Можно ли использовать постоянно полный привод
Содержание статьи
Полный привод: постоянный и подключаемый. Как устроен и в чём разница? — DRIVE2
Чтобы передвигаться по бездорожью и уверенно чувствовать себя в поворотах, нужно «грести» всеми четырьмя колёсами – это общеизвестно. Но как передать крутящий момент на них? Стоит ли это делать постоянно или только когда нужно и где кроются подводные камни?
Главное и неизменное «действующее лицо» всех систем полного привода — это раздаточная коробка: специальный агрегат, который получает крутящий момент от коробки передач и распределяет его на переднюю и заднюю оси. А вот методик распределения, равно как и схем компоновки, есть несколько.
Системы полного привода принято делить на три типа:
Постоянный полный привод(Full-time)
Плюсы:
надёжная «неубиваемая» конструкция;
возможность езды с полным приводом как по бездорожью, так и по асфальту.
Минусы:
сложность по сравнению с жестко подключаемым приводом;
большая масса;
сложность настройки управляемости;
повышенный расход топлива.
Первое, что приходит в голову, когда есть задача передать крутящий момент на две оси, — это жестко подсоединить их к раздатке железными трубами. Но вот незадача: при прохождении поворотов колеса автомобиля проходят разные пути.
Если жестко соединить оси, то какие-то колеса будут ехать, а какие-то — пробуксовывать. В грязи, когда покрытие мягкое, это нестрашно. Во времена Второй мировой, скажем, легендарные «Виллисы» спокойно ездили с жестко соединенными осями, потому как эксплуатировались исключительно на бездорожье. А вот если покрытие твердое, то эти пробуксовки будут порождать крутильные колебания и медленно, но верно разрушать трансмиссию.
Поэтому в раздаточной коробке автомобилей с постоянным полным приводом располагается межосевой дифференциал — механизм, который распределяет мощность между осями и позволяет им вращаться с разной скоростью. И если какое-то колесо замедляется, то обороты другого увеличиваются, но настолько же падает и крутящий момент на нем.
Все это здорово, пока мы едем по асфальту, а что делать, если задней осью мы застряли в луже? На передних колесах, которые будут стоять на твердой поверхности, будет момент но не будет оборотов, зато задние будут вращаться очень быстро, но момент на них будет маленьким. Маленькой будет и мощность на заднем колесе и ровно такую же мощность дифференциал подаст на передок. Буксовать в таком случае можно хоть целую вечность — все равно не сдвинешься.
Для таких случаев дифференциал снабжают блокировкой — когда она включена, обороты на всех колесах одинаковые, а момент зависит только от сцепления колес с дорогой.
За счет наличия дополнительных узлов (дифференциала и блокировки) вся система получается достаточно тяжелой и сложной. Кроме того, постоянная передача момента на все колеса увеличивает потери энергии, а значит, ухудшает динамику и увеличивает расход топлива.
Постоянный полный привод в автомобилестроении до сих пор используется, хотя в последнее время эту систему постепенно вытесняет полный привод по требованию, о котором речь пойдет дальше.
Жестко подключаемый (Part-time)
Плюсы:
надежная механика;
максимальная простота при высокой проходимости.
Минусы:
по асфальту с полным приводом ездить нельзя.
От дифференциала и блокировок можно и отказаться, при условии, что одна из осей будет временно отключаться. По такой логике работает система жестко подключаемого полного привода.
Оси между собой соединяются без дифференциала, и момент распределяется в строгом соотношении. Как следствие, высокая проходимость и минимум затрат.
Парт-тайм на сегодняшний день практически вымер и используется только на сугубо внедорожных автомобилях. Современному водителю пользоваться этой системой неудобно. Подключать ось можно только в неподвижном состоянии, чтобы не повредить механизмы. Ну а если после покатушек в лесу выехать на шоссе и забыть отключить полный привод, то есть риск загубить всю трансмиссию.
Полный привод с муфтой
Плюсы:
дешевизна и простота устройства;
малая масса;
возможность тонкой настройки системы.
Минусы:
слабая надежность и стойкость к перегрузкам;
нестабильность характеристик.
Жесткая блокировка дифференциала — это неплохо на бездорожье, но как заставить систему полного привода дозировать момент в динамике? Степень пробуксовки ведь всегда разная… Решение было найдено в середине 50-х годов.
Обычный механический дифференциал дополнили вязкостной муфтой (вискомуфтой). Вискомуфта — это деталь, в которой ряды лопаток, связанных с входным и выходным валами, вращаются в специальной жидкости. Входной и выходной валы свободно вращаются относительно друг друга, но секрет муфты именно в наполнителе, который при повышении температуры увеличивает свою вязкость.
При обычном движении, легких поворотах или проскальзывании колес муфта не препятствует взаимному перемещению лопаток, но как только разница в скорости вращения передних и задних колес вырастает, жидкость начинает интенсивно перемешиваться и нагреваться. При этом она становится вязкой и блокирует перемещения лопаток относительно друг друга. Чем больше разница, тем выше вязкость и степень блокировки.
Сегодня муфты используются как на схемах с постоянным полным приводом совместно с механическими дифференциалами, так и самостоятельно. Ведущим валом они соединены с раздаткой, а ведомым — с дополнительной осью. При необходимости, когда одна из осей буксовала, часть момента через муфту уходит на нее.
В поздних конструкциях муфт от жидкости отказались в пользу трущихся дисков, которые работают по такому же принципу, как фрикционное сцепление. При необходимости электроника «поджимает» их и начинает передачу момента. Управлять дозировкой момента автомобиль может самостоятельно, без участия водителя.
При всем удобстве муфты имеют ряд недостатков, основной из которых — слабая выносливость на серьезном бездорожье. Трущиеся диски от нагрузки перегреваются, и муфта уходит в аварийный режим. Поэтому эта система применяется в основном на компромиссных кроссоверах и легковых автомобилях, где полный привод нужен не для преодоления буераков, а для лучшей управляемости.
Что дальше?
Дальнейшая эволюция систем полного привода, по всей видимости, будет связана с электромоторами. Первый электромобиль с двигателем на каждом колесе показал еще на Всемирной выставке в Париже 1900 года Фердинанд Порше. Тогда это был, как бы сейчас сказали, «нежизнеспособный концепт-кар». Моторы были слишком тяжелые, а конструкция — дорогой. Сейчас у такой схемы перспектив явно больше.
Есть потенциал и у гибридной схемы, где одна ось приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, а вторая — элекродвигателем. Впрочем, если говорить о настоящих внедорожниках, то никакие электроинновации и фрикционные муфты пока не заменят дешевой, простой и выносливой механики.
Источник
Устройство, преимущества и недостатки постоянного полного привода
Постоянный полный привод имеет свои определенные преимущества, позволяя существенно упростить управление автомобилем.
Ещё на заре появления первых автомобилей инженеры экспериментировали с типом привода авто. В итоге, появились полноприводные машины, которые первоначально, в силу своей конструктивной сложности, не пользовались должным спросом у покупателей. Лишь в восьмидесятых-девяностых годах прошлого века появились достаточно эффективные, простые и надежные полноприводные автомобили, которые сразу стали отлично продаваться в различных странах мира.
Определение понятия
До недавнего прошлого полноприводная трансмиссия использовалась исключительно на полноценных внедорожниках, которые, к тому же, оснащались блокировкой дифференциала и понижающей передачей. Однако в конце восьмидесятых годов компания Audi представила свою полноприводную трансмиссию, которая получила название Кватро. Такая конструкция позволяет благодаря наличию дифференциалов синхронизировать передачу мощности между передней и задней осью, что существенно улучшает проходимость автомобиля и положительно сказывается на его скоростных характеристиках.
Если изначально такие автомобили имели соответствующий межосевой дифференциальный механизм, который отвечал за распределение крутящего момента, то в последующем появились электронные системы, полностью управляющие работой трансмиссии, обеспечивая оптимальное перераспределение мощности. При этом такой автомобиль в определённых условиях мог становиться полноценным задним или передним приводом, имелась возможность переноса мощности на левую или правую сторону.
Назначение полного привода
Изначально полный привод полагался лишь полноценным внедорожникам, а такая система рассматривалась исключительно как способ улучшить проходимость машины на бездорожье. Такие трансмиссии имели достаточно сложную конструкцию, часто ломались, требовали бережного отношения, да и установить их по причине увеличенных габаритов на обычной и легковой автомобиль попросту не представлялось возможным.
В последующем полноприводные трансмиссии стали более компактными, что позволяет с легкостью устанавливать их на кроссоверы, универсалы и легковые автомобили. Такие системы существенно улучшают показатели управляемости автомобиля, решаются проблемы с эксплуатацией машины на заснеженных улицах наших городов.
Ранее такие машины предназначались исключительно для охотников и рыболовов, которым требовался максимально проходимый автомобиль, способный справиться с глубоким бродом, раскисшим грунтом и глубоким снегом. Сегодня такие авто с трансмиссией 4 на 4 станут отличным вариантом для поклонников активного образа жизни, а также при круглогодичной эксплуатации автомобиля.
Разновидности системы 4х4
Конструктивно все системы полного привода можно разделить на две основные категории – механические и электропривод. Конструкции с механическим дифференциалом, у которых между передней и задней осью крутящий момент распределяется поровну и не изменяется в зависимости от скорости и условий управления авто. Такие системы надёжны, машины предсказуемы в управлении, а сама трансмиссия отличается надежностью и не потребует от автовладельца какого-либо обслуживания и серьёзного ремонта.
В последние годы наибольшей популярностью стали пользоваться подключаемые системы полного привода, которые включают различную продвинутую электронику, способную в режиме реального времени оценивать условия управления, и в зависимости от этого оптимальным образом перераспределять крутящий момент по осям. Тем самым обеспечивается максимально возможная проходимость, улучшаются показатели управляемости на высокой скорости и при прохождении поворотов.
Основные преимущества
Сегодня всё больше производителей предлагают покупателям автомобили, оснащенные системами полного привода. У такой трансмиссии имеется масса преимуществ, которые позволяют сделать автомобиль более удобным и комфортным в использовании.
К преимуществам полноприводных трансмиссий относят:
1) улучшение проходимости автомобиля;
2) управление становится более безопасным и предсказуемым;
3) улучшение динамических показателей машины;
4) лучшая реализация мощности двигателя.
Если в прошлом подобные автомобили были скорее экзотикой, то сегодня порядка 30% всех новых машин, в особенности в сегменте бизнес и премиум-класса, предлагаются именно с полноприводной трансмиссией. Многие покупатели по достоинству оценили удобство использования таких автомобилей, которые позволяют полностью безопасно и без каких-либо проблем управлять автомобилем на заснеженных и обледенелых дорогах.
Недостатки полного привода
Однако, как и у любой другой технологии, у полноприводных трансмиссий имеются определенные недостатки, которые следует учитывать при выборе такого автомобиля. В первую очередь это больший расход топлива, который увеличивается в сравнении с моноприводом на 15-20%. Если вы подыскиваете недорогую и экономичную машину, то проще выбрать небольшой хэтчбек, чем покупать универсал или кроссовер с трансмиссией 4×4.
В отдельных случаях владельцы автомобилей с электронным подключаемым приводом жалуются на непредсказуемое поведение автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что распределение мощности у таких машин не постоянно, поэтому нередки ситуации, когда в повороте или в сложной ситуации на дороге система перебрасывала крутящий момент с одной оси на другую. Подобное являлось полной неожиданностью для водителя, которому требовалось сохранять максимальную концентрацию, не ожидая такого подвоха от своей машины.
Характерные поломки
Несмотря на существенные улучшения конструкции системы полного привода, всё же такие автомобили часто ломаются, требуя соответствующего ремонта и внимания от автовладельца. Чаще всего требуется замена раздатки, которая не выдерживает повышенного крутящего момента, выходит из строя, существенно увеличивая расходы владельца автомобиля. Не редкость ситуации, когда сломавшийся полный привод и вискомуфта приводит в негодность карданный вал, а такой ремонт будет по затратам сопоставим с капитальным.
Часто из строя выходит раздаточный узел, который меняется вместе с муфтой и шлицами. В последнем случае, в особенности при наличии коробки автомат, стоимость такого ремонта может составить 20-30 тысяч рублей и более. Чтобы исключить такие поломки следует избегать пробуксовки автомобиля, который застрял в глубоком снегу или в укатанной колее. Ещё одна часто встречающаяся и чрезвычайно дорогая поломка — это выход из строя муфты в системе Haldex. В подобных случаях такие неисправности могут потянуть на 200 000 рублей, причём требуется менять не только саму помпу, но и все приводы.
Рекомендации по ремонту
Если с ремонтом относительно простых модификаций полноприводных трансмиссий могут справиться в большинстве сервисов, то современные вискомуфты и электронные осевые дифференциалы можно восстанавливать исключительно в специализированных мастерских. Стоимость такого ремонта будет достаточно высока, и это с учетом дорогих запчастей, большинство из которых неремонтопригодны и требуют замены.
Качество выполненного ремонта полноприводной трансмиссии будет во многом зависеть от качества используемых запасных частей и профессионализма мастеров, которые занимаются такой работой. Именно поэтому экономить на запчастях, приобретать китайские подделки не рекомендуется, так как это не только существенно ухудшает проходимость машины и ее управляемость на высоких скоростях, но и в последующем вынудит заново заниматься дорогостоящим и сложным ремонтом.
Особенности управления авто
Одним из преимуществ использования автомобилей с полноприводной трансмиссией является существенное улучшение управляемости. Такая машина лучше держится за дорожное полотно, у неё нейтральная поворачиваемость, практически отсутствуют срывы в поворотах, машина с лёгкостью разгоняется даже на скользкой и обледенелой дороге. Это позволяет существенно упростить управление автомобилем в зимнее время года, делая такую эксплуатацию авто максимально безопасной.
Определённые сложности могут лишь возникнуть при эксплуатации автомобилей с электронными вискомуфтами, в которых автоматика отвечает за перераспределение крутящего момента по осям. Нередки ситуации, в особенности на высокой скорости и в поворотах, когда электроника самостоятельно перераспределяет крутящий момент, это является полной неожиданностью для автовладельца. В итоге, машина может заметно расширять траекторию или же наоборот срываться в занос, скорректировать который становится крайне сложно.
Особые секреты AWD
Функционирование подключаемого полного привода может обеспечиваться как за счёт передачи вращения только на заднюю ось, так и за счёт активации сразу двух валов, вискомуфта в которых передаёт мощность в оптимальном соотношении, обеспечивая одновременно улучшение проходимости автомобиля и максимальное сцепление с дорогой. Наибольшую популярность такие подключаемые электронные системы полного привода получили на кроссоверах, которые одинаково эффективны как при использовании в городе, так и не спасуют на проселочной дороге и на бездорожье.
На полноценных внедорожниках используется конструкция полного привода с механической раздаточной коробкой, понижающей передачей, выходным валом и парой шестеренок, которые проходят через привод, обеспечивая максимально возможную долговечность и надежность всей конструкции. Такая трансмиссия способна выдерживать по-настоящему жесткую эксплуатацию, а благодаря наличию электронного управления можно как активировать режим постоянного полного привода, так и перебросить крутящий момент на задние или передние колёса.
Выводы
Преимущества системы полного привода очевидны. Автомобили с такой трансмиссией отличаются хорошей управляемостью, они одинаково эффективны на асфальте, просёлочной дороге, укатанном снеге и бездорожье. Современные конструкции 4х4 отличаются надежностью и долговечностью. Нужно лишь подобрать конкретную конструкцию и модификацию полноприводной трансмиссии, которая будет полностью соответствовать своему последующему использованию и конкретному автомобилю.
Источник
Полный привод: преимущества и недостатки
При выборе полноприводного автомобиля необходимо учитывать тип трансмиссии, что позволит подобрать такую машину, которая будет отличаться проходимостью и лучшей управляемостью на скользкой дороге.
С каждым годом спрос в России на полноприводные автомобили неизменно увеличивается. Действительно, эксплуатация таких машин в зимнее время года и по разбитым отечественным дорогам будет более комфортной и безопасной, чем транспортного средства с моноприводом. Поговорим поподробнее о том, действительно ли такие полноприводные автомобили будут решением проблем отечественных автовладельцев, либо это маркетинговый ход, который не дает каких-либо преимуществ при за рулем.
Подключаемый полный привод
Сегодня на многих автомобилях используется так называемая система подключаемого полного привода, которая в технической литературе получила название on-demand. Сегодня эта система встречается на большинстве кроссоверов, универсалах и седанах, которые имеют полноприводные модификации. Особенностью такой трансмиссии является тот факт, что в обычных условиях автомобили являются задне- или переднеприводными. Как только автоматика определяет пробуксовку ведущих колес задействуется вторая ось, чтобы позволяет улучшить управление транспортом, вытаскивая машину даже из непролазной топи.
На практике же получается, что автомобиль в большинстве случаев является моноприводным, соответственно у него будет отмечаться недостаточная или избыточная поворачиваемость. В особенности подобное ярко проявляется зимой на заснеженной или обледенелой дороге. Дополнительная вторая ось подключается лишь при проскальзывании колес, то есть уже тогда, когда машина ушла в занос.
В итоге автовладельцу просто сложно уловить тот момент, когда машина начинает скользить и включается дополнительный привод. Всё это приводит лишь к увеличению опасности управления транспортом на скользкой дороге, а даже опытные водители могут не справиться с непонятным им поведением автомобиля, который может быстро уходить в занос и подключившийся привод лишь усугубляет ситуацию.
Недостатком такой системы полного привода on-demand является также ее конструктивная сложность, что приходит в частым поломкам и увеличению расходов на эксплуатацию автомобиля. Именно поэтому большинству автовладельцев при возможности рекомендуют отказаться от приобретения машины с такой компоновкой, что позволит повысить безопасность управления транспортом и сократит расходы на эксплуатацию техники.
Подключаемая вручную система полного привода
Отличие этой полноприводной системы от описанной выше является возможность подключить ее принудительно, без использования электроники. Однако полный привод будет доступен лишь в узком диапазоне скоростей. Обычно это 10-30 км/ч. Такой подключаемым вручную полный привод будет актуальным лишь на разбитых дорогах и небольшой скорости автомобиля. В большинстве случаев такая недорогая система полного привода не оснащается дополнительной раздаткой и понижающей передачей. Соответственно, эффект полноприводной трансмиссии без раздатки на бездорожье практически не ощущается.
По факту, машина имеет полноприводную трансмиссию, однако в действительности реализовать такой привод практически невозможно. Автомобиль в силу своей конструкции будет плохо управляться на высокой скорости, а на бездорожье эффект от двух ведущих осей будет практически незаметен. Тогда как конструктивная сложность такого привода неизменно приведет к частым поломкам, а автовладельцу придёт постоянно заниматься ремонтом автомобиля.
Система постоянного полного привода
Так называемый full-time полный привод устанавливается на дорогие автомобили и является едва ли не лучшей системой по управляемости и проходимости. У таких машин имеется раздаточная коробка, межосевой дифференциал и механический привод, в котором автоматика используется лишь в качестве дополнительных контролирующих систем.
С такой постоянной системой полного привода автомобиль будет показывать отличную управляемость на высокой скорости, и при этом он не спасует даже перед серьезным бездорожьем. Единственный недостаток такой трансмиссии — это ее конструктивная сложность и повышенный расход бензина. Машина в условиях города и на загородной трассе будет кушать на 15-20% топлива больше, нежели автомобили с моноприводом.
Понижающие передачи и блокировка дифференциала
У многих классических внедорожников, которые получили рамную конструкцию и систему постоянного привода, имеется понижающая передача и блокировка дифференциала. Такие системы обеспечивают возможность разного вращения колес на двух осях, передавая на нужную ось и колесо больший крутящий момент. Наличие блокировки дифференциала позволяет автомобилю лучше реализовывать динамический потенциал, обеспечивая быстрый разгон машины. В зависимости от своей конструкции блокировка дифференциала может управляться как автоматикой, так и принудительно водителем, что позволяет ему улучшить поведение машины на бездорожье и при скоростном пилотаже.
Неизменным атрибутом полноценного внедорожника будет являться раздаточная коробка с понижающей передачей. Основное назначение такого устройства – это уменьшение числа оборотов колёс при определенной мощности двигателя. То есть, колёса при нажатии газа еле-еле гребут, вытаскивая автомобиль даже из раскисшей жижи, грязи и воды. Вместе с блокировкой дифференциала такая раздатка обеспечивает автомобилю улучшенные показатели управляемости на разбитой дороге.
Впрочем, в последние годы отмечается тенденция, когда автопроизводители даже в моделях настоящих внедорожников не используют раздаточные коробки и блокировку дифференциала. По их мнению, современный джип не используется на внедорожье, а наличие электронных систем безопасности и имитации блокировки с раздаткой позволит улучшить поведение на просёлочной дороге. Поэтому даже в тех машинах, которые в прежних поколениях оснащались системами, улучшающими поведение на бездорожье, сегодня отмечается значительное ухудшение показателей управляемости на разбитых дорогах.
Выводы
При выборе автомобиля многие потенциальные покупатели обращают внимание на наличие полного привода. Однако большинство таких автомобилей сегодня оснащаются подключаемыми полноприводными трансмиссиями, которые, по сути, бесполезны на высокой скорости и бездорожье. Только лишь дорогие джипы оснащаются постоянной полноприводной трансмиссией, которые, работая в паре с раздаткой и блокировкой дифференциала, обеспечивают существенное улучшение управляемости на высокой скорости и бездорожье.
Источник