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.
Устройство переднего привода автомобиля.
Выделяют три типа компоновки силового агрегата при переднем приводе
:
- Последовательная компоновка, при которой двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси;
- При параллельной компоновка двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте;
- Последний тип — «этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией.
Современные технологии позволяют практически уравнять передне- и заднеприводные автомобили с точки зрения потребительских качеств, безопасности и управляемости, но мы все-таки разберем преимущества и недостатки переднеприводных автомобилей. Итак, о преимуществах:
- переднеприводные автомобили
, как правило, более компактны, их сборка менее затратная, следовательно, они более экономичны и дешевы; - в связи с тем, что передние ведущие колеса нагружены достаточно сильно за счет двигателя, проходимость у переднеприводного автомобиля в большинстве случаев значительно лучше, чем у машины с задним приводом ;
- при недостаточном опыте вождения, переднеприводный автомобиль
легче освоить, особенно при парковке в зимнее время, так как его ведущие колеса направляют автомобиль более точно к месту стоянки; - вырабатываемая двигателем энергия используется при повороте с большим КПД, так как передние приводящие колеса поворачиваются, а не движутся по касательной;
- в салоне нет необходимости размещать карданный тоннель, из-за отсутствия в конструкции кардана, в связи с чем увеличивается объем кабины.
Однако, не смотря на большое количество положительных моментов, автомобили с передним приводом
обладают и достаточным количеством недостатков, а именно:
- у них плохая, в сравнении с задним приводом, маневренность в поворотах из-за ограниченности угла шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС);
- по причине одновременного выполнения передними колесами двух функций — тяги и поворота, задние колеса просто «тащатся» за ними, что приводит к недостаточно «острой» управляемости;
- двигатель жестко закреплен с кузовом автомобиля, а это приводит к передаче вибраций от силового агрегата на кузов;
- при разгоне машины на ее рулевое колесо передается реактивное усилие;
- из-за перераспределения при старте нагрузки назад, передние колеса разгружаются, что приводит к пробуксовке автомобиля;
- для переднеприводного автомобиля действует ограничение по мощности. При установке двигателя мощнее 200 л.с. значительно увеличивается нагрузка на узлы ходовой части, что приводит к плохой управляемости машины.
Все сказанное выше говорит о том, что прежде чем начать управлять переднеприводным автомобилем
, нужно досконально изучить теорию, по возможности с опытным инструктором. Особо внимательным нужно быть при вождении по скользкой дороге и помнить, что выход из заноса на заднеприводных и переднеприводных машинах отличаются кардинальным образом.
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.
Задний привод: история и особенности
Первые автомобили выпускались по заднеприводной схеме. Это объясняется более простым расположением двигателя, коробки передач, редуктора заднего моста вдоль продольной линии корпуса авто. Гибкость соединения обеспечивает карданный вал.
Задний привод
Задний мост, в кожухе которого размещены две полуоси с колесами, расположен под прямым углом к оси кардана. Для такой компоновки пришлось создать полноразмерный редуктор. Сложность его устройства кроется в независимости двух задних колес: при повороте внутреннее движется быстрее, чем внешнее.
Работу редуктора увидеть довольно просто: достаточно приподнять домкратом одно из задних колес, запустить двигатель и включить передачу (подложив под передние колеса башмаки). Стоящее на асфальте колесо будет неподвижно, а висящее в воздухе начнет крутиться. Это работа дифференциала, распределяющего крутящий момент между полуосями заднего моста.
Виды привода, используемые на авто
На автомобилях нашли применение три вида полного привода, отличающиеся между собой как конструктивно, так и по особенностям работы:
- Постоянный полный привод
- С автоматически подключаемым мостом
- 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.
Какой привод все-таки лучше?
Рассмотрев отличия заднего привода и переднего привода, можно сделать вывод, что второй тип выигрывает по многим показателям. Также он выгоднее по расходу топлива. В среднем езда на машине с передним приводом экономичнее передвижения на авто с задним приводом. Разница может достигать 7 %.
В заднеприводных авто нет приводных валов, поэтому наибольший радиус поворота рулевых колес будет больше, а угол разворота – меньше, что очень уместно в условиях города.
Объективно сказать, какой привод лучше – передний или задний, на самом деле затруднительно. Многие компании-производители отмечают, что переднеприводные машины в изготовлении намного дешевле. Поэтому они сбываются по более доступным ценам.
Более низкая стоимость – это основное преимущество переднего привода перед задним. Можно смело сказать, что благодаря низкой стоимости первый тип трансмиссии считается самым распространенным. Переднеприводные автомобили производятся чаще, чем с машины с задним и полным приводом вместе взятые. Второй причиной большой популярности переднего привода является его простота в использовании на скользкой дороге.
Переднеприводные авто намного доступнее, экономичнее. Они конструктивно простые и менее требовательные к мастерству водителя. Задний привод специалисты рекомендуют использовать только в том случае, если у вас есть приличный опыт вождения за плечами и теперь вы хотите не просто водить авто, а получать массу удовольствия от самого процесса управления машиной.
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.
Сравнение двух типов привода: их достоинства и недостатки
Несмотря на различия в деталях компоновки, передний привод создан с размещением мотора в районе передних колес. Заднеприводная же схема более гибка в этом плане и позволяет мотору находиться где угодно. Существует переднемоторная, среднемоторная (перед ведущими колесами) и заднемоторная компоновка. Чтобы понять, чем отличается задний привод от переднего на практике, надо сопоставить их сильные и слабые стороны.
Переднемоторная, среднемоторная (перед ведущими колесами) и заднемоторная компоновка
Плюсы задних ведущих колес
- Задний привод позволяет добиться высокой маневренности машины из-за меньшего ограничения на углы поворота передних колес.
- Хорошая устойчивость на грунте: ведущая пара работает по уже проложенной передней парой колее.
- Вытянутая связка (мотор, управляемые передние колеса и ведущие задние) позволяет более мягко управлять машиной при заносе – неконтролируемом сносе с полотна ведущей пары.
- При старте с места масса кузова переносится назад, увеличивая сцепления покрышек с дорогой.
Недостатки
- Задний привод более склонен к заносу.
- Такая схема требует большего рабочего объема, не позволяя минимизировать кузов.
