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.

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.

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.

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.

Как работает полный привод: виды и электронные системы

Не все автомобилисты знают, как работает полный привод, какими особенностями обладают ТС, оснащённые такой трансмиссией. И точно также не все машины, которые принято считать полноприводными, в полной мере соответствуют этому. В этом материале мы постараемся ответить на данный вопрос максимально точно и развернуто.

Общий принцип: как работает полный привод

Полноприводные машины в городской среде ничем не отличаются от авто, имеющих только задние или передние ведущие колеса. Это обусловлено особенностями работы трансмиссии. Например, постоянный полный привод у Рено Дастер распространяется на переднюю ось. Назад крутящий момент передается с помощью подключаемой муфты.

Также может быть обратная схема полного привода. Различие состоит в постоянном приведении в действие задних колес. Передняя ось остается подключаемой. К отдельной категории относятся автомобили, имеющие постоянный полный привод.

В полном приводе ведущими являются сразу 4 колеса

Как работает подключаемый полный привод?

Эта система положила начало появлению в автомобилестроении техники с четырьмя ведущими колесами. Она функционирует за счет жесткого подключения передней оси. Дифференциал здесь отсутствует, а все колеса движутся с одинаковой скоростью.

Дифференциал является механическим устройством, осуществляющим прием и распределение крутящего момента между колесами в определенной пропорции. Этот узел способен автоматически компенсировать скоростную разницу в движении.

Один из типов полного привода: подключаемый

Суть работы дифференциала состоит в том, чтобы направлять момент к ведущим осям, позволяя им вращаться с разной скоростью.

Колеса автомобиля имеют одинаковую скорость вращения, пока он движется прямо. В случае совершения поворотов и других маневров этот показатель изменяется в зависимости от конкретных условий. Одно колесо может начать вращаться быстрее других, как и мосты.

Full-time

Из-за недостатков конструкции полного привода, который подключается, автомобильные инженеры принялись за разработку системы 4WD, лишенной их. В ней обе оси являются ведущими, имеющими свободный дифференциал. Если возникает пробуксовка, то избыточная мощность гасится внутренним сателлитом в редукторе. Это позволяет машине всегда иметь две ведущие оси.

Система полного привода еще не делает из кроссовера внедорожник

Тонкость в том, что полный привод будет функционировать корректно, если одна из пар колес не начнет пробуксовывать. Тогда вторая ось также будет отключаться. Для нивелирования данной конструктивной особенности такая полноприводная система дополнительно оснащена минимум одной блокировкой дифференциала, которая включается принудительно. В отдельных случаях их может быть две.

Система AWD

Модернизация полного привода продолжается по сей день. Еще одним его подвидом является система, которая полностью управляется электронным блоком. Она способна перебрасывать крутящий момент в зависимости от определенных условий эксплуатации. Для повышения маневренности и контроля над транспортным средством появилась прогрессивная электроника, например, системы:

• курсовой устойчивости;
• противоскольжения;
• стабилизации;
• распределения крутящего момента.

Примерно так помогает управлять авто система курсовой устойчивости

Всем управляют электронные блоки, получающие сигналы с датчиков ABS. Именно они считывают скорость на каждом колесе.

Какие полноприводные авто эксперты не считают таковыми?

Если двигатель автомобиля и трансмиссия вращают все четыре колеса, это еще не указывает на то, что машина относится к классу внедорожников и сможет преодолеть любые препятствия на своем пути.

Конечно, тот же Рено Дастер сможет проехать по бездорожью. Его геометрическая проходимость оставляет позади конкурентов. Но технические характеристики далеки от идеала. Именно поэтому не стоит на автомобилях с номинальным полным приводом заезжать в болота, пытаясь всем доказать, что они смогут преодолеть невероятные препятствия. Иначе придется далеко идти за трактором, без которого застрявшую машину не вытащить.

Разбираться и понимать, как работает система полного привода, нужно тогда, когда машина используется вне асфальтированных покрытий – по грунтовым, лесным, песчаным дорогам. Именно там могут пригодиться все четыре ведущих колеса, поскольку моноприводным автомобилям в таких условиях будет невероятно сложно. Они скорее всего застрянут в самом начале.