Схема полного привода: Устройство и виды полного привода

Содержание

Устройство и виды полного привода

Многие любители активного отдыха и частых поездок за город выбирают в качестве транспортного средства кроссоверы и внедорожники, в конструкции которых используется полный привод. Такие авто отличаются повышенным клиренсом и всеми ведущими колесами, что обеспечивает хорошую проходимость.

Но далеко не всегда такие авто способны преодолеть даже среднее бездорожье, не говоря уже о серьезной грязи. И виной этому может оказаться все тот же полный привод, точнее его конструктивные особенности. Поэтому наличие всех ведущих колес еще не означает, что машина способна на покорение сильной грязи.

Основные составные элементы трансмиссии

Полный привод подразумевает передачу крутящего момента от силового агрегата на колеса обеих осей, благодаря чему и повышается проходимость по грязи.

Основная конструктивная особенность привода этого типа перед другими (передний, задний) — наличие в трансмиссии дополнительного узла – раздаточной коробки. Именно этот узел и обеспечивает распределение вращения по двум осям авто, делая ведущими все колеса.

В целом эта трансмиссия авто состоит из:

  • сцепления;
  • коробки переключения передач;
  • раздаточной коробки;
  • приводных валов;
  • главной передачи обоих мостов;
  • дифференциалов.

Вариант конструкции полноприводной трансмиссии (подключаемый автоматически)

Несмотря на использование одних и тех же составляющих, вариаций и конструктивных исполнений трансмиссии – множество.

Конструктивные и эксплуатационные особенности

Стоит отметить, что на многих авто привод на все колеса осуществляется не всегда. То есть, ведущей постоянно является только одна ось, вторая же подключается только при надобности, причем делаться это может как в автоматическом режиме, так и вручную. Но есть и вариации трансмиссии, у которой отключение оси не осуществляется.

Трансмиссии с конструкцией, обеспечивающей передачу вращения на все колеса, используются на авто как с поперечной установкой силового агрегата, так и с продольной. При этом компоновка предопределяет, какая из ведущих осей функционирует постоянно (исключение – постоянный полный привод).

Система, обеспечивающая привод на все колеса может работать как с МКПП, так и с любой автоматической коробкой передач.

Устройство автоматической коробки передач

Принцип работы системы достаточно прост: от мотора вращение передается на КПП, которая обеспечивает изменение передаточных чисел. От коробки передач вращение поступает на раздатку, которая перераспределяет его на две оси. А далее уже по карданным валам вращение передается на главные передачи.

Но выше описана общая концепция системы полного привода. Конструктивно же трансмиссия может отличаться. Так, как правило, на авто с поперечным расположением в конструкцию КПП одновременно входят и главная передача переднего моста, и раздатка.

А вот в авто с двигателем, установленным продольно, раздатка и главная передача передней оси – отдельные элементы, и вращение на них поступает за счет приводных валов.

Существует еще ряд конструктивных особенностей, которые напрямую влияют на проходимость авто. В первую очередь это касается раздаточной коробки. В полноценных внедорожниках у этого узла обязательно имеется понижающая передача, которая в кроссоверах есть далеко не всегда.

Toyota Tundra

Также на внедорожные качества влияют дифференциалы. Количество их может быть разным. У одних авто присутствует межосевой дифференциал, входящий в устройство раздатки. Благодаря этому элементу осуществляется возможность изменения соотношение распределения момента вращения между осями в зависимости от условий движения. В некоторых авто для увеличения проходимости также предусматривается блокировка этого дифференциала, после задействования которого распределение вращения по мостам делается в строго заданных пропорциях (60/40 или 50/50).

Но межосевого дифференциала в конструкции системы может и не быть. А вот межколесные дифференциалы, устанавливаемые на главных передачах, присутствуют на всех авто, но не на всех имеются их блокировки. Это тоже сказывается на ходовых качествах.

Различаются также и механизмы управления приводом. В одних авто все делается в автоматическом режиме, у других для этого водителем задействуются электронные системы, у третьих – подключение полностью ручное, механическое.

В общем, полный привод, используемый на авто, система не такая уж и простая, как изначально кажется, хотя принцип его функционирования на всех авто одинаков.

Самыми известными являются системы:

  • 4Matic от Mercedes;
  • Quattro от Audi;
  • xDrive от BMW;
  • 4motion концерна Volkswagen;
  • ATTESA у Nissan;
  • VTM-4 компании Honda;
  • All wheel control разработка Mitsubishi.

Виды привода, используемые на авто

На автомобилях нашли применение три вида полного привода, отличающиеся между собой как конструктивно, так и по особенностям работы:

  1. Постоянный полный привод
  2. С автоматически подключаемым мостом
  3. С подключением вручную

Это основные и самые распространенные варианты.

Виды полного привода

Постоянный привод

Постоянный полный привод (международное обозначение – «full time»), пожалуй, единственная система, которая используется не только на кроссоверах и внедорожниках, а также и универсалах, седанах и хэтчбеках. Используется он на авто с обоими видами компоновки силовой установки.

Виды кузовов автомобиля

Особенность этого вида трансмиссии сводится к тому, что механизм отключения одной из осей не предусматривается. При этом раздаточная коробка может иметь понижающую передачу, включение которой осуществляется принудительно при помощи электронного привода (водитель просто выбирает селектором требуемый режим, а сервопривод осуществляет переключение).

Селектор выбора пониженной передачи и интенсивности движения в зависимости от местности

В его конструкции используется межосевой дифференциал с механизмом блокировки. В разных видах трансмиссии блокировка может осуществляться вискомуфтой, многодисковой муфтой фрикционного типа или же дифференциалом Torsen. Одни из них выполняют блокирование в автоматическом режиме, другие – принудительно, вручную (с использованием электронного привода).

Межколесные дифференциалы в системе постоянного полного привода также оснащаются блокировками, но не всегда (на седанах, универсалах и хэтчбеках ее обычно нет). Также не обязательно наличие блокировки сразу на двух осях, нередко такой механизм устанавливается только на одной из осей.

Привод с автоматически подключаемой осью

В авто с автоматически подключаемым мостом (обозначение – «On Demand»), полный привод включается только при определенных условиях – когда колеса постоянно работающей оси начали проскальзывать. В остальное время автомобиль является передне- (при поперечной компоновке) или заднеприводным (в случае, если двигатель располагается продольно).

У такой системы есть свои конструктивные особенности. Так, раздаточная коробка имеет упрощенную конструкцию и понижающей передачи в ней нет, но при этом она обеспечивает постоянное распределение крутящего момента по осям.

Также отсутствует и межосевой дифференциал, зато присутствует механизм автоматического подключения второй оси. Примечательно, что в конструкции механизма используются те же узлы, что и в межосевом дифференциале – вискомуфта или фрикционная муфта с электронным управлением.

Особенность работы привода с автоматическим подключением заключается в том, что распределение крутящего момента по осям делается с разным соотношением, которое меняется при разных условиях движения. То есть, при одном режиме вращение распределяется в пропорции, например, 60/40, а при другом — 50/50.

На данный момент система с автоматическим подключением полного привода является перспективной и ее используют многие автопроизводители.

Трансмиссия с ручным управлением

Трансмиссия с подключаемым полным приводом в ручном режиме (обозначение – «Part Time») сейчас считается устаревшей и используется не часто.

Ее особенность заключается в том, что подключение второго моста осуществляется в раздаточной коробке. И для этого может задействоваться как механический привод (посредством рычага управления раздаткой, установленной в салоне), так и электронный (водитель задействует селектор, а сервопривод осуществляет подключение/отключение моста).

В такой трансмиссии отсутствует межосевой дифференциал, что обеспечивает постоянное соотношение распределение крутящего момента (обычно в пропорции 50/50).

Практически всегда в межколесных дифференциалах используется блокировка, причем принудительная. Эти конструктивные особенности обеспечивают наибольшие показатели проходимости авто.

Иные варианты

Стоит указать, что существуют комбинированные трансмиссии, которым присущи конструктивные и эксплуатационные особенности одновременно нескольких видов систем. Они получили обозначение «Selectable 4WD» или многорежимный привод.

В таких трансмиссиях существует возможность установки режима работы привода. Так, подключение полного привода может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме (причем существует возможность отключения любого из мостов). То же касается и блокировок дифференциалов – межосевого и межколесных. В общем, вариаций работы трансмиссии – множество.

Есть и более интересные варианты, к примеру электромеханический полный привод. В этом случае весь крутящий момент поступает только на одну ось. Второй же мост оснащается электромоторами, которые задействуются в автоматическом режиме. Последнее время такая трансмиссия становиться все более популярной, хотя полноценной системой, в классическом понимании, ее назвать нельзя. Такие автомобили являются гибридными системами.

Положительные и отрицательные стороны

Полный привод имеет ряд достоинств перед другими типами. Основными из них можно выделить:

  • Эффективное использование мощности силовой установки;
  • Обеспечение улучшенной управляемости авто и его курсовой устойчивости на разных видах покрытия;
  • Повышенная проходимость авто.

Противовесом достоинств выступают такие негативные качества, как:

  • Повышенное потребление топлива;
  • Сложность конструкции привода;
  • Большая металлоемкость трансмиссии.

Несмотря на отрицательные качества, автомобили, у которых имеется полный привод, пользуются спросом и очень популярны даже среди автолюбителей, за город практически никогда не выезжающих.

Системы полного привода автомобиля. Виды, преимущества и недостатки

Конструкция трансмиссии полноприводного автомобиля предусматривает возможность передачи крутящего момента на все четыре колеса. Различные схемы позволяют реализовать весь заложенный потенциал мощности, управляемости и активной безопасности автомобиля в зависимости от его назначения. Полноприводная трансмиссия может обозначаться аббревиатурой 4х4, 4wd или AWD.

Преимущества полного привода

Преимущества автомобиля, оснащенного полноприводной трансмиссией, легко понять исходя из недостатков моноприводного автомобиля, у которого привод осуществляется лишь на одну ось (переднюю или заднюю), т.е ведущие колеса либо передние, либо задние.

преодоление бездорожьяпреодоление бездорожьяПолноприводный автомобиль на бездорожье

Применение свободных дифференциалов на основной массе бюджетных авто в сложных дорожных условиях делает ведущим фактически одно колесо, обладающее худшим сцеплением с поверхностью дороги. Это особенность работы дифференциала. И даже если у обоих колес достаточное сцепление с дорогой, чрезмерная подача мощности часто приводит к их пробуксовке, потере управления или застреванию автомобиля. Это минусы монопривода, которые особенно видны на скользком дорожном покрытии и бездорожье. В целях устранения указанных недостатков производители используют самоблокирующиеся межколесные дифференциалы.

Однако оптимальное решение – сделать ведущими все колеса, усовершенствовав и дополнив конструкцию трансмиссии необходимыми компонентами. Полный привод обеспечивает автомобилю следующие преимущества:

  1. повышенная проходимость;
  2. улучшенное сцепление с дорогой при старте на скользком покрытии;
  3. курсовая устойчивость и предсказуемое поведение на скользкой дороге.

Элементы полноприводной трансмиссии

полный привод quattroполный привод quattroПолноприводная трансмиссия

Полноприводная трансмиссия автомобиля состоит из следующих основных элементов:

Виды полного привода

Постоянный полный привод

Постоянный полный привод 4х4 – вид привода, при котором крутящий момент распределяется от двигателя одновременно на все колеса. Такой привод может использоваться на разных классах автомобилей с продольной или поперечной схемой расположения двигателя. Для оптимального распределения крутящего момента современные системы  полного привода снабжены самоблокирующимися дифференциалами с возможностью распределения мощности по осям в разных соотношениях.

элементы quattroэлементы quattroЭлементы постоянного полного привода системы Quattro

Электроника координирует работу системы, получая сигналы от датчиков скорости вращения колес, и моментально изменяет соотношение мощности в зависимости от дорожных условий и характера движения. Данный тип полного привода является наиболее прогрессивной системой, обеспечивающей лучшую активную безопасность и динамику вождения.

Недостатки: повышенный расход топлива и постоянная нагрузка на элементы трансмиссии.

Фирменный постоянный полный привод на все колеса используют в своих автомобилях такие производители, как Audi (Quattro), BMW (xDrive), Mercedes (4Matic) и другие.

Принудительно подключаемый

Для автомобилей повышенной проходимости оптимальный способ реализации полного привода – принудительно подключаемый. Он устроен по стандартной схеме, отсутствует лишь центральный дифференциал. Ведущая ось – задняя, подключаемая – передняя. Крутящий момент на переднюю ось передается посредством раздаточной коробки, которая управляется вручную.

схема подключаемого приводасхема подключаемого приводаСхема и элементы подключаемого полного привода

Водитель самостоятельно включает привод всех колес посредством рычагов или кнопок управления перед преодолением сложного участка или, например, бездорожья. Включение раздаточной коробки обеспечивает жесткую связь между осями и распределение крутящего момента в равном соотношении. На приборной панели загорается индикатор полного привода. Часто в конструкции дополнительно предусмотрена возможность жесткой блокировки межколесных дифференциалов, а также использование повышенной и пониженной передач.

При включенном полном приводе элементы трансмиссии испытывают сильные нагрузки, управляемость автомобиля значительно ухудшается. В нормальных условиях движения раздаточная коробка отключается, и индикатор полного привода гаснет, движение продолжается с задней ведущей осью. Трансмиссия освобождается, что обеспечивает продление ее ресурса и снижение расхода топлива. Принудительно подключаемый полный привод применяется, в основном, на внедорожниках. Например, на Toyota Land Cruiser и Land Rover Defender.

Автоматически подключаемый

схема автоматического приводасхема автоматического приводаСхема автоматически подключаемого полного привода

Схема автоматически подключаемого полного привода разработана с учетом возможности моментального подключения второй оси к ведущей. Основной привод – задний или передний. При фиксации разности вращения колес фрикционная муфта межосевого дифференциала замыкается по команде электроники, и мощность начинает передаваться на все колеса. Ряд моделей предусматривает отключаемый режим 4х4, и автомобиль становится моноприводным. Автоматически подключаемая система полного привода 4Motion применяется на моделях автоконцерна Volkswagen.

Применение различных си

Полноприводная коробка передач: устройство полного привода и особенности

Как известно, автомобили бывают с передним, задним и полным приводом. Каждое из решений имеет как плюсы, так  минусы, особенно если проводить  прямое сравнение между переднеприводными, заднеприводными и полноприводными машинами в конкретных условиях. 

Что касается полного привода, трансмиссия полноприводного авто условно может считаться симбиозом переднего и заднего привода, при этом также имеется целый ряд особенностей и отличий  от указанных выше аналогов.

В этой статье мы рассмотрим различные типы и виды систем полного привода автомобиля, как устроены такие системы, что представляет собой  полный привод, схема трансмиссии полноприводного авто.

Содержание статьи

Трансмиссия полноприводного автомобиля

Итак, конструкция трансмиссии полноприводного автомобиля позволяет реализовать эффективную передачу крутящего момента на все колеса, то есть как на переднюю, так и на заднюю ось. На практике такие схемы позволяют отдать максимум мощности от ДВС на колеса, повысить проходимость и устойчивость на дороге, улучшить управляемость, добиться улучшения в плане активной безопасности автомобиля.

Полноприводная трансмиссия обычно обозначается как 4х4, 4WD или же AWD. Основные преимущества полного привода хорошо заметны в разных условиях, начиная с езды по бездорожью и заканчивая движением на высокой скорости по автобану.

Полноприводный автомобиль, то есть оснащенный полноприводной трансмиссией, лишен многих недостатков моноприводных авто (когда ведущими являются только передние или задние колеса, то есть с приводом на переднюю или заднюю ось).

В конструкции различных типов трансмиссий с приводом только на передние или задние колеса на многих транспортных средствах активно используются свободные дифференциалы. Указанные элементы в случае проскальзывания и пробуксовки фактически оставляют ведущим только одно колесо, которое имеет худшее сцепление с покрытием. В этом состоит особенность работы дифференциала.

Более того, в случае, когда оба колеса имеют приемлемое сцепление с дорожным покрытием, активная подача мощности заставляет их буксовать, ухудшается управляемость, машина может застрять.

Обычно минусы моноприводных авто сразу проявляются на снегу  или льду, в грязи на бездорожье и т.д. Чтобы улучшить ситуацию, автопроизводители часто используют для частичного решения проблемы самоблокирующиеся межколесные дифференциалы. При этом полностью избавиться от недостатков все равно не удается.

Единственным выходом остается реализация привода на все колеса автомобиля.  Для этого трансмиссию нужно дорабатывать и дополнять общую конструкцию, что приводит к заметному удорожанию и  усложнению последней (использования большого количества дополнительных деталей, общая схема устройства).

Однако только полный привод способен обеспечить лучшую проходимость и сцепление с дорожным покрытием при разгоне и в движении, сохраняется и повышается курсовая устойчивость, автомобиль более предсказуемо ведет себя на льду и т.д.

Что касается устройства полноприводной трансмиссии, общая схема предполагает наличие:

  • МКПП или АКПП (механическая или автоматическая коробка)
  • раздатка (раздаточная коробка) или использование многодисковой муфты;
  • межосевой дифференциал;
  • карданная передача, задний дифференциал, передний дифференциал;

Типы полного привода и виды полноприводных трансмиссий

Как уже было сказано, существует несколько обозначений полного привода. При этом по ним можно понять, какая схема используется на конкретном авто. Прежде всего, следует выделить постоянный полный привод 4х4.

Такой привод отличается от аналогов тем, что крутящий момент постоянно распределяется и передается на все колеса, причем это происходит одновременно. Встретить постоянный полный привод можно на разных авто, причем независимо от особенностей расположения двигателя (продольно или поперечно).

Чтобы добиться наилучшего распределения момента, системы 4х4 в современном исполнении дополнительно имеют самоблокирующийся дифференциал, что обеспечивает возможность гибко распределять мощность по осям в разных соотношениях в зависимости от условий.

Также нужно отметить, что постоянный полный привод  современных авто активно управляется электроникой. В качестве примера можно упомянуть хорошо известную систему Audi Quattro, постоянный полный привод BMW xDrive или Mercedes 4Matic.

Электронные системы на авто с постоянным полным приводом получают различные сигналы от группы датчиков (например, датчики частоты вращения колес), после чего практически моментально происходит изменение соотношения мощности.

Также электроника учитывает дорожные условия,  возможную пробуксовку колес, сносы и т.д. Указанный тип полного привода можно считать одним из лучших решений на рынке, так как подобная система позволяет значительно повысить активную безопасность и улучшить динамику.

Из недостатков можно выделить разве что увеличенный расход топлива, а также то, что все элементы полноприводной трансмиссии постоянно находятся под нагрузками. Это несколько сокращает ресурс и надежность, особенно при активной и агрессивной эксплуатации. 

  • Принудительный полный привод (принудительно подключаемый полный привод или система принудительно подключаемого полного привода)  является  одним из лучших способов реализации такого привода на внедорожниках и авто повышенной проходимости ( например, Toyota Land Cruiser).

Такой привод  похож по устройству на схему постоянного полного привода, однако центральный дифференциал отсутствует. Задняя ось в этом случае ведущая, а подключаемой является передняя. Крутящий момент на передние колеса передается за счет наличия раздаточной коробки, при этом водитель управляет раздаткой самостоятельно (вручную) посредством включения рычагов и/или кнопок.

Простыми словами, при езде по бездорожью или преодолении сложных участков можно выполнить включение раздаточной коробки, что позволит реализовать жесткую связь между осями и произвести распределение крутящего момента. При этом момент распределяется в соотношении 50/50.

Как правило, на панели приборов будет гореть индикатор, указывающий на то, что включен полный привод. Еще конструктивно на многих внедорожниках с таким типом привода имеется возможность жестко заблокировать межколесный дифференциал (блокировка дифференциала), а также присутствует дополнительный ряд повышенных и пониженных передач.

Обратите внимание, важно понимать, что на авто с подключаемым полным приводом трансмиссия испытывает серьезные нагрузки, в отличие от постоянного полного привода. Также ухудшается управляемость авто. Это значит, что при обычной езде в стандартных условиях  раздаточная коробка должна быть отключена,  то есть оптимальным является режим движения, когда ведущей является задняя ось.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как правильно ездить на коробке-робот. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации и езды на роботизированной коробке передач различных типов.

В этом случае трансмиссия разгружена, расход горючего снижается, можно двигаться с высокой скоростью без ограничений, так как при включенном полном приводе обычно настоятельно не рекомендуется двигаться со скоростью выше 30-40 км/ч. Получается, принудительно подключать полный привод нужно только в соответствующих условиях. Такой подход позволяет увеличить ресурс и добиться нужных показателей топливной экономичности.

  • Система автоматически подключаемого полного привода или автоматически подключаемый полный привод (AWD) предполагает возможность немедленного подключения ведомой оси к ведущей. При этом основным (ведущим) приводом может быть как передняя, так и задняя ось. Автоматически подключаемая система полного привода  обычно используется на кроссоверах и паркетниках с улучшенной проходимостью (например, 4Motion  от Volkswagen).

Если просто, как только система определяет, что возникает разница в частоте вращения ведущих колес основного привода, за счет фрикционной муфты межосевого дифференциала происходит немедленное замыкание, после чего крутящий момент начинает передаваться на все 4 колеса.

Система  управляется электроникой и обычно имеет функцию полного отключения  автоматического режима активации полного привода. Другими словами, 4х4 отключаемый, то есть автомобиль можно сделать исключительно передне или заднеприводным.

Особенности использования системы полного привода

Как видно, те или иные решения могут быть использованы на разных авто с учетом класса ТС, особенностей и целевого назначения  автомобиля. Другими словами, различные виды полного привода подбираются в зависимости от рабочих характеристик, а также особенностей эксплуатации машины.

Например, модели высокого класса, где на первом месте стоит комфорт,  динамика, управляемость и высокий уровень активной и пассивной безопасности, зачастую оснащаются системой постоянного полного привода с электронным управлением.

Элитные внедорожники премиального класса с улучшенной проходимостью могут иметь постоянный полный привод или оборудуются  системой принудительного полного привода, получают возможность блокировки дифференциалов и т.д. При этом полный привод контролируется электронной системой, а в случае необходимости преодоления сложного участка водитель самостоятельно производит включении жесткой блокировки.

Если же внедорожник рассчитан на активную езду по бездорожью, в этом случае  оптимальным решением будет отказаться от сложной электроники и самоблокирующихся дифференциалов, то есть автомобиль оборудуется только принудительно подключаемым полным приводом.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое вариатор X-tronic. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, а также преимуществах и недостатках указанной вариаторной коробки передач X-Tronic СVT.

При этом сохраняется возможность включать блокировки вручную. Результат — повышенная надежность и простота конструкции, увеличенный ресурс, возможность оперативного выявления неполадок и даже ремонта в полевых условиях.

Если же говорить о массовых моделях среднего класса (городские кроссоверы), такие машины обычно имеют автоматически подключаемый полный привод в совокупности со свободными дифференциалами. Прежде всего, это позволяет удешевить конструкцию (минимум электроники и отсутствие дорогих самоблокирующихся дифференциалов).

Параллельно сохраняются вполне приемлемые показатели проходимости и топливной экономичности, что позволяет  уверенно эксплуатировать машину в зимний период, совершать поездки по пересеченной местности, преодолевать несложные препятствия, использовать грунтовые дороги  с низким качеством покрытия и т.д. 

Читайте также

Полный привод: схема, устройство, виды.

На заре автомобилестроения компании, которые производили грузовой транспорт, проводили множество испытаний, целью которых было улучшение проходимости машин. Хороших дорог в то время было мало, и грузовики стали единственным транспортом, способным перевозить грузы в населенные пункты, удаленные от основных трасс. И только с изобретением полного привода (напомним, что основным приводом на тот момент был задний) проблема проходимости грузовых транспортных средств была решена. Что же такое полный привод, каковы его особенности, достоинства и недостатки – мы расскажем в этой статье.

История полного привода

Первый прототип полноприводной трансмиссии был изобретен в 1824 году английскими инженерами Тимоти Берстоллом и Джоном Хиллом. Эта конструкция применялась на построенном ими омнибусе, у которого все четыре колеса вращались одновременно. Идея англичан была подхвачена американцем Эмметом Бандельером, который в 1883 году запатентовал аналог современного полного привода, в котором появилось устройство, отдаленно напоминающее современный дифференциал. Оно распределяло крутящий момент от парового двигателя между передними и задними полуосями. Впрочем, дальнейшего развития эта конструкция не получила.

На автомобиле с бензиновым двигателем внутреннего сгорания полный привод впервые появился в 1903 году. Это был Spyker 60 HP, созданный специально для участия в автомобильных гонках.

Spyker 60 HP Spyker 60 HP ’1903

В его конструкции, помимо прочих новшеств, были применены три дифференциала – на переднюю и заднюю оси, а также межосевой дифференциал. Изобретение голландцев стало толчком к массовому производству автомобилей с полным приводом. Начиная с 1904 года, целый ряд автомобильных компаний, таких как American Motor Truck Company, Couple Gear Freight Company, Duplex Power Car Company, Astro-Daimler и другие, снабжали свои транспортные средства (грузовики) полным приводом. Вплоть до 1980-х годов этим типом привода снабжались грузовые машины, а также автомобили высокой проходимости – внедорожники фирм Land Rover, Mercedes-Benz и так далее.

Range Rover 3-door Range Rover 3-door ’1970–86

Когда же на рынке появился полный привод Quattro, разработанный инженерами Audi, эта конструкция трансмиссии начала постепенно приживаться на легковых автомобилях всех классов. Наиболее популярен этот тип привода у марки Subaru – практически все современные модели этого японского автопроизводителя (за исключением спорткара BRZ) обладают ассиметричным полным приводом.

Конструкция и разновидности полного привода

Полный привод – тип конструкции трансмиссии, при котором крутящий момент от двигателя равномерно передается не все четыре колеса автомобиля. Различают три основные конструкции полного привода: постоянный полный, подключаемый полный и полный привод по требованию. Рассмотрим подробнее конструкции полного привода.

Постоянный полный привод – это «пионер» подобных конструкций. Он имеет классическую компоновку: крутящий момент от двигателя через карданный вал подается на межосевой дифференциал, откуда момент передается на дифференциалы передней и задней ведущих осей. Для этого типа привода характерно наличие блокировки межосевого дифференциала (как ручной, так и автоматической), что напрямую влияет на улучшение проходимости автомобиля. В случае с электронной системой управления блокировкой дифференциала, автоматика самостоятельно распределяет крутящий момент между осями.

Схема постояннго полного приводаСхема постояннго полного привода

Также для такого типа привода характерно наличие раздаточной коробки передач, при помощи которой водитель может управлять полноприводной трансмиссией, переключая ее в необходимый в данный момент режим (например, подключая или отключая одну из осей). Автомобили, которые имеют постоянный полный привод – Subaru Forester, Audi A4 Allroad Quattro, Daihatsu Terios, Land Rover Defender.

Как работает подключаемый полный привод

Подключаемый полный привод – это конструкция, эволюционировавшая из постоянного полного привода. Здесь тоже есть раздаточная коробка, но отсутствует межосевой дифференциал. Еще одна отличительная особенность этой конструкции в том, что одна из осей является ведущей (чаще всего – задняя), а вторая подключается по мере необходимости (например, для преодоления сложного бездорожья). Причем, двигаться в полноприводном режиме на авто с таким типом трансмиссии рекомендуется на небольшой скорости, так как обе оси жестко связаны между собой, а передняя ось при этом движется быстрее, чем задняя, вследствие чего машина не едет прямо даже по прямому отрезку дороги, а постоянно вихляет влево-вправо. Поэтому при движении по нормальным дорогам рекомендуется отключить передний мост, чтобы избежать подобных явлений. Автомобили с подобным типом полного привода — Jeep Wrangler, Nissan Patrol.

Наконец, третьим типом полноприводной конструкции является полный привод, включаемый по требованию. В этой конструкции чаще всего ведущей осью является передняя, а задняя подключается автоматически через специальные устройства – муфты. Такой тип характерен для машин с поперечным расположением двигателя. Для моделей с продольным расположением мотора ведущей осью является задняя, а передняя подключается по мере необходимости. При этом, крутящий момент постоянно передается на обе оси, а перераспределяется он только при наступлении определенных условий (например, пробуксовки колес одной из осей).

Подключаемый полный привод BMW xDriveПодключаемый полный привод BMW xDrive

В зависимости от производителя и типа муфты, различают виско- либо гидромуфты. В таком типе привода подключение второй оси регулирует электроника, улавливая момент, когда колеса одной из осей начинают пробуксовывать. Как только пробуксовка колес прекращается, режим полного привода автоматически отключается. Таким типом привода комплектуется большинство современных кроссоверов – BMW X3, Kia Sorento, Hyundai ix35, Mitsubishi Outlander и так далее.

Достоинства и недостатки типов полного привода

У каждого из указанных нами типов трансмиссий есть свои плюсы и минусы. Перечислим их.

К плюсам постоянного полного привода можно отнести три аспекта – высокую надежность этой конструкции, которая обеспечивает отменную управляемость автомобилем и его проходимость. К минусам – сложность этой конструкции, и, как следствие, дороговизну ее обслуживания и ремонта.

К достоинствам временно подключаемого полного привода отнесем относительную простоту конструкции, что сказывается на ее дешевизне по сравнению с постоянным полным приводом, и хорошую проходимость, которую обеспечивает этот тип привода. Недостатки у этого типа привода тоже есть – это плохая управляемость на дорогах общего пользования, и «временность» работы полного привода.

Наконец, плюсами автоматически подключаемого полного привода являются высокая экономичность (по сравнению с первыми двумя системами), хорошая управляемость на дорогах общего пользования при езде как по прямой, так и в поворотах. Недостатком такой системы является только ее неважная проходимость в условиях среднего и тяжелого бездорожья.

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

В чем преимущества и недостатки полноприводного автомобиля

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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?

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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.

 

Смотрите также

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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.

 

Смотрите также

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

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.

Смотрите также

 

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. 

Как работает полный привод 4х4? Обзор, устройство, принцип работы.

Многодисковая муфта

Можно с уверенностью сказать, что именно благодаря разработке многодисковой муфты наблюдается огромная экспансия SUV и полноприводных легковых автомобилей. Это решение прекрасно отвечает потребностям большинства водителей. Так как в «жестком» подключении нет особого смысла, а центральный межосевой дифференциал значительно увеличивает стоимость конструкции и требует дополнительного места.

В настоящее время схема с муфтой реализована следующим образом. Тяга от двигателя передается на одну из осей (обычно переднюю). Вторая ось соединена через многодисковую муфту, которая запускается автоматически (вязкостная муфта или ранний Haldex) либо управляется компьютером (в настоящее время практически все решения). В момент включения муфты крутящий момент (полностью или частично) передается на другую ось (на схеме задняя).

Под концепцией многодисковой муфты скрываются различные технические решения. Самое простое из них – вязкостная муфта (вискомуфта). Работает она автоматически, но имеет большую задержку и с этим трудно справиться.

Применяли ее, например, в VW Golf III Syncro и Land Rover Freelander I. Огромную популярность завоевал Haldex. Первое поколение вышло неудачным, но второе уже было значительно улучшено (установлен клапан регулирования давления). Третий Халдекс работает отлично благодаря аккумуляторам давления.

Haldex IV и V функционируют блестяще. Вы найдете их в большинстве полноприводных моделей VW, Audi, Volvo и Ford с поперечным расположением двигателя.

Еще одно решение – электронно-управляемая муфта. Ее преимущество – полностью автоматическая работа и низкие затраты на обслуживание. На дороге устройство работает достаточно хорошо, но в полевых условиях хуже. Муфта быстро перегревается, и электроника вынуждена ее отключать.

Центральный (межосевой) дифференциал

Автомобили с постоянным полным приводом, безусловно, более ценны, чем автомобили с автоматическим подключением второй оси. Центральный дифференциал действительно имеет свои преимущества. Чаще всего он необходим, когда речь идет о постоянном распределении между осями большого крутящего момента, не опасаясь, что в критический момент одна из осей отключится.

Классическая схема реализована следующим образом. Тяга от двигателя передается через коробку передач на центральный (межосевой) дифференциал. Он, в свою очередь, делит тягу между передней и задней осями. Оба приводных вала (кардана) вращаются постоянно, а соединение чисто механическое. Благодаря этому нет задержек или перегрева. В зависимости от типа дифференциала распределение выходной мощности составляет 50:50 или любое другое (планетарный, торсен).

Однако, межосевой дифференциал работает как и межколесный, т.е. когда одно из колес теряет контакт с дорогой (проскальзывает), машина останавливается. Следовательно, дифференциал нужно заблокировать. Это делается с помощью фрикционного замка (блокировка в виде вязкостной или электронно-управляемой муфты).

Внедорожники дополнительно оснащены полными блокировками в обход дифференциала. Тогда автомобиль работает как с жестко подключенным приводом. Центральный дифференциал типа Torsen работает, как дифференциал с блокировками.

Межосевой дифференциал обычно используется в легковых автомобилях и внедорожниках премиум-класса. Причем, в действительно дорогих машинах – это сложный механизм с интеллектуальным управлением.

В спортивных автомобилях (некоторые версии Subaru Impreza STi или Mitsubishi Lancer Evo) водитель может менять режим работы дифференциала (гравий, песок, снег и т.д.). Во многих кроссоверах можно увидеть кнопку с крестиком между осями – она обозначает возможность полной блокировки дифференциала.

Как правило, дифференциал передней оси (передний мост) лишен блокировок, а задний дифференциал может быть свободным (без блокировок), работать с ограниченным проскальзыванием или иметь возможность полной блокировки. Зачастую функцию блокировок берет на себя тормозная система.

Постоянный полный привод встречается в автомобилях Volkswagen и Audi с продольным расположением двигателя, в Subaru (но только с механической коробкой передач), в большинстве Land Rover и внедорожниках Toyota.

Жесткое подключение

Автомобили с такой трансмиссией стоит рекомендовать водителям, часто передвигающимся по труднопроходимым местам либо проводящим свободное время в походах, на охоте или рыбалке. Именно там они сумеют реализовать весь потенциал автомобиля и смогут закрыть глаза на его недостатки.

Для асфальта такие машины мало подходят. Приходится «таскать» ненужную технику, и снижается безопасность при попадании на обледенелый участок, где легко потерять контроль над автомобилем.

На бездорожье недостатки превращаются в достоинства. Жесткая блокировка исключает взаимное проскальзывание колес, поэтому мы можем быть уверенны, что, по крайней мере, одно переднее и одно заднее колесо будут вращаться (при блокировке всей оси – все колеса).

Схема реализации довольно простая. Тяга от двигателя через коробку передач передается к раздаточной коробке. Здесь момент прямо передается на заднюю ось (позиция Н2). Когда активируется режим 4Н, передняя ось жестко подключается к раздаточной коробке (без дифференциала или муфты). С этого момента приводные валы (карданы), идущие на переднюю и заднюю ось, вращаются с одинаковой скоростью. В подавляющем большинстве подобных схем предусмотрен режим 4L – пониженная передача, предназначенная для действительно тяжелых участков.

Жесткое подключение имеет ряд важных особенностей. Здесь нет межосевого дифференциала, который компенсирует разность скоростей передней и задней оси. Поэтому при движении по асфальту или твердым поверхностям с большим коэффициентом сцепления, в трансмиссии возникают огромные напряжения, способные повредить механизмы. На рыхлой поверхности (песок, снег, гравий, грязь и т.п.) такой опасности нет, так как колеса легко проскальзывают. Степень вредного воздействия больше зависит не от скорости, а от траектории — машина движется по прямой или поворачивает. Даже при повороте на низкой скорости возникают огромные напряжения. Поэтому данная схема подходит только для полевых условий.

В то же время, отсутствие в трансмиссии промежуточной электроники и элементов, которые могут перегреваться (как в многодисковой муфте), означает, что вы можете месить грязь часами, не беспокоясь об эффективности привода.

Еще один плюс – долговечность и устойчивость к суровым условиям эксплуатации. Достаточно регулярно менять масло в раздаточной коробке. Даже если внутрь попадет вода, авто сможет довезти вас до дома.

Список автомобилей, использующих простое жесткое подключение полного привода, неуклонно сокращается. В этом нет ничего удивительного, так как желающих купить простой автомобиль с высокими внедорожными способностями становится все меньше.

Чаще всего такой тип привода используется в рамных автомобилях. Например, в пикапах, ориентированных на простоту и низкую стоимость – Nissan Navara, Toyota Hilux, Ford Ranger. В то же время, Mitsibishi L200 и Volkswagen Amarok предоставляют водителю выбор – помимо простых версий с жестким подключением оси предлагаются модификации с центральным дифференциалом.

 

Авто-потроха: Разновидности полного привода

Исторически возник как решение задачи «а пусть вторая ось подключается сама!», причём максимально дешёвыми средствами — т.к. технологически настоящий постоянный 4WD весьма дорог.
По мере развития технологий on-demand 4WD рос от сравнительно дешёвого, но почти бесполезного устройства, через различные (иногда сложные и дорогие) превмо- и гидравлические механизмы, к современному достаточно совершенному электронному виду.

Конструктивно все on-demand привода устроены как «замыкание осей через фрикционную муфту». Межосевого дифференциала в них нет, при срабатывании привода оси соединяются напрямую с возможным проскальзыванием (которое перегревает муфту).

Вообще, все фрикционные муфты утилизируют проскальзывание в тепло и очень быстро перегреваются. Так, on-demand 4WD на Mitsubishi Outlander XL («сухая» электромагнитная муфта с проскальзыванием и степенью блокировки 70%) практически бесполезна вне дорог из-за постоянного перегрева.
Зимой неоднократно приходилось объезжать на постоянном 4WD таких зарывшихся посреди дороги бедолаг — стояли, курили и ждали, пока остынет муфта.
А вот фирменная система All Mode 4×4-i компании Nissan (X-Trail, или её аналог TOD на Pathfinder) достаточно хорошо держит нагрузку и является лучшим на сегодня примером on-demand 4WD.

Т.к. качество работы on-demand 4WD драматически зависит от скорости срабатывания межосевой блокировки (особенно от умения включаться превентивно), вполне закономерно выглядит переход всех современных on-demand приводов на быстрые электромагнитные и (намного реже) электрогидравлические муфты.

Применение до сих пор такого сложного и дорогого устройства, как гидравлическая муфта, объясняется тем, что электромагнитные муфты до сих пор не могут обеспечить хорошую степень блокировки при небольшом перегреве. По сути, это технологическая проблема с недостаточной мощностью компактных электромагнитов.

Переход в 4WD on-demand на электрогидравлические муфты с простых гидравлических или вязкостных обусловлен необходимой скоростью срабатывания при хорошем усилии сжатия.
Электрогидравлика умеет быстро и сильно блокироваться и легко распускаться по командам блока управления, тогда как обычная гидравлика (например, Honda DPS) или вискомуфта срабатывает только при заметной разнице угловых скоростей передней и задней оси (т.е. когда ведущая ось уже «закопалась» на полоборота), не может держать высокую степень блокировки постоянно и не умеет распускаться при работе ABS.

Важно, что в Full-Time 4WD, напротив, вискомуфты работают хорошо — т.к. озадачены не передачей всей тяги на вторую ось, а только лишь уравниванием её между осями.

Кроме межосевой муфты и межколёсных дифференциалов (возможно, блокируемых), on-demand 4WD может интегрировать тормозную систему (электронная имитация колёсных блокировок), датчики руля и педалей (возможность управлять муфтой превентивно по ситуации).
Для компенсации низкой скорости срабатывания и слабой блокировки применяются муфты с механическим преднатягом (Haldex на Volvo, второе поколение DPS на Honda).

Так же, как и на part-time 4WD, принудительная блокировка on-demand 4WD на твёрдых покрытиях категорически запрещена.
В отличие от крепкой механической блокировки в part-time, нежные фрикционные муфты on-demand умрут в таком режиме гораздо быстрее.

Ввиду значительного разброса конструкций, технологий, свойств, а также вечного желания производителя выдоить из клиента побольше денег, всучив ему товар подешевле, обобщить качества 4WD on-demand можно лишь приблизительно:

  • Подавляющее большинство систем 4WD, рекламируемых как «постоянный полный привод» («Realtime 4WD»), на самом деле относятся к 4WD on-demand и постоянным 4WD никак не являются.
    Примеры — Honda (кроме SH-AWD на Legend), Volvo, Kia, нынешняя Mitsubishi (кроме Outlander первого поколения и трансмиссии SuperSelect), Toyota RAV4 (с тертьего поколения) и т.д.
  • Часть on-demand систем нельзя воспринимать иначе, как насмешку.
    Медленная DPS первого поколения на Honda, ненадёжный и грубый TOD на первом Kia Sorento, очень грубая муфта Borg на первом Kia Sportage, пауза две секунды (!) перед включением второй оси на Opel Antara и т.д.
    В то же время, «дорогие» версии on-demand 4WD (Nissan All Mode 4×4-i, BMW xDrive) вплотную приближаются к «дешёвым» full-time 4WD.
  • Ключевая разница между «хорошими» и «плохими» on-demand 4WD — это умение действовать превентивно с одновременным использованием электронных блокировок колёс.
    Это позволяет сгладить негатив от отсутствия межосевого дифференциала и свести проскальзывание муфты, а значит и перегрев, к минимуму.

Соответственно, обычный («плохой») on-demand 4WD повышает проходимость, но так себе (поздно включается, не даёт полной блокировки, перегревается), управляемость и динамику не повышает, занимает среднее место по себестоимости (чем хуже, тем дешевле).

Превентивный же, «хороший» on-demand 4WD даёт хорошие и проходимость, и динамику, и управляемость (особенно — с электронными блокировками колёс) и имеет ту же среднюю себестоимость (лучше привод — сложнее электроника).

Тенденция перехода on-demand 4WD на электромагнитные муфты вполне понятна. Они дёшевы и просты в производстве и настройке, позволяют добиться нужного поведения автомобиля. Но до постоянного 4WD им всё ещё весьма далеко 😉

Типы систем полного привода (4WD) и полного привода (AWD) — x-engineer.org

Ускорение автомобиля на ровной дороге возможно благодаря двум системам: трансмиссии и трансмиссии (трансмиссии).

Трансмиссия — это система, которая генерирует мощность (крутящий момент и скорость) . В большинстве случаев это двигатель внутреннего сгорания, но он также может быть электродвигателем или их комбинацией (в случае гибридного электромобиля).

Трансмиссия — это сумма механических компонентов, размещенных между колесами и трансмиссией.Все компоненты после двигателя, которые передают мощность на колеса, являются частью трансмиссии. К этим компонентам относятся: муфта / гидротрансформатор, коробка передач, карданный вал, дифференциал и приводные валы. Трансмиссия выполняет несколько ролей:

  • позволяет двигателю работать, даже если транспортное средство неподвижно.
  • обеспечивает плавный запуск транспортного средства из состояния покоя.
  • преобразует крутящий момент двигателя и скорость в соответствии с дорожными условиями.
  • позволяет транспортному средству двигаться назад. для одного направления вращения двигателя внутреннего сгорания
  • позволяет ведущим колесам вращаться с разной скоростью во время поворота автомобиля

Изображение: Архитектура трансмиссии с передним приводом (FWD) и задним приводом (RWD)

Легенда :

  1. двигатель внутреннего сгорания
  2. муфта / гидротрансформатор
  3. коробка передач
  4. дифференциал
  5. карданный вал (продольный)

Ведущие колеса — это колеса оси транспортного средства, которые получают мощность двигателя, таким образом выполняя тяга.В зависимости от того, какая ось содержит ведущие колеса, мы можем иметь:

  • передний привод (FWD)
  • задний привод (RWD)
  • полный привод (4WD) / полный привод (AWD)

Передний привод (FWD) автомобилей содержат как двигатель, так и ведущие колеса на передней оси. Это наиболее распространенная компоновка силового агрегата и трансмиссии для небольших и компактных транспортных средств из-за преимуществ с точки зрения пространства и эффективности.

Задний привод (RWD) Автомобиль обычно имеет трансмиссию на передней оси и ведущие колеса на задней оси.Это также называется «классической» схемой трансмиссии, потому что именно так были сконфигурированы первые дорожные транспортные средства. Большинство роскошных седанов и спортивных автомобилей имеют заднеприводную конфигурацию.

И переднеприводные, и заднеприводные автомобили являются полноприводными (2WD) , поскольку мощность передается только через два колеса.

В некоторых архитектурах автомобилей есть двигатель и ведущие колеса на задней оси (например, Porsche 911 classic, Renault Twingo 3).

Изображение: Архитектура трансмиссии с полным приводом (AWD) и полным приводом (4WD)

Обозначения:

  1. Двигатель внутреннего сгорания
  2. муфта / гидротрансформатор
  3. коробка передач
  4. задний дифференциал
  5. задний винт (продольный ) вал
  6. раздаточная коробка (с центральным дифференциалом и редуктором (опция))
  7. передний карданный вал (продольный)
  8. передний дифференциал
  9. сцепное устройство (вязкостное, электромагнитное)

Когда мощность двигателя распределяется на все колеса Автомобиль имеет полный привод (AWD) или полный привод (4WD) .Четкого различия между AWD и 4WD нет, но обычно автомобили с полным приводом содержат раздаточную коробку, которая имеет центральный дифференциал и дополнительный двухступенчатый редуктор (LO-low и HI-high).

В случае транспортного средства с полным или полным приводом передняя и задняя оси должны быть оснащены дифференциалом, поскольку все колеса передают мощность, и им необходимо вращаться с разной скоростью во время поворота.

Автомобили

AWD / 4WD также называются «четыре на четыре» (4 × 4) .Числа взяты из формулы трансмиссии :

\ [2 \ cdot \ text {TotalNumberOfAxles x} 2 \ cdot \ text {TotalNumberOfDriveAxles} \]

Для транспортного средства с двумя осями, если только одна ось имеет ведущие колеса, формула становится « 4 × 2 ». Если обе оси имеют ведущие колеса, формула будет « 4 × 4 ».

Автомобиль с постоянным / постоянным полным приводом имеет постоянное распределение крутящего момента между передней и задней осью, его не может отключить водитель или электронный блок управления (ECM).

Автомобиль AWD / 4WD может иметь режим 2WD, потому что ECM (или водитель) может отключить одну из осей от движения. В современных автомобилях переключение между режимами 2WD и 4WD обычно происходит незаметно для водителя.

Производители автомобилей используют различные технологии AWD / 4WD. Некоторые из них являются запатентованными системами трансмиссии, некоторые используют специальные компоненты от поставщиков уровня 1.

Torsen®

Torsen идет от Torque Sensing и представляет собой механический дифференциал повышенного трения.Этот тип дифференциала был произведен корпорацией Gleason. Их можно использовать как передний / задний дифференциал или как центральный (межосевой) дифференциал.

Изображение: Автоматическая трансмиссия Audi с межосевым дифференциалом Torsen
Кредит: Audi

Дифференциалы Torsen полностью механические, со сателлитами и геликоидальными шестернями. Их характеристика самоблокировки зависит от определения разницы крутящего момента между передней и задней осями или между левым и правым колесами.

Примеры автомобилей, оснащенных системами полного привода Torsen: Audi Quattro, Alfa Romeo Q4.

Haldex®

Системы полного привода Haldex основаны на центральном сцепном устройстве с мокрым многодисковым сцеплением. Они производятся группой Haldex Traction AB, в настоящее время принадлежащей BorgWarner. Системы Haldex обычно используются в качестве дифференциала повышенного трения заднего моста.

Изображение: Полный привод Cadillac SRX (AWD) с электронным дифференциалом повышенного трения Haldex.
Кредит: Cadillac

Дифференциал повышенного трения Haldex управляется электронным модулем управления (ECM).Благодаря многодисковой муфте (разомкнут, замкнут, проскальзывает) автомобиль может управляться как автомобиль с передним или полным приводом. Распределение крутящего момента между передней и задней осями варьируется в зависимости от положения сцепления. Система управляется электрогидравлической системой управления.

Системы Haldex AWD широко используются в автомобильной промышленности, например в автомобилях: Audi Q3, Skoda Octavia 4 × 4, VW Tiguan, SEAT Alhambra 4, Lamborghini Aventador LP 700-4, Bugatti Chiron, Volvo V60 AWD, Volvo XC90. AWD, Ford Kuga, Land Rover Range Rover Evoque, Opel Insignia, Buick Lacrosse, Cadillac SRX и др.

BMW xDrive®

xDrive — это фирменная технология BMW 4WD. Первым BMW, оснащенным системой xDrive, стал X5 в 2004 году. Основным компонентом системы xDrive является раздаточная коробка . Раздаточная коробка предназначена для разделения мощности, поступающей от коробки передач, между передней и задней осями.

Изображение: Трансмиссия BMW X-drive (4WD)
Кредит: BMW

Управление крутящим моментом между передней и задней осью осуществляется посредством мокрой многодисковой муфты внутри раздаточной коробки.Положение сцепления приводится в действие электродвигателем с помощью электронного модуля управления. Когда сцепление полностью закрыто, разделение крутящего момента между передней и задней осью составляет 50:50.

Mercedes 4MATIC®

4MATIC — это технология AWD / 4WD, разработанная Mercedes-Benz. Он состоит из центрального планетарного дифференциала, который распределяет крутящий момент между передней и задней осями. В первом поколении 4MATIC использовался центральный дифференциал с электронным управлением, задний дифференциал повышенного трения и передний открытый дифференциал.Система 4MATIC последнего поколения использует три открытых дифференциала (передний, задний и центральный).

Изображение: Mercedes S350 Bluetec 4-MATIC система полного привода (AWD)
Кредит: Mercedes

Системы полного привода EMCD

EMCD поступает от Electro-Magnetic Control Device. Он состоит из мокрого многодискового сцепления, управляемого электромагнитным приводом. Система EMCD производится GKN Driveline. Он действует как центральный дифференциал повышенного трения, управляемый электронным модулем управления (ECM).

Изображение: GKN Electro-Magnetic Control Device (EMCD)
Credit: GKN

Транспортные средства, оборудованные EMCD, работают в номинальном режиме как автомобили с передним приводом. Возможность полного привода «по требованию» зависит от автомобиля и дорожных условий. У водителя есть возможность полностью заблокировать сцепление для постоянного полного привода, но в автоматическом режиме решение принимает ЕСМ.

Примеры автомобилей с системой полного привода EMCD: Nissan Quashqai, Nissan X-Trail, Dacia Duster, Fiat Sedici.

Вискомуфтовая система

Это простейшие технологии 4WD. Передний и задний мосты связаны между собой посредством вязкостной самоблокирующейся муфты. Вископара содержит несколько круглых пластин с выступами и перфорациями. Они погружены в вязкую жидкость на основе силикона.

Изображение: Вискомуфта

Изображение: Вискомуфта в разрезе

Вискомуфта обычно использовалась на небольших транспортных средствах.Передняя ось является номинальной ведущей осью, задняя ось тянулась без передачи крутящего момента через вископару. Если передняя ось вращалась из-за потери сцепления, вископара начинала блокироваться, передавая крутящий момент на заднюю ось.

Пример автомобиля с вискомуфтой: Fiat Panda, Renault Scenic RX4.

Преимущество вязкой муфты — простая конструкция при низкой стоимости. К недостаткам можно отнести невысокий КПД и медленное время реакции.

Каждая из вышеперечисленных технологий AWD / 4WD будет подробно описана в отдельных статьях.

Для любых вопросов или замечаний относительно этой статьи, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

.

Полный привод — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

A Полноприводный (также называемый 4WD и 4×4 ) — это транспортное средство, в котором все четыре колеса получают мощность от двигателя для движения вперед. Это в отличие от полноприводного автомобиля. 4WD часто используются на бездорожье. В автомобилях с частичным и постоянным приводом на четыре колеса раздаточная коробка используется как часть трансмиссии для передачи мощности на одну или обе оси. [1] Имея раздаточную коробку, водитель может переключить транспортное средство либо в режим «два колеса», либо в режим «четыре колеса» (системы неполного рабочего времени).Многие раздаточные коробки также имеют низкий диапазон мощности, который увеличивает мощность двигателя в режиме полного привода (так называемая пониженная передача четырех колес).

Полный привод
«A» указывает на двигатель, «B» указывает на ведущее колесо, «C» указывает на раздаточную коробку или межосевой дифференциал в зависимости от системы

Существует четыре основных типа полного привода.

Неполный полный привод [изменить | изменить источник]

Системы неполного рабочего дня — самый простой тип. Они также по-прежнему являются наиболее популярным типом для езды по бездорожью.Можно переключать (механически или электрически) с двухколесного привода на полный привод. Это дает им универсальность для работы как на дороге, так и вне ее. Когда задействована система полного привода, две оси вращаются с одинаковой скоростью. Межосевого дифференциала обычно нет. По этой причине не следует использовать частичный полный привод на сухом асфальте. [2] При эксплуатации на любом расстоянии на сухом асфальте повреждение шин и трансмиссии очень вероятно. [2] Транспортное средство движется по бездорожью и обычно имеет большую высоту посадки.Это позволяет без повреждений преодолевать препятствия на неровной поверхности. Даже при использовании на дороге с приводом на два колеса эта система не обеспечивает экономию топлива сопоставимого автомобиля с полным приводом. Блокирующие ступицы доступны на некоторых моделях. [2] Они помогают сократить расход топлива за счет отключения дифференциала переднего моста.

Постоянный полный привод [изменить | изменить источник]

Это оригинальный полный привод. Он был и остается рассчитанным на серьезное бездорожье. [3] Обычно на постоянных четырехколесных приводах блокируются дифференциалы. Они предотвращают проскальзывание одного колеса на той же оси, если другое имеет тягу. Эти системы не имеют хорошего расхода топлива из-за их обычного веса. [3]

2009 Ford Edge с возможностью выбора AWD

Полный привод [изменить | изменить источник]

Система полного привода (AWD) использует межосевой дифференциал для передачи определенной мощности на обе оси в зависимости от условий. Полный привод не предназначен специально для езды по бездорожью, но предназначен для тяги в дождь, снег или лед на дороге.Рамные внедорожники с кузовом обычно предназначены для использования на бездорожье. Кроссоверы Unibody обычно оснащаются только более легким полным приводом. Однако цельный Grand Cherokee и недавно разработанный Durango доступны с полным приводом.

Неполный полный привод [изменить | изменить источник]

Неполный полный привод (AWD) при нормальных условиях работает как передний привод. [3] При потере тяги по какой-либо причине система автоматически передает часть мощности двигателя на задние колеса. [3] Как только система обнаруживает хорошее сцепление с дорогой, она отключает задние колеса и переключает обратно на передний привод. Это менее дорогая система, которая снижает вес транспортного средства (обычно автомобиля). Это делает его популярным на компактных автомобилях. Как правило, он обеспечивает лучшую экономию топлива, чем полноприводные автомобили. У них нет ни малой дальности, ни раздаточной коробки. [3]

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *