Автомобили с постоянным полным приводом: в бездорожье или по паркету?

Компоновка полного привода

«Классическая»

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля с раздаточной коробкой.

Трансмиссия трёхосного полноприводного автомобиля ЗИЛ-157.

Грузовые автомобили повышенной проходимости, автобусы, сконструированные на их базе (ПАЗ-3206, штабные автобусы на шасси ГАЗ-66), внедорожники, начиная с Willys MA и ГАЗ-64.

Один из самых компактных в мире классических внедорожников с несущим кузовом — российская LADA 4×4 ВАЗ-2121.

Двигатель размещён продольно, в одном блоке со сцеплением и коробкой передач. Крутящий момент передаётся через промежуточный карданный вал на раздаточную коробку (ГАЗ-63, ГАЗ-69), впрочем, раздаточная коробка может быть в одном блоке с коробкой передач (УАЗ-469, УАЗ-452). От раздаточной коробки карданные валы передают крутящий момент на передний ведущий мост и на задний (или на тележку, если автомобиль трёхосный и более). Средний мост при этом проходной, от него к заднему идёт карданный вал. На выпускавшихся ранее трёхосных ЗИС-151, ЗИЛ-157, КрАЗ-214 отдельный карданный вал шёл к среднему мосту, а к заднему подходили последовательно два карданных вала с промежуточным подшипниковым узлом, установленным на среднем мосту.

На основе переднего привода

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля на основе переднеприводного с продольным расположением двигателя.

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля на основе переднеприводного с поперечным расположением двигателя.

На основе переднеприводных легковых автомобилей многие фирмы, особенно японские (родоначальником в 1971 году стала фирма Subaru), выпускают версии с приводом на заднюю ось (как отключаемым, так и постоянно включенным). Встречаются модели как с продольным расположением двигателя, например, Subaru Leone, Audi Quattro и т.д., так и с поперечным (представлены в настоящее время в большинстве случаев). Штатная коробка передач переднеприводного автомобиля (как механическая, так и автоматическая) изменена, установлен редуктор отбора мощности к задней оси, крутящий момент передаётся через карданный вал на заднюю ось. Дифференциал с блокировкой (если он есть, на моделях с постоянным приводом) находится в картере коробки передач. На автомобилях с отключаемой задней осью подключение её производится или рычагом, или кнопкой (вакуумный сервопривод с электрическим управлением). Многие легковые автомобили с полным приводом имеют защиту поддона картера двигателя, дорожный просвет не увеличен в сравнении с переднеприводной моделью (используются одни и те же детали подвески).

Subaru Leone Break 4WD (1972) — Первый в мире дорожный переднеприводный легковой автомобиль дооснащенный полным приводом

Из советских легковых автомобилей эту компоновку имели автомобили ЛуАЗ-967 и ЛуАЗ-969, на них устанавливался двигатель воздушного охлаждения автомобилей «Запорожец», изменённая коробка передач имела подключаемый вал отбора мощности к задней оси. Однако эти автомобили изначально относились к категории внедорожников.

С задним расположением двигателя

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля на основе заднеприводного с продольным расположением двигателя.

Subaru Sambar 4WD, Япония. Откинув задний бампер, можно получить доступ к двигателю.

До 2010-х существовало небольшое количество моделей полноприводных автомобилей с заднемоторной компоновкой, например, фургоны и микроавтобусы Subaru Sambar/Domingo, малотоннажные грузовики (грузоподъёмностью около 500 кг) других японских фирм, например, Honda. Основной привод на заднюю ось, коробка передач объединена с главной передачей. Привод на переднюю ось отключаемый или постоянно включен. Доступ к двигателю происходит через откидной задний бампер или через разбираемый пол в салоне микроавтобуса. Подвеска колёс независимая.

VW T3 Syncro Doppelcabine Lastwagen, Германия-Австрия

В Австрии фирма Steyr по заказу VAG выпускала в 1985-1992 гг. полноприводную версию Syncro заднемоторного микроавтобуса Volkswagen Transporter T3. С конца 1980-х модель Transporter Syncro предлагалась еще и в кузовах фургон и пикап, а также премиальных исполнениях Caravelle и Carat.

Некоторые колёсные бронированные машины также имеют заднее расположение двигателя (например, БРДМ-2, БТР-60), но в их конструкции используются агрегаты от «классических» грузовых полноприводных автомобилей (двигатель с коробкой передач, раздаточная коробка).

Передний привод (FWD)

На сегодняшний день, это наиболее распространенный тип привода. Комбинация, двигатель/коробка переключения передач расположены спереди, зачастую поперек центральной оси автомобиля. Вся мощность, как следует из названия, идет на колеса передней оси.

Всего выделяется шесть разновидностей переднеприводной компоновки:

Двигатель установлен продольно, перед передней осью

Двигатель установлен продольно, за передней осью

Двигатель установлен продольно, над передней осью

Двигатель установлен поперечно, перед передней осью

Двигатель установлен поперечно, за передней осью

Двигатель установлен поперечно, над передней осью

Также выделяют три типа компоновки самого силового агрегата при переднем приводе:

Последовательная компоновка — двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси

Параллельная компоновка — двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте

«Этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией

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.

Подключаемый полный привод

Эта схема полного привода является самой простой, а, следовательно, и самой надежной. Но каких-либо сверх чудес от нее ожидать не стоит. Вся ее суть должна быть понятна из названия. В автомобилях с такой трансмиссией постоянно крутящий момент от двигателя передается только на одну ось. В зависимости от модели такими постоянно ведущими колесами могут быть как передние, так и задние. Последний вариант встречается чаще, так как он более практичный в плане обслуживания и ремонта.

Собственно, полный привод может подключаться вручную, когда, по мнению водителя, он поможет преодолеть сложный участок дороги

При этом, важно понимать, что подключаемый полный привод реализован таким образом, что все четыре колеса взаимосвязаны между собой жестко. То есть, независимо от дорожных условий, поворота руля и так далее – все четыре колеса вращаются с одинаковой скоростью

Как это работает на бездорожье? При включенном полном приводе на таких автомобилях все колеса «молотят» одинаково, независимо от того, какое покрытие находится под каждым из них. Например, если три колеса наедут на очень скользкую поверхность (лед, рыхлый снег, грязь), а одно останется на более или менее твердой поверхности, то именно последнее и «вытянет» машину из этой ситуации.

Исходя из этого, получается, что такой полный привод абсолютно недопустимо использовать на нормальных дорогах с твердым покрытием. Это приведет не только к повышенному износу покрышек, но также может в один миг вывести из строя всю трансмиссию. Также из принципа работы подключаемого полного привода следует, что для обеспечения лучшей динамики и управляемости – технология не подходит.

Плюсы полного привода «part-time»

Собственно, достоинств у полного привода подключаемого типа не так уж и мало:

  • сравнительная простота устройства;
  • возможность существенно увеличить проходимость автомобиля при необходимости;
  • неприхотливость при правильной эксплуатации;
  • невысокая стоимость обслуживания;
  • не особо повышает шумность в салоне (по крайней мере, не выделяется на фоне остального шума);
  • идеально подходит для периодического преодоления участков с грязью, размокшей глиной, песком, рыхлым и затвердевшим снегом.

В некоторых ситуациях подключаемый полный привод позволяет избежать проблем при движении в горку по сколькому покрытию. Там, где передний или задний привод не «вытащит», подключенный полный – увеличит проходимость в полтора-два раза.

Минусы полного привода «part-time»

«Благодаря» относительной простоте, подключаемый полный привод имеет несколько недостатков:

  • системой придется управлять вручную;
  • наличие подключаемого полного привода не дает никаких преимуществ на скользких дорогах, где скорость движения – приличная;
  • трансмиссия этого типа, будучи забытой во включенном положении, может привести к серьезным поломкам;
  • подключаемый полный привод не имеет ничего общего с повышением управляемости, динамики, поворачиваемости и безопасности;
  • наличие раздаточной коробки и других элементов вспомогательного моста утяжеляет автомобиль;
  • соответственно, хоть и незначительно, повышается расход топлива.

В завершение стоит отметить, что даже за столь примитивную систему полного привода при покупке автомобиля, все равно, придется немного переплатить. Стоит ли оно того – зависит от предполагаемого режима эксплуатации. Часто ли вам понадобится полный привод, который эффективен только в глубокой грязи?

Марки и модели машин с подключаемым полным приводом

Справедливости ради следует сказать, что истинный подключаемый полный привод – это, скорее, дань прошлому. Встречаются они, конечно, и в более или менее современных автомобилях. Но, это либо дешевые китайские копии легендарных американских или европейских внедорожников, или же машины с не совсем «честными» подключаемыми приводами.

Из известных моделей, которые, несмотря на свой возраст, пользуются популярностью среди любителей бездорожья и по сегодняшний день, можно отметить две машины. Первая, это, конечно же, Jeep Wrangler. Знаменит этот автомобиль, в том числе, тем, что после его появления многие пользователи начали обзывать «джипами» абсолютно все, что имеет схожие очертания кузова. Да и супер-способности таким автомобилям тоже нередко приписываются, хотя многие из них увязают в двухсантиметровом слое снега или грязи.

Второй, не менее легендарный автомобиль с подключаемым полным приводом – это японец Nissan Patrol. Это излюбленная модель охотников, рыбаков, егерей и других, кому машина нужна преимущественно для «лазания» по настоящей брутальной грязи, а не для понтов. Часто «снимается» в кино.

Принцип работы полного привода на Ховер

Китайский автомобиль Great Wall Hower пользуется серьезной популярностью не только из-за того, что достаточно надежен и хорошо выглядит, но и благодаря наличию полного привода. Китайская автомобильная промышленность базируется на разработках мировых лидеров в этой области. Поэтому и система полного привода построена интересно. Во-первых, Ховер оснащен интеллектуальной системой полного привода. Во-вторых, в структуре полного привода имеется и электромуфта. Подключение задней оси осуществляется при помощи специальной крутилки, расположенной в салоне. В остальном, каких-либо серьезных особенностей у переднего привода Ховера нет.

Toyota Previa. Принцип работы полного привода

Toyota Previa

Интересен принцип работы полного привода на модели Previa от Toyota. Машины. как правило, в природе существуют уже довольно старые, поэтому и организация полного привода у них особенная. Несмотря на то, что полный привод функционирует постоянно, в конструкции присутствует вискомуфта, которая отвечает за блокировку межколесных дифференциалов, если возникает необходимость такой блакировки.
Данная конструкция привода не совсем стандартна. Впрочем, и Previa – автомобиль, который уже нельзя назвать современным. Но на отечественных дорогах он в разных модификациях встречается.

Подключаемый полный привод (part-time 4wd)

Данная система предполагает передвижение в обычных условиях в “недоприводном” режиме (т.е. с приводом только на передние или только на задние колеса) и включение полного привода только тогда, когда в нем действительно возникла необходимость – в грязи, в снегу, на льду, при движении по сильно пересеченной местности. Хрестоматийными представителями машин с системой подключаемого полного привода является отечественный УАЗ (вся линейка), Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero, Suzuki Jimny, большинство компактных пикапов итд. Классический part-time привод подразумевает включение полного привода вручную, когда водитель понимает, что в нем есть необходимость. Классический pert-time с ручным подключением полного привода не имеет межосевого дифференциала и ориентирован на использование в условиях бездорожья и невысокие скорости. Использование подобного типа привода на сухих покрытиях опасно, поскольку значительно снижает управляемость машины (особенно на поворотах) и создает значительные нагрузки на трансмиссию (т.н. “циркуляция мощности”), что ведет к ускоренному ее износу.

Дорожная обстановка часто складывается таким образом, что водитель не всегда может верно оценить ситуацию и своевременно переключиться в полноприводный режим. Развитие микропроцессорной техники и ее активное внедрение в автомобилестроение привело к возникновению трансмиссии с автоматически подключаемым полным приводом. Основная ее идея заключается в том, что электроника “следит” за дорожной ситуацией и автоматически задействует полный привод, когда он необходим, отключая его, как только такая необходимость исчезла.

Практически все современные кроссоверы и универсалы повышенной проходимости, а также вседорожники класса “люкс” имеют на вооружении систему подключаемого полного привода, управляемую электроникой.

Несмотря на всю привлекательность подобного решения оно имеет множество минусов. Полный привод, подразумевающий ручное подключение, как уже говорилось, не всегда может быть включен именно тогда, когда в нем действительно есть потребность. Здесь все зависит от опыта водителя, а опыт, как известно – сын ошибок трудных, и приобретается он либо после нескольких часов вытаскивания автомобиля из грязи или снега, либо (что печальнее) после ДТП, которого можно было избежать.

Главный же недостаток подключаемого привода, управляемого электроникой, заключается в том, что такая трансмиссия не рассчитана на длительную работу в полноприводном режиме. Это связано с конструктивными особенностями подобной системы и самой идеологией ее использования: подключить при возникновении опасной ситуации – выключить, как только опасность миновала. Элементы такой трансмиссии, отвечающие за передачу крутящего момента на подключаемые колеса, не рассчитаны на продолжительную эксплуатацию под нагрузкой (например несколько километров по глубокому снегу или грязи при активной пробуксовке).

В большинстве подобных систем применяются всевозможные вариации на тему многодисковой муфты – пакета дисков, прижимающихся друг к другу при активации полного привода и передающих крутящий момент на подключаемые колеса. При длительной работе под нагрузкой такие муфты сильно нагреваются, а при перегреве выходят из строя. Большая часть автоматических систем самостоятельно отключают полный привод, как только возникает опасность перегрева. Водитель в такой ситуации обнаруживает, что оказался в сложной ситуации без поддержки, на которую сильно рассчитывал. Особенно обидно, когда “умная” автоматика, спасая систему от перегрева, отключает вторые ведущие колеса в тот момент, когда останавливаться просто нельзя.

Особняком от перечисленных выше вариантов схемы part-time стоит трансмиссия SuperSelect, применяемая на автомобилях Mitsubishi Pajero и дорогих версиях пикапа L200, а также система Multi-Mode, применявшаяся в Toyota HiLux Surf и 4Runner. Эти трансмиссии позволяют двигаться как в “недоприводном” режиме для экономии топлива, так и в режиме постоянного полного привода без ущерба для управляемости и риска повредить трансмиссию. Фактически, это трансмиссия full-time 4wd, которую можно принудительно перевести в режим, при котором крутящий момент передается только на два колеса. Такие системы более сложны и дороги, чем традиционный part-time с ручным управлением и имеют в своем составе межосевой дифференциал, который может быть заблокирован при необходимости. На мой взгляд, это наилучшее из конструктивных решений трансмиссий part-time, которым может быть оснащен автомобиль для выездов подальше от цивилизации.

Основные типы полного привода

Основные – это постоянный полный привод (Full-time или 4WD) и подключаемый электроникой по требованию (Torque on-demand или AWD). Еще есть и подключаемый вручную (Part-time) – сейчас почти не применяется. Рассмотрим коротко каждый из этих типов.

Полный привод part-time самым первым был установлен на автомобили. Жестко подключаемый передний мост дает возможность колесам передней и задней осей вращаться с одной и той же скоростью, межосевой дифференциал устанавливать не требовалось. Эта система передает крутящий момент от двигателя к обеим осям в равной степени, вследствие чего обе оси вращаются с одной и той же скоростью.

Автомобиль с part-time замечательно зарекомендовал себя в езде по топкой грязи, снежной каше, щебню и прочему бездорожью, а вот на асфальте все не так однозначно. Если машина начнет совершать поворот на твердом покрытии, то при развороте руля колеса на одной из осей будут проскальзывать. А это будет вредить трансмиссии, ускорит износ покрышек и снизит управляемость автомобилем.

Автомобили с part-time прежде всего предназначаются для регулярных поездок по полям и оврагам или по очень плохим дорогам – это внедорожники. Их конструкция отличается простотой и относительной надежностью, но они не подходят для обычной каждодневной езды по городу. Постоянно подключать и выключать привод крайне неудобно. Если передняя ось будет все время во включенном состоянии, то это приведет к поломке автомобиля.

Этот привод встречается у Nissan Patrol, Toyota Land Cruiser 70, пикапа Mazda BT-50, Suzuki Jimny, Ford Ranger, Jeep Wrangler и российского УАЗа.

Полный привод Full-time или 4WD – постоянно подключенная система избавляет автомобиль от вышеописанных проблем. Здесь ведущие все четыре колеса, кроме того, установлен межосевой дифференциал, сбрасывающий излишнюю мощность. Если одно из колес начнет буксовать, дифференциал отключит второе колесо данной оси.

Но полноприводный автомобиль с 4WD на асфальтовом покрытии может показать себя не с лучшей стороны, проскальзывая при поворотах. Чтобы эффективно управлять на асфальте автомобилем с 4WD, требуются хорошие навыки вождения, так как внедорожник трудно управляем и стремится вылететь наружу поворота.

Полноприводная система 4WD предназначается для серьезного бездорожья. Оснащенные 4WD приводом автомобили имеют небольшой диапазон передач, раздаточная коробка может быть автоматическая или ручная. Внешне внедорожники с 4WD имеют более высокий дорожный просвет, благодаря чему они очень успешно преодолевают препятствия, поднимаются в горку и съезжают с нее.

Этой системой обладают такие внедорожники, как Land Cruiser 100 Prado и Land Cruiser 100, Land Rover Defender и Land Rover Discovery. Наиболее известной моделью с полным приводом 4WD является отечественная Лада Нива.

4WD привод устанавливался на внедорожники ранних выпусков и сейчас еще применяется на пикапах. Но постепенно они уходят, и их можно встретить реже и реже – они, можно сказать, вымирают. Даже на военных автомобилях начинают применять более современную и удобную систему AWD.

Полный привод AWD – на все колеса (All-wheel drive) передает мощность от передней к задней оси, а кроме того, мощность распределяется между колесами. Систему удобнее использовать в повседневном режиме, чем 4WD.

Подключаемый автоматически полный привод AWD позволяет подключить при необходимости пару колес дополнительно, и водитель в управлении участия не принимает – все делается автомобильной автоматикой. Для исполнения этой функции в устройстве автомобиля предусмотрена специальная многодисковая муфта, которая, когда необходимо, подключает задние колеса дополнительно к колесам передней оси, вращающиеся постоянно.

AWD конструктивно устроена проще других. В ней не предусмотрена раздаточная коробка, рядом с передним дифференциалом расположены только шестерни, отбирающие лишнюю мощность. Есть конструкции, где дифференциалы имеют самоблокирующиеся механизмы, чтобы при пробуксовке оси сохранить управляемость автомобиля.

Эту систему разработали для всепогодных условий, чтобы автомобиль можно было наиболее эффективным образом использовать на легком и среднем бездорожье. Все системы AWD функционируют самостоятельно, без участия водителя. Принцип их работы построен на использовании сложных алгоритмов и компьютерных кодов, которые контролируют все системы рулевого управления и тормоза. Автоматическая полноприводная система на Kia Sportage, например, способна сканировать путь, отмечая выбоины и места со льдом и водой.

Автомобили с AWD (torque on-demand): Cadillac Escalade, Ford Explorer, Land Rover Freelander, Kia Sportage, Mitsubishi Outlander XL, Nissan Murano, Nissan X-Trail.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector