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.

Что такое полный привод и как он работает?

Много вопросов сегодня вызывает система полного привода автомобиля. Что это? Где устанавливается? Из чего состоит? Какой принцип работы? Какие преимущества и недостатки? На эти и многие другие популярные вопросы мы постараемся исчерпывающие ответить в данной статье.

Что такое полный привод, для чего он нужен?

Полный привод или другим словами 4WD (4х4), конструкционный вид трансмиссии, которой оснащается автомобиль. Эта система позволяет одинаково распределять крутящий момент на колеса. До 80-х годов прошлого века, автомобили оснащённые приводом 4на4 ассоциировались с вездеходами или машинами высокой проходимости.

Однако сейчас, многое изменилось, полным приводом оснащаются не только вездеходы, внедорожники и кроссоверы, но и седаны, и универсалы. Полноприводными могут быть не только машины ведущих зарубежных производителей. Авто отечественного производства также могут быть оснащены приводом 4х4. Давайте разберёмся, что же скрывается за загадочной аббревиатурой 4WD.

Конструкция трансмиссии авто с приводом 4WD (Four-wheel drive) выполнена таким образом, что возможна передача крутящего момента на все колеса сразу. Крутящим моментом можно назвать некий сборщик сил лошадок, что собраны под капотом — т.е. в двигателе авто. Чем больше крутящего момента, тем соответственно быстрее работает и набирает ход автомобиль. Крутящий момент полностью зависит от объёма движка.

Авто с передним приводом — это то, где ведущий колеса находятся спереди (передний мост). В таком авто тяга двигателя передаётся на передние колеса. В машине с задним приводом ведущими являются задние колеса (задний мост).

В полноприводной машине нет одного ведущего моста, ведущими становятся все оси. Тяга движка равномерно или в определенном соотношении передаётся на все пары колес.

Автомобиль оснащённый полноприводной системой даёт возможность улучшить управляемость, проходимость авто и динамику разгона, он быстрее и шустрее разгоняется. Поскольку, все четыре колеся «толкают» машину вперёд. Автомобиль 4на4 показывает лучшую проходимость зимой, на льду, в межсезонье: скользкие дороги, размытый грунт, и бездорожье.

Устройство полного привода

Типовая полноприводная трансмиссия авто состоит из следующих элементов, выполняющих свои функции:

1. Коробка переключения передач (механическая или автоматическая);
2. Муфта многодисковая или раздаточная коробка;
3. Дифференциал межосевой;
4. Карданный вал;
5. Дифференциалы(задние или передние);
6. Элементы управления.

Самыми известными полноприводными системами являются:

1. 4Matic фирмы Mercedes;
2. All wheel control от фирмы Mitsubishi;
3. 4motion от Volkswagen
4. Quattro от Audi;
5. ATTESA от компании Nissan;
6. xDrive от BMW;
7. VTM-4 от Honda.

Принцип работы

Принцип работы полного привода — сочетание и совокупность технических решений, что обеспечивает временную или постоянную возможность иметь ведущими все колёсами одномоментно, т.е. сразу.

Схема 4х4 определяет каким образом ведущие оси (передняя и задняя) будут включены в раздачу мощности от двигателя. Наглядно работу современного полного привода можно увидеть на видео, ниже.

Виды полного привода

Значительное число автолюбителей уверены, что практически все внедорожники оснащены одинаковой системой 4х4. Однако, это не так и вводит в заблуждение многих. Какие же тогда бывают виды полноприводных систем?

Существуют следующие виды, имеющие свои функциональные особенности:

1. Подключаемый.
2. Постоянный.
3. Автоматически подключаемый.

Подключаемый.
В авто, ведущей осью является один из мостов. Подключается колёсная формула 4х4 водителем вручную, с помощью рычагов или кнопок управления. Тогда, к ведущий оси подключается дополнительная ось, и автомобиль временно превращается в полноприводной. Подключает дополнительную ось водитель для того, чтобы: преодолеть достаточно сложный участок дороги, труднопроходимую местность, либо бездорожье.

Подключаемый полный привод частое используемое решение для автомобилей с высокой проходимостью — внедорожников.

Постоянный полный привод.
Этот вид 4х4, где крутящий момент передаётся от движка на все колеса сразу. Используется на различного класса автомобилях с поперечной или продольной схемой расположения двигателя. Современные системы 4на4 оснащаются самоблокирующимися дифференциалами. Они могут распределять мощности в разных соотношениях по осям.

Постоянный полный привод

Постоянный полный привод является прогрессивной системой, которая создаёт динамику и активную безопасность при вождении. Так как электроника контролирует и координирует функционирование и работу системы 4х4. Для этого, в электронику направляются сигналы от датчиков скорости вращения колес. После, идёт моментальное измерение соотношения мощности.

К недостаткам системы постоянного полного привода можно отнести: повышенную нагрузку на элементы трансмиссии, дороговизну конструкции и повышенный расход топлива в сравнении с другими видами привода.

Автоматически подключаемый.
Система автоматического подключения полного привода разработана так, чтобы на основании данных с датчиков, автоматически включать к ведущей оси дополнительную. Основным ведущим мостом может быть любой: задний или передний. Автоматически подключаемая система срабатывает в тот момент, когда зафиксирована разносить во вращении колес.

В обычном состоянии езды, автомобиль с таким типом приводя является моноприводнойным. Система подключается, когда идёт пробуксовка авто. Недостатком является, то что независимо от высокой точности датчиков и техники, только водитель может видеть перед собой сложный участок трассы и заранее подключить полный привод, без ожидания, когда автомобиль начнёт буксовать, к примеру на участке с размытым грунтом.

Преимущества и недостатки

Наличие полного привода имеет свои преимущества и конечно же недостатки. Главными плюсами такого авто являются:

1. высокая безопасность и повышенная устойчивость машины на разных покрытиях;
2. повышение проходимости;
3. улучшенная динамика движения, использование силовой установки более эффективно;
4. резвость и шустрый старт без задержки или пробуксовки обычное дело для авто с формулой 4на4.

К минусам можно отнеси следующее:

1. сложная конструкция;
2. повышенное потребление топлива;
3. большая металлоёмкость самой трансмиссии;
4. к тому же, полноприводной автомобиль дороже в цене, по сравнению с моноприводной машиной. Соответственно более дорогой ремонт автомобиля из-за сложной конструкции.

Заключение

Несмотря на все недостатки автомобилей с полным приводом, с каждым годом спрос на авто с 4на4 формулой не идёт на спад. Вероятнее всего, постоянный спрос, рождает предложение. Такие машины пользуются огромной популярностью у автолюбителей. Окончательный выбор при покупке автомобиля с тем или иным приводом решать потенциальному владельцу.