Все о полном приводе. часть первая: история, виды, особенности, различия

Renault Duster

Сразу три несомненных плюса: 210 миллиметров дорожного просвета, 16-дюймовые колеса и приятная стоимость 488 тысяч рублей. В остальном — лучший переднеприводный кроссовер из доступных, который придется по душе тем, кто считает главным содержание, а не форму. Из технических характеристик — бензиновый двигатель мощностью 102 лошадиные силы, механическая пятиступенчатая трансмиссия, система ABS, подушка безопасности, защита картера, иммобилайзер и задние подголовники. Кроссовер на протяжении длительного времени занимает лидирующие позиции по продажам на авторынке и является своеобразным хитом.

Что такое полный привод, для чего он нужен?

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

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

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

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

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

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

Неисправности

Первый знак на проблемы с раздаткой укажет лампочка на приборной панели:

• 4×4;
• ABS;
• Brake.

Индикаторы появляются периодически, после все чаще и чаще, в конце просто постоянно горят. Причин может быть множество, сначала нужно искать проблемы с электрикой, а потом изучать технические неисправности серводвигателя.

Основные технические проблемы связаны именно с серводвигателем, подключаемым передние колеса. Сама раздатка xDrive вполне надежная, проблемы чаще доставляет именно сервопривод. У сервопривода «летит» датчик Холпа или ломается щеточный коллектор. В этом случае машина просто станет постоянно заднеприводной.

Если сломается серводвигатель посередине и раздатка не включена, то ездить на машине нельзя – умрет КПП.

Раздатка живет при своевременной замене масла 100-120 тысяч километров, при чем ее степень износа можно проверить по состоянию масла. Открутите сливную пробку, вылейте чуть-чуть масла на салфетку. При наличии черной стружки или запаха гари нужная замена раздатки.

При свисте задних колес при повороте и дергании на разгоне следует посетить диагностику. Этот симптом то же свидетельствует о проблемах с сервоприводом.

Не забывайте своевременно менять масло в редукторах xDrive, ведь забыв про это вы дождетесь гула редукторов, которые впоследствии придется поменять.

У аккуратных водителей детали живут долго, но сам металл стареет, что ведет к ухудшению состояния шлицов и крестовин кардана, а также к поломке подвесного подшипника заднего кардана.

Еще бывают случаи, когда при резком повороте Икс-Драйв кидает всю мощность на одно колесо, имеющее лучшее сцепление с дорогой. Да, это должно позволить пройти поворот максимально эффективно, но редуктора не выдерживают такой нагрузки.

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.

Система полного привода TOD

AWD-трансмиссия Torque-on-Demand, или TOD, относится к категории full-time AWD, применяющая распределение крутящего момента между осями по переменному принципу. Задний мост в системе TOD подключен постоянно, передний подключается через многодисковую фрикционную муфту автоматически или принудительно при помощи переключателя.

В автоматическом режиме, являющемся основным для TOD, крутящий момент перераспределяется между осями (передней и задней) в соотношениях от 0:100 до 50:50, все зависит от различных дорожных условий. До начала преодоления труднопроходимых участков, производитель рекомендует принудительно подключить переднюю ось, тем самым деля поровну крутящий момент между осями.

Аналогичным образом устроена интеллектуальная система xDrive у автомобилей BMW, однако работает она полностью в автоматическом режиме, а соотношение крутящего момента между осями составляет от 0:100 до 40:60.

Какой привод автомобиля лучше?

Итак, надо подводить итоги. Если все сильно упростить, то вывод можно сделать такой: лучшим видом привода является полный привод, работающий в паре с системой курсовой устойчивости ESP. Однако, полный привод обходится дороже при покупке и дорог в обслуживании, да и потребляет много топлива. Если же Вам нужно что-то более экономичное, то оптимальным вариантом станет передний привод, который обладает идеальным сочетанием характеристик. Ну а задний привод стоит выбирать, только если у Вас есть опыт и машина нужна Вам, в первую очередь, чтобы получать удовольствие от вождения.

Преимущества переднего привода:

• Низкая цена
• Пониженный расход топлива
• Проходимость выше, чем у заднего привода
• Хорошо держит курс на скользкой дороге

• Разгоняется быстрее переднего
• Проще выходит из заноса

Минусы полного привода:

• Высокий расход топлива
• Высокая цена
• Дорогой ремонт и обслуживание

Основные типы привода мы разобрали, теперь давайте посмотрим, какие есть виды полного привода.

Привод On Demand Full Time

Автоматика сама решает, когда активировать систему подключаемого полного привода

Эта система функционирует практически точно так же, как и предыдущая, однако ее не нужно подключать вручную – система начинает работать автоматически, когда в этом возникает необходимость. Например, если происходит пробуксовка одной из осей, то автомобиль немедленно переходит в полноприводной режим, и крутящий момент передается сразу на обе оси (причем пропорции могут быть самыми разнообразными). Кроме того, нередко вниманию потребителей предлагаются автоматизированные полноприводные системы, у которых крутящий момент может подаваться непосредственно на отдельные колеса. И неплохим примером в данном случае способна послужить система All Mode 4х4, являющаяся одной из наиболее востребованных на современном рынке.

Преимуществами автоматизированных полноприводных систем, которыми комплектуются многие современные автомобили, являются:

• возможность самостоятельного распределения крутящего момента между осями (присутствует не во всех системах);
• возможность переключения на передний привод;
• значительная экономия топлива (поскольку полноприводной режим не работает постоянно, и вам нет необходимости переключать его вручную, автомобиль расходует минимальное количество горючего).

Таким образом, можно сделать вывод о том, что система On Demand Full Time идеально подходят для эксплуатации в условиях как города, так и пригорода, поскольку она способна очень быстро подстраиваться под специфику дорожного покрытия. А вот системы Full Time и Part Time не отличаются такой универсальностью – первая лучше подходит для городских дорог, а вторую целесообразно использовать в условиях бездорожья.

Задний привод (RWD)

Как следует из названия двигатель располагается спереди, а мощность от него посылается на заднюю ось, через карданный вал и дифференциал в центр задней оси. Это классическая компоновка обычно используется на спортивных и дорогих машинах.

Ее плюсы

Прежде всего, данная компоновка дает возможность инженерам «поиграть» с распределением веса, немаловажный фактор для спортивных машин, да и вообще для любых машин.

Так как у этих автомобилей трансмиссия/дифференциал размещены позади двигателя, то добиться нужно развесовки на порядок проще, чем в переднеприводном варианте.

Так как на передние колеса приходится меньший вес и подкапотное пространство «не загромождено» различными дополнительными элементами, колеса могут поворачиваться на большие углы, что прилично улучшает управляемость автомобилем.

Среди плюсов заднего привода в первую очередь отмечаются проблемы переднеприводной компоновки: это меньший радиус поворота, лучшее поведение в поворотах, ускорение, отсутствует силовое подруливание, так как дифференциал расположен строго посередине оси, между двумя колесами и оба приводных вала имеют одинаковую длину.

Минусы заднего привода

Прибавляется больше веса, так как вы получаете карданный вал и дополнительно трансмиссионный тоннель на всю длину автомобиля. Больший вес означает большую потерю мощности, снижение КПД, увеличение расхода топлива.

Если этого не достаточно, дополнительные компоненты увеличивают конечную стоимость автомобиля. Вы получите меньшего пассажирского и багажного пространства вследствие появления вышеупомянутого тоннеля и дифференциала на задней оси, над которым обычно располагается багажник.

Кроме того, поскольку вес, воздействующий на передние колеса уменьшается, они быстрее теряют сцепление на заснеженных дорогах, чем снижают безопасность поездок.

Наконец, дисбаланс распределения веса, часто приводит к тому, что заднеприводный автомобиль имеет избыточную поворачиваемость и при определенных условиях может легко пойти в занос.

У этой монеты есть две стороны, в неопытных руках, избыточная поворачиваемость может быть опасной, человек просто может потерять управление и это будет не самым приятным событием в жизни. А можно и наоборот, при определенных знаниях и умениях получать удовольствие дрифта (1GAI.RU ПРЕДУПРЕЖДАЕТ НИКОГДА, НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ НЕ ПЫТАЙТЕСЬ ПУСТИТЬ МАШИНУ В ЗАНОС НА ДОРОГАХ ОБЩЕСТВЕННОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ, ЭТО КРАЙНЕ ОПАСНО!)

Варианты применения полного привода в автомобилях

В автомобилях премиального сегмента применяют обычно постоянный либо подключаемый полный привод. Причем в обоих случаях работа трансмиссии регулируется с помощью бортовой электроники. На некоторых моделях премиум-класса реализована система, позволяющая включать блокировку дифференциалов в ручном режиме. Внедорожники, которые чаще используют на тяжелом бездорожье, в основном оснащаются подключаемым полным приводом. Выбор в пользу такой трансмиссии обусловлен тем, что она отличается более простой конструкцией, что повышает ее надежность. Водитель в данном случае самостоятельно решает, какой тип привода ему подключить.

Жесткий подключаемый полный привод (Part time) 4WD.

https://www.youtube.com/watch?v=xVsxN4K2EcE

Самое простое решение для автомобиля 4WD – прямое подключение всех ведущих мостов. Такой тип трансмиссии сравнительно прост и надежен. Крутящий момент, поступает через коробку передач к раздаточной коробке, а от нее через шарнирные приводы к дифференциалам мостов. Усилие от двигателя непосредственно распределяется на передний и задний мост практически в равном количестве.

В результате, величина крутящего момента как на задних, так и на передних колесах становится практически равной. Такое распределение момента существенно повышает проходимость. Автомобиль может преодолевать существенное бездорожье.

Для увеличения крутящего момента дополнительно в трансмиссию 4WD вводится еще одна понижающая передача, называемая демультипликатором. При включении понижающей передачи, автомобиль существенно теряет в скорости, зато увеличивается тяга на колесах, что еще больше повышает проходимость. Для движения по рыхлому снегу, а также по вязким почвам рекомендуется включение понижающей передачи.

Такая конструкция лежит в основе всех классических 4WD внедорожников – тяжелых автомобилей, имеющих жесткую рамную основу и зависимую, часто, рессорную подвеску с неразрезными балками мостов. Конструкция классического 4WD внедорожника является фактически повторением конструкции автомобилей с американской маркировкой «general purpose», что в буквальном переводе означало: «автомобиль общего назначения». Позднее, это словосочетание трансформировалось в ставший нам привычным «джип» (Jeep).

Повышенной проходимости способствует не только полный 4WD привод на все колеса с дополнительной понижающей передачей. Успешному преодолению бездорожья во многом способствует удачное распределение веса автомобиля по осям, а также жесткая рама и конечно же, высокая и мощная подвеска, в которой вертикальное перемещение обоих колес жестко связано между собой.

Все это способствует хорошим внедорожным качествам. Если в автомобиле используются межколесные самоблокирующиеся дифференциалы, его проходимость повышается еще больше. Большинство «классических» внедорожников представляют собой автомобили с мощными двигателями, высокой посадкой и внушительными габаритными размерами. Такие автомобили способны преодолеть серьезное бездорожье, снежные заносы и даже переехать неглубокие водоемы без сильного течения.

Наряду с известными преимуществами, классические внедорожники 4WD имеют и ряд существенных недостатков. Главным из них является, как ни странно, жесткий полный привод. Все дело в том, что крутящий момент распределяется в равной степени между осями автомобиля. При некоторых условиях угловые скорости передних и задних колес не всегда бывают одинаковыми

. И если при движении по рыхлому грунту это компенсируется пробуксовкой колес, то при движении по твердому и ровному дорожному покрытию в трансмиссии будут возникать опасные перегрузки. Например, при прохождении поворотов, из-за разности давления в шинах или неравных угловых скоростях карданных шарниров, в трансмиссии внедорожника возникают крутильные колебания, в результате которых механизмы легко выходят из строя.

Чтобы этого не произошло, один из ведущих мостов, чаще передний, имеет возможность отключения от трансмиссии 4WD. Если вы двигались по бездорожью и решили выехать на дорогу с асфальтовым покрытием, прежде чем двигаться по дороге, вы должны отключить одну из ведущих осей. Многие отечественные и зарубежные модели 4WD внедорожников для уменьшения механических потерь оснащаются специальными муфтами, при помощи которых передние колеса подключаются к трансмиссии.

Некоторые модели имеют вакуумный или электромагнитный привод колесных муфт. Исходя из этого, такой тип автомобилей называют «part time 4WD». Повышенный расход топлива – еще один существенный недостаток внедорожников. Тяжелая рамная конструкция, чугунные балки мостов, большие механические потери обуславливают повышенный топливный аппетит таких автомобилей.

Достоинства 4WD:

• повышенная проходимость,
• простота и надежность конструкции,
• жесткая конструкция.

Недостатки 4WD:

• высокий расход топлива,
• повышенные потери мощности,
• необходимость отключения одной из ведущих осей,
• высокий центр тяжести (склонность к опрокидыванию).

Полный привод

Полным приводом оснащаются автомобили многих производителей, но система  xDrive есть только у  BMW. Традиционно, полный привод направлен главным образом на то, чтобы минимизировать неудобства доставляемые покрытием дороги, неровностями, грунтом или гололедом. Но если усилия распределяются по осям неравномерно или неэффективно, то полный привод не будет приносить удовольствия от вождения. Характерными для такого неэффективного распределения будут следующие недостатки управления:

• Ограничивается чувствительность к поворотам руля;
• Становятся недостаточными ходовые качества;
• Прямолинейное движение становится неустойчивым;
• Теряется комфорт при маневре.

Но в концерне  BMW  к вопросу создания полного привода нового поколения подошли совершенно иначе. За основу производители взяли проверенный и прекрасно зарекомендовавший себя задний привод автомобилей концерна. Оптимизировав и усовершенствовав его характеристики, их распределили на все четыре колеса.

Постоянный полный привод

Автомобили с системой «full-time»всегда имеют полный привод на все колеса без исключений.

Внедорожник с городской системой «full-time» оснащен межосевым дифференциалом, у него есть возможность передвигаться в системе полного привода. Единственным минусом является отсутствие блокировки межколесного дифференциала, что иногда приводит к проскальзыванию соединения между передним и задним колесом.

Поэтому на пересеченной или болотной местности эту систему лучше не использовать, иначе есть вероятность, что вы застрянете в труднопроходимом месте. По-настоящему мощными и проходимыми являются автомобили с внедорожной системой «full-time», которые лучше конкурентов преодолевают условиях серьезного бездорожья. Внедорожники оборудованы блокировкой межколесного дифференциала. С такой комплектацией автомобиль стоит достаточно дороже, можно сказать, что цена намного выше, чем на многие полноприводные автомобили.

В заключении хочется сказать о том, что некоторые внедорожники на самом деле ими и не являются. Это просто массивные и габаритные автомобили с не менее внушительными внедорожными амбициями. Поэтому если вы предпочитаете ездить по ровному дорожному полотну, но все-таки хотите полноприводный внедорожник, то просто купите обычный автомобиль с полным приводом. Он не хуже внушительных кроссоверов, ко всему прочему, легковые полноприводные автомобили стоят гораздо дешевле внедорожников.

Что такое AWD-привод?

Если описывать AWD-привод в общем понимании его работы, то окажется, что AWD-система:

а) представляет собой тип полного привода, при котором мощность и крутящий момент отправляются на обе оси, перераспределяя крутящий момент от оси или колеса с меньшей тягой к оси/колесу с большей. Иными словами, данный тип привода, как правило, передает крутящий момент на передние колеса, и только тогда, когда не хватает тяги и автомобиль автоматически подключает в работу задние колеса;

б) если вы владеете кроссовером или другим полноприводным автомобилем, скорее всего, у вас установлена именно эта система привода колес. Порядка 30% автомобилей оснащаются данным типом привода. Среди них можно выделить:

Land Rover FreelanderNissan MuranoSubaru ForesterToyota RAV4Audi Q7 и многие другие известные автомодели со всего мира. Например, как отмечает Нокс, среди носителей системы множество распространенных в США автомобилей Acura, Mini и даже версии Lamborghini ;

в) как правило, в случае нехватки тяги AWD подключает задний привод. Соответственно, распределение крутящего момента составляет 60% на переднюю, 40 процентов – на заднюю оси;

г) главной отличительной частью механической системы AWD является межосевой (центральный) дифференциал, который устанавливается между передними и задними осями. Вариантов систем достаточно большое количество, и несмотря на то, что каждая из них имеет схожую конструкцию, но обладает некоторыми нюансами при срабатывании, например может быть предупреждающим. Основной особенностью механических систем полного привода является их надежность и возможность работать под повышенными нагрузками.

Одним из ярких примеров системы является межосевой дифференциал Torsen, разработанный на основе самоблокирующейся гипоидной передачи, он позволяет механической AWD-системе срабатывать упреждающе, на опережение чувствуя момент, когда необходимо поключать задний привод;

д) система AWD с электронным управлением в большинстве случаев вместо межосевого дифференциала получает электронно управляемую муфту или пакет фрикционных дисков муфты сцепления, который взаимодействует с передней или задней осью на основании различных факторов, включая скольжение/проскальзывание колес, повышенные обороты двигателя, угол поворота руля и много других фактов вроде центробежной силы, боковой реакции шин и так далее.

Некоторые продвинутые системы могут варьировать величину крутящего момента, поступающего на любое из колес автомобиля для обеспечения максимальной тяги, в то время как другие позволяют водителю самостоятельно регулировать распределение крутящего момента.

Плюсами электронно-управляемой системы, кроме прочего, можно назвать:

многообразие программ для работы на грунте, песке, в снегу;высокая точность и скорость реакции на ситуацию;относительно небольшие нагрузки на двигатель и трансмиссию;небольшой расход топлива, поскольку большую часть времени автомобиль едет на одной оси.

Из минусов, соответственно, отмечается:

отсутствие пониженных передач и блокировок дифференциалов;программа не застрахована от совершения ошибочных действий во время движения;водитель, как правило, никак не может влиять на поведение AWD.

Итак, вот основные отличия двух вариантов полноприводных систем AWD – с электронным и механическим управлением. Кратко можно сказать так:

то, что не достает механическим системам AWD, – это отчасти скорости срабатывания и вариативности (регулируемости). Правда, эти недостатки они компенсируют долговечностью.

Нокс утверждает, что большинство электронных AWD-систем не справляются с задачами жесткой эксплуатации, как это нередко бывает на этапах ралли или при другой спортивной эксплуатации автомобилей. Кроме того, электронику труднее предсказать в поворотах и сложнее модернизировать.

Впрочем, аналоговые системы также не идеальны: центральные дифференциалы изнашиваются с течением времени и не всегда обеспечивают тот тип блокировки, который вы ожидаете получить; все будет зависеть от системы и используемой технологии управления системой полного привода.