Полный привод грузовых автомобилей, краткий ликбез по схемам 4х4, 6х6, 8х6 и 8х8.

Что такое полный привод, типы и схемы, преимущества и назначение? Какой привод лучше, 8х6 и 8х8? Что еще нужно знать при выборе автомобиля с использованием полноприводной схемы подачи мощности на колеса? Наиболее оптимальные схемы привода для Российских (синоним жестких) условий эксплуатации? — это часты вопросы от покупателей техники. Отвечаем сжато.

Полный привод колёс грузовых автомобилей, часто называемый вэдовый, (или полный 4×4, 4WD, AWD и т.п.), это тип конструкции ходовой части и трансмиссии автомобиля, с использованием подачи момента на всех колеса, или AWD All Wheel Drive. Полный привод колёс обозначается с помощью осевой формулы, где первое число количество колес, второе число количество колёс с приводом. Типичные, и редко встречающиеся осевые формулы бывают 2×2, 3х3, 4×4, 6×6, 8×8, 10х10, 12×12, и даже 24×24. Где совсем уникальные 2х2 это моторизированные одноосные тягачи для сцепки с оборудованием, трех колёсные схемы 3х3 это трехопорные специальные грузовики, а 24-24 это многоосные с 12 осями транспортные системы для тяжелых грузов. Наиболее типичные привода, массово используемые и по-настоящему эффективные, это приводные грузовики 4х4, 6х6 и 8х8.

Не описанный в статье привод грузовых автомобилей по схеме 8х6, в силу малой полярности на рынке, имеет место быть в жизни. Этот вид подачи мощности часто представляет модернизацию транспортного средства с целью повышения ряда характеристик — проходимости и грузоподъемности. Поэтому за образец берётся трехосный грузовой внедорожник 6х6, в межосевое расстояние которого вкатывают ось. Эта ось может быть подъемная (пушер, или ленивец) и управляемая. Использование базовой машины 6х6 делает привод с подачей мощности на первый мост, хотя бывают и переделки, на которых первый мост не имеет привода. В целом эти доработки часто делают кузовные мастерские под заказ клиента, но иногда это есть заводской тип машины, разработанный исключительно с чистого листа. Второй мост, через который должен проходит кардан долен имеет выемку в средней части, по этой причине такие машины не всегда являются вездеходами, а лишь машинами повышенной проходимости, или обладающие высокой стабильностью работы в условиях сколькой поверхности. Это дорожные тяжелые тягачи, грузовые эвакуаторы, или коммунально-уборочные магистральные машины. На схеме: 1-силовой агрегат; 2-сцепление; 3-коробка передач; 4-раздаточная коробка; 5-вал отбора мощности; 6,8,11-коелсные приводные мосты; 7,9,10-карданная передача.

Полный привод колёс грузовых автомобилей ассоциируется преимущественно с вездеходами, ведь дополнительным преимуществом таких шасси еще является повышенной дорожный просвет, усиленные рамы, и другие атрибуты повышенной проходимости. Но современный автомобиль грузового назначения, это уже не только автомобиль вездеход, но и просто многофункциональный транспорт где использование всех приводных колёс, это признак универсальности и повышенной безопасности. Это стало следствие новых технологий, где помимо механической передачи мощности с помощью карданных валов, стали применять гидростатические схемы подключения части осей, для преодоления кратковременных препятствий. Схема полного привода так же отлично себя зарекомендовала в коммунально-уборочной технике, где высокие требования к тяге на колёсах особенно зимой. Для некоторых других грузовых авто, полноприводная ходовая часть обеспечивает наиболее эффективное использование мощности двигателя при любом режиме движения, улучшается управляемость, особенно на скользких покрытиях.

Итак, полный привод всех колёс автомобиля, это тип конструкции трансмиссии шасси, позволяющая передавать крутящий момент (или мощность, в случае применения гидропривода колёс), создаваемый двигателем, на все осевые агрегаты, с использованием в качестве метки для быстрого обозначения схему *х* , на которой спаренные колёса на одной полуоси учитываются как одно колесо.

Самый популярный тип полного привода грузовых автомобилей, который имеет золотую середину с точки зрения стоимости и характеристик проходимости с грузоподъемностью. Это привод с тремя приводными осями 6х6, на примере грузовика экстремальной проходимости MAN KAT 6×6. По компоновке привода это типичный внедорожник, с использованием силового агрегата (1), который сблокирован с коробкой смены передач моноблочного типа в составе гидротрансформатора (2), коробки смены передач (3) и раздаточной коробки (11). От РК момент идет на единственный передний мост (13), и на заднею тележку с помощью карданных валов (9,10,12), с использованием дополнительного редуктора на втором мосты, который объединяет в себе дифференциал и механизма его блокировки.

Компоновка и способы передачи мощности на колёсах многоосных грузовых автомобилей. Типичная схема привода на грузовом транспорте, и на грузовых автомобилях повышенной проходимости, внедорожные автобусы, и сконструированные на базе полноприводных шасси, без описания типа общей компоновки (вагонная, кабина над двигателем, палубная, или заднемоторная) имеют силовой агрегат, расположенный продольно, в одном блоке со сцеплением и коробкой передач. Крутящий момент передаётся через промежуточный карданный вал на раздаточную коробку, либо раздаточная коробка может быть в одном блоке с коробкой передач.

Четыре приводных колёсных моста на многоосном автомобильном шасси MAN SX 8×8, уже требует иного подхода к проектированию. Данный автомобиль является одним из самых законченных и совершенных шасси, характеристики которого как проходимости, надежность и ресурс допускают использования машины исключительно в условиях сильнопересечённой местности, по времени использования 24/365 т.е. в 100% от общей наработки машины. Поэтому общая конструкция машины представляет собой больше многоосный промышленный трактор, нежели автомобиль. Конструкция вездехода MAN 8×8 разработана с чистого листа, с полной увязкой между собой компоновки, двигателя, трансмиссии, мостов, рамы и подвески. Как пример совершенной машины, можно выделить в составе привода использованием мостов специальной серии для «тяжелых условий». Это мосты совместного производства Steyr, MAN, ZF, Mercedes. Мосты имеют рычажно-пружинную подвеску колёс, с активными гидравлическими стойками, два типа ширины колеи, бортовые планетарные редуктора разнесённой главной передачи, и механизм блокировки. Подача момента на первый и последний мост обеспечивается разделительным редуктором, который установлен в картере главной передачи второго и третьего моста.

Раздаточная коробка или РК это редуктор, часто имеющий дополнительные передачи для расширения диапазона трансмиссии, с главной функцией распределения мощности между передними и задними осями, поэтому РК устанавливается между осями. От раздаточной коробки карданные валы передают крутящий момент на передние ведущие мосты и на задние осевые приводные агрегаты, включая использование приводной тележки, или мостового блока, который может состоять из двух мостов, и даже трех, или быть выполнен с использованием задней тележки из качающегося блока, из четырех колес с тандемным продольным балансиром, по типу тележки автогрейдеров или самосвалов Moxy. Часто при этом средний мост выполнен проходным, включая второй колёсный мост при использовании схемы 8х8, с применением дополнительного цилиндрического редуктора с дифференциалом, и от него к заднему идёт карданный вал. На некоторых грузовых автомобилях с трехосной схемой, момент на третий мост идет дополнительным карданным валом от раздаточной коробки, с тремя выходами на кардан.

Главная особенность привода 4х4 от компании Mercedes-Benz на автомобилях Unimog, это использование уникальной рычажно-пружиной подвески колес, с жесткими мостовыми балками с П-образной портальной конструкцией, и с оригинальной концепцией ходового аппарата с фирменным названием «дышло». Ходовая часть данной конструкции с использованием рычага, который имеет жесткое крепление к картеру моста, и шарнирное крепление к раздаточной коробке, передает продольные динамические и тормозные усилия на кузов машины. Карданные валы в свою очередь находятся внутри трубы-дышла, с защитой от ударов. Использование длинноходной подвески колес на основе витых пружин с прогрессивной характеристикой упругости за счет переменного шага витков и рычага подвески позволяет трактору иметь малую массу, большой динамический ход колес и плавность хода, при сохранении главного преимущества тракторных шасси — высокий клиренс, и возможность скоростной езды по сильнопересеченной местности. Подвеска с помощью оригинальной ходовой части, допускает ход колеса в 550 мм, что особенно важно при пересечении холмистой местности, с постоянным контактом колеса с опорной поверхностью, и как следствие с постоянным тяговым усилием на всех колесах при пересечении дорожных неровностей.

Полный привод всех колёс бывает постоянный, с постоянной передачей мощности на все оси, и с подключением по требованию. Во втором случае это самая надежная схема полного привода: при нормальной эксплуатации момент передаётся только на одну ось, или на привод колёс задней тележки, а при необходимости подключаются дополнительные оси. Подключение производиться с помощью раздаточной коробки. При подключении осей «жестко», без использования дифференциала, или включения его блокировки, все связанные между собой колеса вращаются с одинаковой скоростью, что повышает значительно проходимость, но создаёт некоторые ограничения: полный привод можно использовать только на покрытиях, допускающих проскальзывание колес (грязь, песок, снег, лед и т. п.). При жесткой связи ведущих мостов в трансмиссии может возникнуть циркуляция мощности, что приводит к опасным рывкам и значительному снижению ресурса. Обе схемы привода имеют свои преимущества, и недостатки. При выборе механизма распределения мощности необходимо знать условиях эксплуатации, регион, и нагрузки, возникающие на транспортном средстве. От полученной информации можно сделать предложение по выгодной осевой схеме, и типу привода. Самые тяжелые условиях эксплуатации с высокими нагрузками могут потребовать применения четырёхосной схемы привода на односкатных колёсах крупногабаритного типа, неглубокие карьеры обычно используют трехосные внедорожные самосвалы как средство преодоления скользкой поверхности при движении на подъем и более полного использования тормозной мощности машины за счет торможения двигателем и встроенным гидродинамическим тормозом. Компактные машины с осевой схемой 4х4 это чаще всего коммунальный транспорт, где полный привод — это способ увеличения производительности, например, в зимний период при уборке снега.

Общее устройство грузового автомобиля

Независимо от особенностей конструкции грузовой автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя, кузова, шасси.

Двигатель

Двигатель — источник механической энергии, необходимый для движения автомобиля. В двигателе внутреннего сгорания тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива в его цилиндрах, преобразуется в механическую работу.

На автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием и с самовоспламенением, а также электрические.

Кузов

Кузов — часть автомобиля, предназначенная для размещения груза или для размещения водителя и пассажиров. Кузов состоит из кабины 1 и грузовой платформы 2. К нему относят также капот, облицовку и крылья.

Шасси

Шасси — опорное устройство, необходимое для передвижения автомобиля. В шасси входят все механизмы и агрегаты, предназначенные для передачи усилия от двигателя на ведущие колеса, а также для управления и передвижения автомобиля.

Шасси включает в себя:

• трансмиссию
• ходовую часть
• рулевое управление
• тормозную систему

Трансмиссия представляет собой совокупность механизмов, передающих вращающий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, а также изменяющих вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по величине и направлению.

Трансмиссия состоит из:

• сцепления 3
• коробки передач 4
• карданной передачи 5
• ведущего моста 6

Рис. Составные части автомобиля: 1 — кабина; 2 — грузовая платформа; 3 — сцепление; 4 — коробка передач; 5 — карданная передача; 6 — ведущий мост.

Сцепление необходимо для кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии при переключении передач и для плавного их соединения при трогании с места.

Коробка передач (КП) предназначена для изменения вращающего момента на ведущих колесах, скорости и направления движения автомобиля путем ввода в зацепление различных пар шестерен.

Карданная передача служит для передачи вращения от вала коробки передач к ведущему мосту под некоторым углом.

Ведущий мост состоит из механизмов, с помощью которых происходит увеличение вращающего момента и вращение валов передается к ведущим колесам под прямым углом.

Ходовая часть предназначена для передвижения автомобиля. Вращательное движение ведущих колес при их сцеплении с поверхностью грунта преобразуется в поступательное движение автомобиля.

Рулевое управление необходимо для изменения направления движения автомобиля.

Тормозная система служит для замедления скорости движения и остановки автомобиля.

Компоновки грузовых автомобилей

Грузовые автомобили:
а, б — двухосные;
в — трехосные;
г —четырехосные;
д — многоосные

Грузовые автомобили с различными кузовами:
а — самосвал;
б — фургон;
в — автоцистерна-полуприцеп

Компоновка грузовых автомобилей, прицепов, полуприцепов связана в основном с количеством осей и исполнением грузового пространства. Количество осей зависит от полной массы автомобиля и разрешенной нагрузки от отдельной оси на дорогу (см. законодательные ограничения). Чем большую массу груза (или специального оборудования) необходимо перевозить, тем большее число осей должен иметь грузовой автомобиль.

Несущая система большинства грузовых автомобилей выполнена в виде рамы, двигатель расположен продольно спереди, ведущие колеса задние (классическая компоновка). Автомобили, предназначенные для движения как по дорогам, так и по бездорожью, имеют все ведущие колеса (полноприводная компоновка), но спроектированы они на базе дорожных грузовых автомобилей классической компоновки. Лишь незначительная часть грузовых автомобилей, предназначенных преимущественно для движения вне дорог, имеют компоновку, отличающуюся от классической (автомобили-амфибии, специальные автотранспортеры и т. д.).
Легкие грузовые автомобили (полной массой до 3,5 т) могут базироваться на шасси легкового автомобиля, в таком случае их компоновка аналогична компоновке базового легкового автомобиля.