Самым «честным» считается постоянный полный привод: тяга подается на обе оси всегда, ну а то, как она распределяется, зависит от конструкции межосевого дифференциала и возможности его блокировки. Старые модели Audi с продольным расположением двигателя, Subaru с атмосферным двигателем и механической коробкой передач, некоторые модели Mitsubishi (Lancer, Galant, RVR, 3000GT и первое поколение кроссовера Outlander) имеют симметричный дифференциал с распределением 50:50 и автоматической блокировкой (механической или с помощью вискомуфты).

Но последнее время легковые модели, особенно «заряженные» (свежие модели Audi, Subaru WRX STI), оснащают несимметричным дифференциалом с распределением тяги в пользу задней оси – это делает ездовой характер автомобиля более «острым» и предсказуемым. Дело в том, что при распределении 50:50 реакции на управляющие действия слишком противоречивые: автомобиль ведет себя то как передне-, то как заднеприводный. Отдавая приоритет задней оси, конструкторы снижают вероятность недостаточной поворачиваемости и задают повадки автомобиля классической компоновки (избыточная поворачиваемость при этом контролируется ESP).

Впрочем, современные легковые модели и кроссоверы все чаще оснащаются автоматически подключаемым полным приводом с многодисковой муфтой. Чем не угодила классическая конструкция с межосевым дифференциалом? Она достаточно дорогая, ее сложно применять при поперечном расположении двигателя, к тому же она провоцирует повышенный расход топлива. А посему такой тип доступен лишь на достаточно крупных и дорогих автомобилях.

Что удивительно, постоянный полный привод на внедорожниках применяется сравнительно нечасто. Конечно, им могут похвастать «Нивы», практически все модели Land Rover, Mercedes Gelandewagen W463 и, конечно, ML всех поколений. И все же…

Водитель сам подключит

И все же большинство классических внедорожников имеет подключаемый полный привод. Взять тот же Gelandewagen, но более ранней серии W460 и «утилитарной» W461. Или рамные модели Mitsubishi с EasySelect. Или практически любой УАЗ. Или даже крохотный Suzuki Jimny. Все эти автомобили оснащены трансмиссией Part Time: постоянный привод на задние колеса и жестко подключаемый передний мост. Это типичная схема для серьезных «проходимцев», потому что такая конструкция не обременена «лишними» деталями и весьма вынослива на бездорожье.

Однако из-за отсутствия межосевого дифференциала управляемость автомобиля в режиме 4WD достаточно специфична, а чтобы не «порвать» трансмиссию и шины, использовать режим полного привода можно только на покрытиях со слабонесущим грунтом или минимальным сцеплением. На всех же остальных (то есть практически всегда на дорогах общего пользования) доступен только задний привод. Выходит, большую часть времени грозные внедорожники имеют лишь привод на задние колеса.

Что же, некоторые производители усложняют трансмиссию, добавляя межосевой дифференциал. То есть имеется режим 2WD и 4WD, но его также можно использовать на любом типе покрытий. Ну а для наиболее сложных условий предусмотрена автоматическая или принудительная блокировка межосевого дифференциала. Такие режимы имеет, например, знаменитая система Super Select на внедорожниках и пикапах Mitsubishi.

Всем заведует муфта

Ну а современные легковые автомобили и кроссоверы оснащаются автоматически подключаемым полным приводом. И если в конце ХХ века производители использовали простенькие вискомуфты (Volkswagen Golf II Syncro, Suzuki Swift/Subaru Justy), автоматически подключающие заднюю ось при пробуксовке передних колес, то затем стали массово применять более сложные и дорогие, но срабатывающие куда быстрее и точнее электронно-управляемые многодисковые муфты.

Пожалуй, наиболее известна муфта Haldex, которая активно используется на автомобилях разных марок (Volkswagen, Ford, Volvo и т.д.). А в современных BMW (начиная с кроссовера Х3 первого поколения образца 2003 года) используется фирменная система xDrive: муфта подключает переднюю ось, ведь постоянный привод осуществляется на задние колеса.

Автоматически подключаемый полный привод с многодисковой муфтой привлекает производителей сразу по нескольким причинам. Такая система достаточно проста и компактна, ее легко внедрить на компактном автомобиле с двигателем, расположенным поперечно . Она сочетает преимущества подключаемого и постоянного полного привода. Муфта срабатывает по команде электроники, а значит, ее работой можно управлять, что позволяет ее использовать максимально эффективно, да еще и работать в комплексе с электронными средствами активной безопасности. И обычному водителю хорошо настроенная система позволит ехать быстрее и безопаснее, чем на чисто механическом «олдскульном» постоянном полном приводе.

Да, есть и недостатки, в основном по части выносливости и запаса прочности, отчасти – с точки зрения эффективности. Но ведь если говорим про легковые модели и кроссоверы, которые по определению не предназначены для экстремальной эксплуатации на бездорожье, возможностей муфты для них, как правило, достаточно.

Без блокировок никуда

«Все ведущие» звучит красиво. Но это выражение верно ровно до тех пор, пока одно или несколько колес не окажутся разгруженными или не попадут на гораздо более скользкое покрытие, чем то, с которым контактируют остальные. Вот тут-то и выясняется, что крутящего момента на колесах нет вообще!

Конечно, во всем виноваты дифференциалы, которые допускают вращение приводных валов с разными скоростями. В итоге в совершенно безобидной ситуации остановится даже брутальный внедорожник, лишенный блокировок. Для легковых моделей проходимость не так принципиальна, полный привод у них – для скорости и стабильности на скользких покрытиях. Но и здесь свободные дифференциалы могут сыграть злую шутку: без блокировок или их электронных аналогов заставить машину ехать по дуге под тягой так, как надо, не так-то просто. И опять же любой заезд в сугроб или попытка «взять» обледеневшую горку может обернуться фиаско.

В общем, без блокировок никуда. Как минимум должна быть центральная – она позволит гарантированно передавать тягу на обе оси. На классических внедорожниках с Part Time передняя ось и так подключается жестко, а межосевой дифференциал имеет автоматическую или принудительную механическую блокировку.

На легковых моделях с постоянным полным приводом обычно используют самоблокирующийся межосевой дифференциал. Например, знаменитый Torsen на Audi (хотя на самых ранних моделях применялась механическая принудительная блокировка). На японских моделях помимо самого дифференциала дополнительно применялась вискомуфта – именно в качестве блокировки.

Ну а на «заряженных» версиях (Subaru WRX STI, Mitsubishi Evo) степень блокировки «центра» при помощи электронно-управляемой муфты можно регулировать в автоматическом или ручном режиме, что важно при активной езде. Внедорожники же, как правило, оснащаются принудительной блокировкой «центра».

На моделях с автоматически подключаемым полным приводом сама муфта может блокироваться, передавая в определенном соотношении тягу по осям. Это происходит либо в автоматическом режиме, либо в ручном (позиция Lock для контроллера). Правда, большинство муфт не рассчитано на длительное функционирование в таком режиме.

Межосевая блокировка гарантирует, что как минимум одно заднее и одно переднее колеса точно будут вращаться. Но достаточно «словить» диагональное вывешивание – и вы снова никуда не едете: разгруженные колеса буксуют, нагруженные лишены тяги из-за отсутствия межколесных блокировок. Именно по этой причине многие внедорожники и кроссоверы часто имеют опционную блокировку на задней оси, автоматическую (механический самоблок или вискомуфта) или принудительную. Задней блокировкой (в том числе управляемой по жесткости) могут оснащаться и спортивные версии автомобилей.

А вот на передней оси принудительная межколесная блокировка применяется довольно редко, разве что на серьезной внедорожной технике. На спортивных версиях легковушек порой встречается «самоблок». А вообще современные автомобили все чаще оснащаются электронной имитацией блокировок, так что вопрос решается просто на другом уровне.

Зато при условии грамотной настройки можно получить межколесные блокировки (ладно, их имитации) на обеих осях, и это значительно повышает эффективность полного привода в различных режимах. Особенно при совместной работе со вспомогательными средствами активной безопасности. Но повторимся: многое зависит от качества настройки систем. Если производитель решил сэкономить на софте и тонких настройках, результат будет так себе.

Наш вердикт

Удобство использования полного привода зависит от его типа. Отчасти это касается и ездового характера. А вот эффективность в большей степени связана с блокировками или их электронной имитацией. Без них о хорошей проходимости и отменных ходовых качествах остается лишь мечтать! А ведь это важно: многие покупают полноприводные автомобили как раз в расчете на лучшую проходимость и безопасное поведение на дороге. И вот тут могут быть неприятные сюрпризы. Но подробнее об этом – в следующий раз.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: