Полноприводная коробка передач: устройство полного привода и особенности

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.

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.

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.

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.

Полный привод: особенности, плюсы и минусы конструкций

НЕМНОГО ИСТОРИИ

Первое транспортное средство с полным приводом появилось без малого двести лет назад. Английские инженеры Тимоти Берстолл и Джон Хилл в 1824 году построили омнибус, у которого все четыре колеса вращались одновременно.

Прошло еще 59 лет, прежде чем уже американский инженер Эммет Бандельер запатентовал свою систему полного привода. В его транспортном средстве некое подобие дифференциала распределяло тягу от парового двигателя между передней и задней осью. И только в 1903 году появился первый полноприводной автомобиль.

Им стал Spyker 60 HP, созданный голландцами для участия в гонках: машина была снабжена аж тремя дифференциалами.

Рассмотрим виды полного привода и его различия.

ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД (PART-TIME)

Сегодня это самый дешевый, но при этом требующий вдумчивого подхода к использованию тип привода. Принцип действия его прост и заключается в жестком подключении переднего моста. Именно отсутствие дифференциала между осями делает этот тип привода простым, потому как подключение моста происходит посредством простой механической муфты.

В итоге зацепление получается жесткое, а распределение крутящего момента между осями одинаковое. Именно это одинаковое распределение крутящего момента и накладывает определенные ограничения на использование такого типа системы полного привода на асфальте.

Первое, что вы почувствуете, если решитесь использовать такой полный привод на дорогах с твердым покрытием, – это снижение управляемости. Проходить повороты он станет заметно хуже из-за отсутствия разницы в длине пути мостов.

Второй момент, который поджидает тех, кто пренебрегает предупреждениями в инструкции по использованию полного привода, а у таких авто они обязательно есть, – это повышенная нагрузка на трансмиссию и как следствие быстрый выход ее из строя. И третий момент – повышенный износ покрышек.

В связи с этим включать подобный привод на автомобилях, не имеющих межосевого дифференциала, можно исключительно на бездорожье, где отсутствие дифференциала компенсируется возможностью проскальзывания колес. Несмотря на архаичность конструкции, машин с такой реализацией полного привода предостаточно.

Как правило, это либо военная техника, либо отпетые внедорожники, как то УАЗ, Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Suzuki Jimny, пикапы Ford Ranger, Nissan Navara, Mazda BT-50, Nissan NP300. Будучи на асфальте исключительно заднеприводной техникой, на бездорожье они все же могут позволить себе подключение переднего моста и тем самым существенно повышают проходимость. В общем, дешево и сердито.

АВТОМАТИЧЕСКИ ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД (TORQUE-ON-DEMAND)

Этот вид системы полного привода фактически стал следующим этапом эволюции. Так же, как и в Part-Time, второй мост здесь подключается по требованию, но на этот раз требованием является желание водителя (для этого достаточно нажать соответствующую кнопку в салоне автомобиля), или это происходит автоматически.

Подключение второго моста осуществляется в случае проскальзывания колес основного ведущего моста. Как правило, при такой схеме основным ведущим мостом является передний. Реализовать такую конструкцию удалось за счет межосевой муфты.

То есть в этой конструкции дифференциал отсутствует, как и прежде, однако гидравлическая или же электромагнитная муфта допускает проскальзывание осей, а это улучшает управляемость автомобиля в полноприводном режиме. Есть у этой системы и один очень большой недостаток – перегрев муфты.

Дело в том, что все муфты, будь то гидравлические или электромагнитные, обеспечивают проскальзывание осей за счет трения, в результате которого образуется тепло. Это самое тепло зачастую вызывает перегрев муфты и, как следствие, прекращение передачи крутящего момента в лучшем случае, а как худший вариант – ее полный выход из строя.

Лучше противостоят перегреву электрогидравлические муфты, которые с успехом применяет на своих кроссоверах компания Nissan. Впрочем, и им свойственны перегревы, в связи с чем жесткое бездорожье таким кроссоверам, конечно же, противопоказано.

А еще электрогидравлическая муфта, в отличие от гидравлической, способна замыкаться или размыкаться по команде от блока управления или по желанию водителя посредством той самой кнопки, о которой говорилось выше.

То есть, заранее заблокировав муфту, трудный участок дороги можно преодолеть значительно комфортнее, однако нужно помнить, что включать жесткую блокировку на асфальте на таких автомобилях также не приветствуется. Недаром для защиты от дурака большинство систем предусматривают автоматическую разблокировку в случае превышения скорости, определенной как безопасная для этого режима движения. Автомобилей, использующих в своем внедорожном арсенале такой тип полного привода, довольно много. Как правило, это легкие внедорожники типа Renault Duster, Nissan Terrano, Mitsubishi Outlander, Toyota RAV4, Kia Sportage и т.д.

ПОСТОЯННЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД (FULL-TIME)

Это один из самых продвинутых и в то же время самых дорогих видов полного привода автомобилей. Подобный постоянный привод ввиду наличия того самого межосевого дифференциала, равно как и межколесных, – довольно дорогое удовольствие, причем как с точки зрения производства, так и с точки зрения эксплуатации и обслуживания.

К тому же такой тип привода, помимо межосевого дифференциала, должен иметь и механизм его блокировки.

Для чего? Достаточно вспомнить принцип работы дифференциала, как станет ясно, что если хотя бы одно колесо начнет проскальзывать, то весь крутящий момент тут же начнет перекидываться на него, и для чего тогда стоило огород городить? С другой стороны, если обеспечить возможность блокировки как межосевого, так и межколесных дифференциалов, то проходимость автомобиля увеличивается многократно. Как правило, такие схемы управления полным приводом могут быть доступны только на дорогих внедорожниках. К примеру, поэтапная блокировка всех дифференциалов доступна на очень недешевом Mercedes-Benz Gelendewagen.

Нашел постоянный полный привод свое применение и на шоссейных автомобилях. В частности, большинство производителей применяют их в качестве дорогой опции, обеспечивающей машине исключительную стабильность и превосходные динамические характеристики.

Впрочем, стоит понимать, что законы физики никто не отменял, и как бы ни был стабилен полноприводной автомобиль на прямых и в поворотах, пренебрегать здравым смыслом не следует. Да и приемы управления такими машинами несколько отличаются от тех, какие применяются на передне- или заднеприводных моделях.

Чтобы несколько нивелировать эту особенность, большинство производителей преднамеренно распределяют крутящий момент по осям не поровну, а в пропорции. К примеру, у большинства Mercedes-Benz с шильдом 4Motion момент по осям распределен в пропорции 30/70, чтобы придать автомобилю классический заднеприводной характер.

Есть варианты полного привода, которые заточены исключительно на управляемость. Так, система постоянного полного привода Honda SH-AWD (SH – Super Handling – значит «суперуправляемый») может распределять крутящий момент не только между передним и задним мостами, но и между левым и правым задними колесами.

То есть в повороте до 70% момента может перекидываться на внешнее заднее колесо, что буквально заталкивает машину в поворот.

Гибридный полный привод

Название этого типа полного привода говорит само за себя. Здесь для тяги на всех колесах применяются два разных двигателя. Как правило, переднюю ось в движение приводит двигатель внутреннего сгорания, а заднюю ось обеспечивает моментом электродвигатель.

Такая система довольно проста с точки зрения реализации, потому как не требуются ни межосевой дифференциал, ни карданный вал. Впрочем, как показала практика, этот тип привода все же больше подходит для шоссейных машин, а не внедорожников.

В крайнем случае такой привод можно реализовать на кроссовере, который не предназначен для постоянной войны с бездорожьем. Что, собственно говоря, и практикуется производителями. Достаточно вспомнить Lexus RX450h, Toyota RAV4h, Peugeot 508 RXh.

Электромоторы, установленные на заднюю ось, позволяют улучшить управляемость автомобиля, повысить экономичность основных двигателей и лишь слегка улучшить проходимость. Чего, в принципе, бывает вполне достаточно, чтобы выбраться из сугроба или преодолеть незначительное препятствие.

Используем полный привод зимой: приемы управления

Основу тактики управления определенным автомобилем предопределяет именно тип привода. Полная, только передняя или задняя тяга – это лишь инструмент для грамотной реализации безопасных принципов движения. Идеального варианта, прощающего ошибки водителя в деле управления авто, особенно в повороте, не существует.

Чем будет полезна эта статья:

• Особенности управления
• Как справиться с заносом

Выводы

Прелести передне- и заднеприводных автомобилей

Широко распространенные суждения о том, что полный привод зимой является идеальным выбором, – ошибочны. Ложность утверждения наглядно демонстрирует неправильная тактика прохождения поворота, приводящая к сносу или заносу автомобиля.

Важно! Стабилизация направления движения машины – задача, решаемая посредством перераспределения веса «железного коня» вперед/назад и изменения вектора главного движения (положения руля).
Заднеприводная машина обладает избыточной поварачиваемостью, склоняя автомобиль к заносу.

Предотвратить такого рода скольжение можно после ювелирного исполнения отработанных действий:

• повернуть руль в сторону заноса и плавно уменьшить подачу топлива;
• после прекращения явного проявления избыточной поворачиваемости повернуть «баранку» в направлении поворота и плавно увеличить газ.

Переднеприводная компоновка более склонна к сносу передней оси. Выход из заноса на такой машине обрисован иными действиями:

• нажать на газ, увеличив массовым переносом сцепление задних колес;
• повернуть колеса в сторону поворота.

Борьба со сносом передней оси, когда автомобиль стремится к внешней части поворота, ведется иными средствами. Водителю авто с передним моноприводом необходимо:

• аккуратно выкрутить руль на больший угол (маленькая скорость);
• плавно уменьшить газ или притормозить и повернуть рулевое колесо на меньший угол (высокая скорость).

Задача полного прекращения заноса на заднем приводе преследует следующие цели:

• на большой скорости необходимо повернуть в колеса в сторону поворота и резко сбросить газ, перераспределив массу на переднюю ось для восстановления сцепления и сорвав в контролируемый занос задние колеса;
• на маленькой скорости, повернув руль в направлении движения, следует кратковременно зажать ручник или поддать газу, вызвав пробуксовку сзади.

Особенности полноприводных автомобилей

Полный привод: схемы распределения тяги на все колеса

Полноприводный автомобиль щеголяет искусными характеристиками, притягивающими внимание потребителей:

• обладает наиболее эффективной разгонной динамикой;
• склонен преодолевать труднопроходимые участки на бездорожье;
• способен без труда взбираться на ледяные горки.

Однако далеко не каждая полноприводная трансмиссия способна качественно реализовать данные характеристики. Впрочем, даже полноценное исполнение непосредственных задач происходит далеко не в бескомпромиссном русле. Многое зависит от компоновки полного привода:

• постоянный;
• подключаемый средствами автоматики;
• подключаемый вручную.

Постоянный полный привод в движении зимой: особенности и сложности

Полноценная полноприводная компоновка обеспечивает постоянную циркуляцию мощности между двигателем, передними и задними осями. Основная конструктивная единица системы – раздаточная коробка, распределяющая тягу между двумя межколесными дифференциалами. Узел включает:

• межосевой дифференциал;
• блокировочное устройство, обеспечивающее жесткую связь передней и задней осей (вискомуфта, фрикционная муфта, самоблокирующийся дифференциал);
• цепную передачу, посредством которой крутящий момент поступает на вал передней оси.

Именно полноценный полный привод является незаменимым помощником зимой: мощность подводится ко всем 4 колесам непрерывно как на асфальте, так и на бездорожье, да и мгновенно срабатывающая блокировка позволяет с уверенностью штурмовать заснеженную «пересеченку».

Классический акцент на проходимости постоянного «полноприводника» сделан в ущерб другим качествам:

• большая масса;
• заведомо увеличенный расход топлива;
• сложность реализации конструкции, значительно повышающая себестоимость опции.

Универсальное технологичное решение: подключаемый полный привод

Гибридная альтернатива постоянной схеме распределения 4х4 – передний привод с подключаемой по требованию электроники задней осью. Компоновка трансмиссии представляет собой усложненный вариант «переднеприводника»:

• дифференциал передней оси традиционно связан с коробкой передач;
• примитивная раздаточная коробка: коническая передача, обеспечивающая передачу крутящего момента от передней оси на карданную передачу;
• агрегат, подключающий заднюю ось: вискомуфта или фрикционный узел.

Электронное бесступенчатое распределение мощности заманчиво:

• относительно низкая себестоимость изделия;
• небольшие габариты и масса узлов;
• незначительное увеличение показателей расхода горючего по сравнению с переднеприводной версией.

Вместе с тем решение весьма компромиссно:

• на бездорожье и заснеженных участках заблокированная муфта склонна к быстрому перегреву и выходу из строя;
• на обычной автостраде автомобиль практически находится в переднеприводном режиме (на заднюю ось передается незначительное количество мощности – до 10-20%);
• полноценное использование задней оси возможно только лишь при пробуксовке передних колес или старте.

Стоит отметить, что занос на полном приводе такой компоновки предотвратить весьма сложно. Внезапная трансляция момента на задние колеса, возникающая при пробуксовке передней оси, потребует ювелирных действий от шофера.

Консервативный подход: «ручной» полный привод

Исключив из полноценной полноприводной схемы дифференциал и заменив электронную блокировку на возможность ручного подключения через «раздатку» передней оси, можно получить примитивную малогабаритную механическую систему полного привода. Присущая сугубо внедорожным экземплярам схема обладает такими особенностями:

• устойчивость к большим механическим нагрузкам;
• в активированном состоянии обеспечивается соотношение 50/50;
• будучи включенной, надежная механика способна загубить трансмиссию на асфальте;
• переключение происходит на неподвижном автомобиле.

Управление полноприводными автомобилями

Особенности управления

Аргументируя превосходство системы 4х4 над моноприводными компоновками в зимних условиях, неопытные автомобилисты достаточно редко принимают во внимание особенности ее поведения на скользких участках.

Господство четырехканальной тяги – это:

• нейтральная поворачиваемость, позволяющая проходить повороты на высоких скоростях, прилагая максимум усилий и внимания;
• минимальное время (по сравнению с моноприводными авто) на совершение единственно верного действия в экстренных ситуациях (снос/занос);
• относительно позднее начало фазы скольжения, требующее максимальной концентрации внимания и соответствующей подготовки пилота.

Преодолевая поворот зимой на авто с полным приводом, легко заметить такие особенности:

• в процессе прохождения участка «точка-входа – апекс» поведение машины идентично авто с задней тягой;
• на выходе из поворота проявляется недостаточная поворачиваемость, присущая «полноприводникам».

Внезапный занос автомобиля с полным приводом: что делать?

Предотвратить внезапное скольжение моноприводного автомобиля доступно даже малоопытному водителю – он точно знает, что на передней тяге необходимо нажать на газ, а на задней – сбросить.

Классика поведения «полноприводника» в скольжении такова:

• резкий сброс акселератора – снос всех четырех колес с последующим разворотом передней части в сторону выхода из виража;
• плавный сброс тяги – автомобиль уходит в сторону поворота;
• прибавка тяги – траектория движения выпрямляется.

Строго придерживаться теоретической схемы поведения системы 4х4 не стоит. Развесовка автомобиля, индивидуальная конструкция и отличительные настройки дифференциалов и блокирующей электроники способны привести к совершенно иным реакциям. Посему мастера автоспорта настоятельно рекомендуют оценить поведение автомобиля на закрытой площадке.

Залог сохранения контроля над автомобилем в скольжении – синхронная работа газом и небольшие покачивания рулевым колесом. Именно таким суждением руководствуются пилоты ралли и прочие мастера автоспорта.

Избежать критического заноса в скользком повороте на полном приводе нередко помогает элементарное выставление автомобиля на входе в поворот:

• положение педали газа не изменяется (остается нажатой);
• слегка притормозить левой ногой;
• повернуть руль на минимальный угол в сторону виража (никогда не поворачивать в сторону заноса).

Злоупотреблять углом поворота руля не стоит:

• слишком вывернутые колеса + хорошая загрузка передней оси (хорошее сцепление) приводят к заносу;
• большой угол «баранки» и плохое сцепление передних колес приводят к сносу.

К сведению:

• автомобили с автоматически подключаемым полным приводом весьма опасны при скольжении: трансмиссия способна перейти в полноприводную при пробуксовке передних колес и наоборот;
• на границе баланса дифференциал повышенного трения склонен к подтормаживанию колес, вызывая занос;
• современная электроника зачастую рассчитана на неверные действия новичков: например, при заносе на переднеприводном авто допускается не только сброс газа, а и торможение.

В итоге

Принято различать три схемы организации полного привода: постоянный, подключаемый автоматически и «ручной». С точки зрения эффективности распределения энергии, проходимости и управляемости в скользких виражах предпочтителен постоянный полный привод.

Наиболее простым и предсказуемым в управлении в заносе является заднеприводный авто – достаточно кратковременно сбросить газ и кратковременно повернуть руль в сторону заноса.

На «переднеприводнике» необходимо прибавить газу и вывернуть колеса в сторону поворота.

Наиболее сложен зимой в управлении автомобиль с полным приводом: выход из заноса производится аккуратной акселерацией и еле заметными движениями руля в сторону виража.

При потере контроля над автомобилем с любым приводом следует выжать сцепление и нажать до упора на тормоз: двигатель не заглохнет и сохранится возможность быстрого старта, что актуально при расположении на встречной полосе.

Все четыре колеса: зачем машине полный привод

На заре автомобилестроения компании, которые производили грузовой транспорт, проводили множество испытаний, целью которых было улучшение проходимости машин.

Хороших дорог в то время было мало, и грузовики стали единственным транспортом, способным перевозить грузы в населенные пункты, удаленные от основных трасс.

И только с изобретением полного привода (напомним, что основным приводом на тот момент был задний) проблема проходимости грузовых транспортных средств была решена. Что же такое полный привод, каковы его особенности, достоинства и недостатки – мы расскажем в этой статье.

История полного привода

Первый прототип полноприводной трансмиссии был изобретен в 1824 году английскими инженерами Тимоти Берстоллом и Джоном Хиллом. Эта конструкция применялась на построенном ими омнибусе, у которого все четыре колеса вращались одновременно.

Идея англичан была подхвачена американцем Эмметом Бандельером, который в 1883 году запатентовал аналог современного полного привода, в котором появилось устройство, отдаленно напоминающее современный дифференциал.

Оно распределяло крутящий момент от парового двигателя между передними и задними полуосями. Впрочем, дальнейшего развития эта конструкция не получила.

На автомобиле с бензиновым двигателем внутреннего сгорания полный привод впервые появился в 1903 году. Это был Spyker 60 HP, созданный специально для участия в автомобильных гонках.

Spyker 60 HP ’1903

В его конструкции, помимо прочих новшеств, были применены три дифференциала – на переднюю и заднюю оси, а также межосевой дифференциал. Изобретение голландцев стало толчком к массовому производству автомобилей с полным приводом.

Начиная с 1904 года, целый ряд автомобильных компаний, таких как American Motor Truck Company, Couple Gear Freight Company, Duplex Power Car Company, Astro-Daimler и другие, снабжали свои транспортные средства (грузовики) полным приводом.

Вплоть до 1980-х годов этим типом привода снабжались грузовые машины, а также автомобили высокой проходимости – внедорожники фирм Land Rover, Mercedes-Benz и так далее.

Range Rover 3-door ’1970–86

Когда же на рынке появился полный привод Quattro, разработанный инженерами Audi, эта конструкция трансмиссии начала постепенно приживаться на легковых автомобилях всех классов. Наиболее популярен этот тип привода у марки Subaru – практически все современные модели этого японского автопроизводителя (за исключением спорткара BRZ) обладают ассиметричным полным приводом.

Конструкция и разновидности полного привода

Полный привод – тип конструкции трансмиссии, при котором крутящий момент от двигателя равномерно передается не все четыре колеса автомобиля. Различают три основные конструкции полного привода: постоянный полный, подключаемый полный и полный привод по требованию. Рассмотрим подробнее конструкции полного привода.

Постоянный полный привод – это «пионер» подобных конструкций. Он имеет классическую компоновку: крутящий момент от двигателя через карданный вал подается на межосевой дифференциал, откуда момент передается на дифференциалы передней и задней ведущих осей.

Для этого типа привода характерно наличие блокировки межосевого дифференциала (как ручной, так и автоматической), что напрямую влияет на улучшение проходимости автомобиля.

В случае с электронной системой управления блокировкой дифференциала, автоматика самостоятельно распределяет крутящий момент между осями.

Схема постояннго полного привода

Также для такого типа привода характерно наличие раздаточной коробки передач, при помощи которой водитель может управлять полноприводной трансмиссией, переключая ее в необходимый в данный момент режим (например, подключая или отключая одну из осей). Автомобили, которые имеют постоянный полный привод – Subaru Forester, Audi A4 Allroad Quattro, Daihatsu Terios, Land Rover Defender.

Как работает подключаемый полный привод

Подключаемый полный привод – это конструкция, эволюционировавшая из постоянного полного привода. Здесь тоже есть раздаточная коробка, но отсутствует межосевой дифференциал.

Еще одна отличительная особенность этой конструкции в том, что одна из осей является ведущей (чаще всего – задняя), а вторая подключается по мере необходимости (например, для преодоления сложного бездорожья).

Причем, двигаться в полноприводном режиме на авто с таким типом трансмиссии рекомендуется на небольшой скорости, так как обе оси жестко связаны между собой, а передняя ось при этом движется быстрее, чем задняя, вследствие чего машина не едет прямо даже по прямому отрезку дороги, а постоянно вихляет влево-вправо. Поэтому при движении по нормальным дорогам рекомендуется отключить передний мост, чтобы избежать подобных явлений. Автомобили с подобным типом полного привода — Jeep Wrangler, Nissan Patrol.

Наконец, третьим типом полноприводной конструкции является полный привод, включаемый по требованию. В этой конструкции чаще всего ведущей осью является передняя, а задняя подключается автоматически через специальные устройства – муфты.

Такой тип характерен для машин с поперечным расположением двигателя. Для моделей с продольным расположением мотора ведущей осью является задняя, а передняя подключается по мере необходимости.

При этом, крутящий момент постоянно передается на обе оси, а перераспределяется он только при наступлении определенных условий (например, пробуксовки колес одной из осей).

Подключаемый полный привод BMW xDrive

В зависимости от производителя и типа муфты, различают виско- либо гидромуфты.

В таком типе привода подключение второй оси регулирует электроника, улавливая момент, когда колеса одной из осей начинают пробуксовывать. Как только пробуксовка колес прекращается, режим полного привода автоматически отключается.

Таким типом привода комплектуется большинство современных кроссоверов – BMW X3, Kia Sorento, Hyundai ix35, Mitsubishi Outlander и так далее.

Достоинства и недостатки типов полного привода

У каждого из указанных нами типов трансмиссий есть свои плюсы и минусы. Перечислим их.

К плюсам постоянного полного привода можно отнести три аспекта – высокую надежность этой конструкции, которая обеспечивает отменную управляемость автомобилем и его проходимость. К минусам – сложность этой конструкции, и, как следствие, дороговизну ее обслуживания и ремонта.

К достоинствам временно подключаемого полного привода отнесем относительную простоту конструкции, что сказывается на ее дешевизне по сравнению с постоянным полным приводом, и хорошую проходимость, которую обеспечивает этот тип привода. Недостатки у этого типа привода тоже есть – это плохая управляемость на дорогах общего пользования, и «временность» работы полного привода.

Наконец, плюсами автоматически подключаемого полного привода являются высокая экономичность (по сравнению с первыми двумя системами), хорошая управляемость на дорогах общего пользования при езде как по прямой, так и в поворотах. Недостатком такой системы является только ее неважная проходимость в условиях среднего и тяжелого бездорожья.

Принцип работы полного привода

Полным приводом называют конструктивную организацию трансмиссии ТС, которая предназначена для делегирования крутящего момента ко всем колесам машины. Изначально полный привод применялся только лишь на внедорожных вездеходах. Сейчас такая система встречается на кроссоверах и на некоторых универсалах.

Плюсами полного привода являются: • повышенная проходимость; • высокие сцепные качества с дорожным покрытием;

• хорошая управляемость.

Toyota Highlander

Но есть и один серьезный недостаток. Конструкция полного привода разработана довольно сложной, поэтому полноприводные авто, как правило, стоят гораздо дороже, чем авто с одной ведущей осью. Раскошелится любителям полного привода придется не только при покупке машины, но при необходимости её ремонта. Впрочем, каждый выбирает авто, ориентируясь на свой бюджет.

А вот о том, как работает полный привод, необходимо поговорить более подробно.

Виды полного привода и особенности работы каждого из видов

Выделяют три основных вида: • постоянный; • подключаемый при помощи автоматики;

• приводимый в действие вручную.

У каждого из видов есть свои особенности строения и, соответственно, работы.

Постоянный полный привод

Принцип действия такого привода следующий: от силового агрегата крутящий момент идет на раздатку, с раздатки он передается на дифференциал – элемент, который предназначен распределения силы на переднюю и заднюю пару колес автомобиля. После этого, через кардан, сила идет на межколесные дифференциалы и уходит к колесам.

Межосевой дифференциал, а также аналогичные межколесные устройства, имеют свойство блокироваться. Это необходимо, если машина одним или несколькими колесами попадает, например, на ненадежную поверхность.

Постоянный полный привод активно применяется, преимущественно, на немецких автомобилях ведущих производителей: Ауди, БМВ, Мерседес.

Автоматически подключаемый полный привод

Фрикционная муфта – основной элемент такой системы. Вообще, при подключаемом полном приводе, если сцепление с дорого, как минимум, удовлетворительное, узлы машины работают примерно так же, как и узлы автомобиля с одной ведущей осью. Обеспечивают передачу силы КПП, сцепление.

На заднюю ось передается, буквально, минимальное количество крутящего момента. Но, если сцепление с дорогой ухудшается. Например, если возникает пробуксовка, то происходит процесс повышения давления в главном элементе — муфте, что в свою очередь ведет к передаче усилий на заднюю пару колес.

Величина его может быть различной, в зависимости от дорожной ситуации.

Наиболее известная и популярная система полного привода действующего при помощи автоматики, которая носит название 4Motion.

Полный привод подключаемый вручную

Его принцип работы схож с принципом, по которому работает привод, являющеийся постоянным. За исключением одного момента: в салоне автомобиля есть специальный рычаг, при помощи которого осуществляется управление раздаткой.

Считается, что современные автомобили не оснащаются такой системой привода. Тем не менее, можно привести в качестве примера некоторые марки и модели: Рено Логан. Машина имеет специальный регулятор переключения режимов: передний привод, автоматически подключаемый полный привод, полный привод, подключаемый вручную.

Стоит отметить, что полный привод, подключаемый вручную, нельзя использовать длительно. Это, как правило, ведет к перегреву муфты и выходу её из строя.

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.

Принцип работы полного привода на Хайлендер

О том, какой именно полный привод установлен на Хайлендер, идут жаркие споры. Связано это, отчасти, с тем, что существует несколько версий машин. Вторая причина – неоднозначность мнений относительно того, каким образом распределяется крутящий момент между осями.

Старые версии автомобиля оснащены приводом с вискомуфтой, которая предназначена для блокирования дифференциала. Более свежие версии автомобиля данной модели оснащены системой стабилизации SCV, которая и выполняет задачи вискомуфты – блокировка колес, которые ушли в букс, их затормаживание.

Считается, что автомобили Хайлендер оснащены постоянным полным приводом, где распределение сил по осям — 50 на 50. Многие автовладельцы склонны считать, что на переднюю ось распределяется 60 процентов крутящего момента. Это, естественно, относится к предыдущему поколению автомобиля. Новые авто имеют свободный дифференциал, поэтому крутящий момент уходит на ту ось, на которой он необходим.

Great Wall Hower

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.

Разбираемся в системах полного привода у внедорожников

На первый взгляд, принцип работы трансмиссии полноприводного автомобиля прост: крутящий момент от силового агрегата распределяется между четырьмя ведущими колёсами. Такая машина очень удобна благодаря своим ярко выраженным плюсам, связанным с неприхотливостью к качеству находящегося под колёсами покрытия.

На грунтовке, в гололёд, на мокрой просёлочной местности или на трассе в сильный ливень полноприводный автомобиль покажет себя на высоте.

Плюс, на нём можно не бояться съезжать с асфальтированного покрытия и пересекать местность с отсутствием даже намёка на дороги, да и на асфальте полный привод даёт о себе знать хорошим стартом и разгоном, практически без пробуксовок.

Но порой случаются и казусы, которые, казалось бы, сложно объяснить в силу тех преимуществ, которыми обладают полноприводные машины. Бывает так, что сидит водитель за рулём внедорожника с внушительным клиренсом, а автомобиль увяз в «каше» и лёг на брюхо.

Конечно же, причин для такого может быть множество, самая распространённая из которых, как шуточно выражаются водители со стажем, «прокладка между рулём и сидением».

Но бывает и так, что трансмиссия «вездехода» не предполагает справляться с поставленными испытаниями. И тут возникают резонные вопросы: «Почему не справляется?», «А какая справится?».

Об этом мы и поговорим далее в предоставленном материале.

Подключаемый вручную полный привод (Part-Time)

Данный тип трансмиссии можно по праву назвать «первенцем» среди полных приводов. Принцип его действия заключается в жёстком подключении переднего моста.

Таким образом, все колёса вращаются с одинаковой скоростью, а межосевой дифференциал не предусмотрен. Крутящий момент распределяется поровну между всеми колесами.

Что-либо предпринять в данном случае, чтобы оси вращались на различных скоростях, не выйдет, разве что внедриться в «чрево» автомобиля и вмонтировать новый дифференциал.

А пока не рекомендуется рассекать в автомобильном потоке с подключенным передним мостом.

Если двигаться даже на пониженной передаче прямолинейно на короткие дистанции, ничего страшного не произойдёт, но если необходимо развернуться, то встаёт помехой возникающая разница в длине путей мостов.

Так как распределение крутящего момента идёт 50/50% между осями, то мощностной излишек выходит только путём проскальзывания колёс одной из осей.

На песке, гравии или в грязи колёса могут проскальзывать при необходимости, и им ничто не будет мешать, так как сцепление с поверхностями слабое.

Но если же сухая погода, а вы движетесь по асфальтированной дороге, то мощности выходить будет некуда, как на бездорожье.

Таким образом, трансмиссия подвергается повышенным нагрузкам, резина быстрее изнашивается, ухудшается управляемость и теряется курсовая устойчивость на высоких скоростях.

Если автомобиль эксплуатируется чаще на бездорожье или вообще приобретён только для покатушек по пересечёнке, тогда система полного привода с принудительным подключением переднего моста вполне оправдает ваши ожидания.

Мост подключается сразу же и жёстко, поэтому ничего блокировать и не придётся.

Конструкция весьма проста и надёжна, нет блокировок и дифференциалов, нет приводов ни электрического, ни механического типа, отсутствует излишняя гидравлика и пневматика.

Но если же вы – городской «денди», цените время и не хотите заморачиваться насчёт погодных условий и чередующихся участков города с его рыхлыми и скользкими дорожными поверхностями, коварными глубокими лужами, тогда вариант данной полноприводной системы вам абсолютно не подходит. Если вы будете передвигаться со всегда принудительно подключённым передним мостом, то это чревато износом с последующими повреждениями, постоянно манипулировать им не совсем удобно, и вообще можно не успеть его подключить.

Автомобили с Part-Time: Suzuki Vitara, Toyota Land Cruiser 70, Great Wall Hover, Nissan Patrol, Ford Ranger, Nissan Navara, Suzuki Jimni, Mazda BT-50, Nissan NP300, Jeep Wrangler, UAZ.

Постоянный полный привод (Full-Time)

Недостатки подключаемого полного привода стали первопричиной создания более нового изобретения – постоянного полного привода, который лишён всех проблем, которые имелись у Part-Time.

Это тот самый бескомпромиссный «4WD», который лишён всяких там «а если»: все колёса ведущие, между осей свободный дифференциал, который высвобождает накапливаемую лишнюю мощность благодаря прокручиванию одного из редукторных саттелитов, что способствует движению автомобиля с постоянным полным приводом.

Главный нюанс автомобилей с таким типом полного привода заключается в пробуксовке. Если автомобиль начинает буксовать одной осью, автоматически отключается и вторая.

Теперь автомобиль превратился в мебель или в домик, как пожелаете, в общем, в недвижимость.

Как так происходит? Если начинает буксовать одно колесо, межколёсный дифференциал отключает второе, а вторая ось также на автомате отключается дифференциалом, но уже межосевым. Конечно, в реальности остановка не происходит так быстро.

Движение – это динамический процесс, следовательно, имеется запас хода, инерционная сила. Колесо отключается, продвигается по инерции пару-тройку метров и снова включается.

Но в таком случае автомобиль рано или поздно где-то застопорит. Поэтому, чтобы сохранить все внедорожные качества «проходимца», на такие автомобили, как правило, устанавливают одну либо две принудительных блокировки межосевого дифференциала. В переднем дифференциале очень редко можно повстречать заводскую блокировку. При желании она устанавливается отдельно.

Но система постоянного полного привода так же далека от идеала ездовых качеств на асфальтированных дорогах. Такие автомобили рулятся, скажем так, хотелось бы лучше. В критических ситуациях внедорожник тянет наружу поворота и он не сразу реагирует на подруливание и подгазовывание. От водителей таких автомобилей требуются специальные навыки и отличное ощущение транспортного средства.

Чтобы улучшить управляемость, стали устанавливать межосевые самоблокирующиеся дифференциалы с системой принудительной блокировки. Разные автопроизводители применяли различные решения: некоторые дифференциал типа Torsen, кто-то вискомуфту, но задача для всех едина – улучшение управляемости автомобиля, а для этого нужна частичная блокировка дифференциала.

Если начинает буксовать одна из осей, самоблокировочный механизм срабатывает, и дифференциал не влияет на вторую ось, на которую крутящий момент продолжает поступать. Ряд автомобилей оборудовался ещё механизмом самоблокировки дифференциала заднего моста, что положительно влияло на остроту управления.

Среди автомобилей с постоянным полным приводом можно выделить Toyota Land Cruiser 100, 105, Land Cruiser Prado, Land Rover Discovery, Land Rover Defender, Lada 4×4.

Автоматически подключаемый полный привод Torque on-demand (AWD)

Время и пытливые умы автомобильных инженеров сделали своё дело, развив систему полного привода в нечто новое с внедрением электронно-управляемых систем с перераспределением и перебрасыванием крутящего момента.

В итоге появились системы стабилизации и курсовой устойчивости, антипробуксовочные системы, а также системы, распределяющие крутящий момент. Все они реализуются при помощи задействованной электроники.

Чем дороже стоимость автомобиля и современней его начинка, тем более сложные схемы на неё применяются.

Это и слежение за углом рулевого поворота, кузовных кренов и скорости, вплоть до того, как часто колеблются колёса за определённый промежуток пути.

Автомобиль осуществляет максимально полный сбор информации о своём поведении во время движения. ЭБУ обрабатывает её и регулирует передачу крутящего момента между осями посредством электронно-управляемой муфты, которая сменила дифференциал.

На современных спортивных автомобилях данное изобретение стало весьма достойным внимания.

На сегодняшний день электронные системы можно назвать почти идеальными в своём поведении. Стоит только производителям добавить несколько новых датчиков и параметров, благодаря которым система работает на опережение.

Но и здесь есть свои нюансы использования: данный тип полноприводной трансмиссии подходит для эксплуатации только на асфальтных трассах с редкими вкраплениями символического бездорожья, грунтовки, например.

В основном, электронные муфты при пробуксовке на бездорожье начинают сильно греться и выходить из строя. И для этого не нужно часами бороздить танковые колеи, хватит и десяти минут буксования на льду.

А если же её перегревать систематически, тогда поломки не избежать, как и дорогостоящего ремонта.

Чем «круче» система, тем более подвержена она поломкам. Так что выбирать автомобиль нужно с умом, определив для себя, по каким трассам вы будете его катать.

Не вдавайтесь в крайности: если внедорожник, то только в лес и в деревню, а если легковушка, то только по городу. Предостаточно автомобилей из данного сегмента, которые универсальны в своих ездовых характеристиках. Но и без фанатизма тоже.

На легковом автомобиле можно, конечно, выехать на просёлочную дорогу, но на каком и на какую – это уже другой вопрос.

Если на одном из датчиков ABS оборвётся проводок, то вся система разом выйдет из строя и не будет получать информацию снаружи. Или бензин залили не лучшего качества – и всё, пониженная передача не включается, впереди поездка в автосервис. А может случиться, что электроника поставит автомобиль в сервисный режим, полностью отключив все системы её жизнедеятельности.

Среди данных автомобилей стоит выделить Kia Sportage (после 2004 г.в.), Cadillac Escalade, Nissan Murano, Nissan X-Trail, Ford Explorer, Toyota RAV4 (после 2006 г.в.), Land Rover Freelander, Mitsubishi Outlander XL.

Многорежимный (Selectable 4wd)

Данная система, пожалуй, самая многофункциональная по отношению к полному приводу со своими разнообразными манипуляциями: её можно задействовать вручную или автоматически, а также принудительно отключить задний или передний мосты. Использование системы Selectable 4wd не повышает топливный расход. Лидером по топливному перерасходу выступают упомянутые у нас в начале автомобили с part-time.

Особняком стоят некоторые автомобили с селективной трансмиссией, которую можно назвать постоянным полным приводом, с возможностью принудительно отключить передний мост. На таких автомобилях трансмиссия сочетает в себе part-time и full-time. Среди них Mitsubishi Pajero, Nissan Pathfinder, Jeep Grand Cherookee.

В «паджерике», например, можно выбрать один из нескольких режимов трансмиссии: 2WD, 4WD с автоматической блокировкой центрального дифференциала, 4WD с жесткой блокировкой дифференциала или пониженную передачу. Как видно, здесь можно найти отсылки ко всем вышеуказанным системам полного привода.

У некоторых переднеприводных легковушек может иметься ведущая задняя ось. В корпус главной передачи вмонтирован небольшой электромотор, который подключается по желанию водителя – система e-4WD.

Электромотор питается от автомобильного генератора. Такая система улучшает управляемость машиной на трассе в ливень, а также помогает с уверенностью проходить заснеженные, обледенелые и грязные участки пути.

Яркими представителем автомобилей с данной системой является последние модели BMW.