Полный привод: постоянный и подключаемый. Как устроен и в чём разница?

 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.

113.jpg

Система постоянного полного привода 4Matic (Mercedes-Benz)



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)


112saipanfixcom.jpg

Фото: saipanfix.com


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.


114.jpg

Система Active Torque Split AWD для Mazda CX-7 с многодисковой муфтой вместо межосевого дифференциала



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.


115.jpg


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.


Читайте также:



 

Добавить комментарий

Для комментирования вам необходимо авторизоваться

Добавить комментарий

Комментарий отправлен
21 комментарий
11.08.2014 19:51
Егор Ильин

"Чем легче вращается колесо, тем больше момента туда передается. " После этой фразы перестал читать дальше. абсолютная безграмотность. Ну почему в профессиональных автомобильных изданиях совершенно некомпетентные люди - я понимаю, что сочинять умеете, но кроме этого надо и предмет знать! Постоянный 4 вд: крутящий момент на всех колесах одинаковый - всегда!!

1

11.08.2014 23:27
Александр Светличный

ерунда полная насчет одинакового момента. на все колеса. А как тогда с соотношением 60/40 во многих моделях? Субару, те да, у тех симметричный момент, но зачем нужен излишек момента на разгруженной задней оси при езде по городу?


12.08.2014 10:54
Andrew King

Дифференциал не меняет момент! Тут Егор абсолютно прав!

Он распределяет мощность - между осями или колесами.

Чтобы и момент и мощность на всех колесах были одинаковые (грести всеми 4-мя вне зависимости от покрытия и пробуксовок) сначала блокируют центр - тогда жестко 50/50 между осями и далее межколесные блокировки - это 50/50 лево-право вне зависимости от того, буксует или нет колесо.

Именно поэтому, на авто с жестко подключаемым полным приводом (считай заблокирован центр) нельзя ездить по асфальту - передняя и задняя ось будут работать синхронно и в итоге полному приводу придет каюк - именно по причине разного пути, проделываемого осями.


13.08.2014 00:10
ilya911

Andrew, дифференциал меняет именно крутящий момент, "характеризующийся вращательным действием силы на твёрдое тело"!!! Дифференциал - это механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами. А вот мощность - это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени! И между осями и колесами она точно не распределяется!!! )))) Ну хотя бы википедию ради интереса открывайте что ли...


14.08.2014 19:12
Егор_И.

Илья, я очень рад за Вас, что умеете пользоваться Википедией, однако надо понимать, что это не профессиональный учебник)). Дифф ничего не меняет, он только передает крутящий момент, при этом его величина на неподвижном колесе (см. приведенный пример про монопривод) будет равна моменту на пробуксовывающем колесе!


27.02.2015 04:09
Борис Игнашин

Мощность делится пополам, именно мощность

она равна на обоих осях симметричного диффа

нулевой момент-максимальные обороты, максимальный момент-минимальные обороты


13.08.2014 00:16
ilya911

На современных Субарах симметричного полного привода давно нет!!! Осталось по одной единственной модификации XV и Forester на МКП. На всех остальных - обычная электронноуправляемая муфта со стандартным распределением (60:40)!


27.02.2015 04:28
Борис Игнашин

Сори, там неудачная правка была.

Впрочем, вы ничуть не менее неправы, чем неправильный текст.

Дифференциал делит мощность поровну. На то он и симметричный дифференциал. И если на одном колесе мощность околонулевая за счет того, что момента оно реализует мало, а обороты ограничены мотором, то на другое, на котором момент реализуется будет подано пропорционально меньше оборотов. Произведение все равно будет равным. Сделать можно одинаковыми обороты, это легко, надо заблокировать дифференциал, а вот сделать равным момент - надо постараться, придется создать одинаковое сцепление колес с дорогой и одинаково их загрузить.


11.08.2014 20:07
Олег Омельченко

А вроде нормально всё описано, логично.. Просто прочитай


11.08.2014 23:32
Александр Светличный

забыли применяемый Honda real time При постоянно включенном переднем приводе, при пробуксовке одного из колес, автоматически включается полный привод. Если честно, очень рискованное решение, когда при привыкании к езде на переднем приводе, в экстремальной ситуации надо приспосабливаться к особенностям управления при полном приводе


12.08.2014 00:21
ДимСаныч

Да, знаменитый SH-AWD - super handling all-wheel drive. Ездил на Honda Legend и Acura MDX - восторг! Вот подробнее про уникальную систему: http://www.acura-dream.ru/technology/sh-awd/


12.08.2014 00:22
ДимСаныч

В статье не хватает схем самих приводов! Текста недостаточно для восприятия :(

1

14.08.2014 18:50
Егор_И.

испугались развенчания вашего дилетантства?? не проходят сообщения!!!


14.08.2014 18:54
Егор_И.

Так вот, Александр Светличный, у постоянного полного привода-фулл тайм 4вд, межосевой симметричный дифференциал является неотъемлемой частью. Надеюсь с этим ВЫ не спорите? А симметричный дифференциал, это просто нужно запомнить, передает момент на колеса (либо на оси) ВСЕГДА поровну. Чтобы это понять, Вам нужно изучить устройство и принцип работы дифференциала.


27.02.2015 04:06
Борис Игнашин

симметричный дифференциал делит ПОРОВНУ МОЩНОСТЬ

а момент и обороты он изменяет


14.08.2014 18:55
Егор_И.

Ссылаясь на "А как тогда с соотношением 60/40 во многих моделях?", Вы похоже не понимаете, что это про подключаемые приводы через муфту, к которым принципиально относятся и Симметрикал АВД от субару, и Реал тайм от хонды. Здесь важно понять, почему я сделал акцент на выделенной фразе автора статьи. Тот факт, что одно колесо вращается быстрее другого, совершенно не означает, что там больше момент. Обычная ситуация (для простоты возьмем монопривод): машина застряла, одно колесо пробуксовывает, а второе стоит на месте. НО момент на обоих колесах при этом будет одинаковый, вот такой вот он дифф))

4

17.10.2014 21:06
Игорь Махнёв

обычный дифференциал малого трения распределят момент между колесами 50х50 вне зависимости от того крутятся они или нет.


27.02.2015 04:05
Борис Игнашин

Это что-то новое, чтобы распределить момент 50 на 50, надо чтобы колеса "гребли" ровно одинаково, ну и до кучи вращались с одной скоростью


27.10.2014 01:09
Виктор Косымов

супер селект рулит как ни крути!!! про паджеро то забыли!


22.02.2015 21:04
Павел Костоломов

Про Эльку забыл. ;)


01.03.2015 21:24
Aleks Alek Alekseikin

может я невнимательно прочитал,но не упомянули про кулачковый дифференциал,как на ГАЗ-66.Очень эффективное устройство,и всегда выручит.Испытано.

2

Новые статьи

Популярные тест-драйвы

Change privacy settings