Плюсы и минусы полного привода на автомобиле

Плюсы и минусы полного привода

AWD и 4WD-что это такое и какая между ними разница.

Полноприводная система, которая работает в автоматическом режиме, крутящий момент равномерно распределяет на обе оси постоянно. Часто редакторы автомобильных журналов путаются в данном вопросе, чем вводят читателей в заблуждение. В нашей же статьи, вышеперечисленные термины будут часто использоваться и там, где это будет нужно, я буду вносить необходимые уточнения, чтобы вы не запутались в используемой терминологии.

Дифференциалы автомобиля

Под дифференциалом подразумевают определенное количество шестерен, главная задача которых распределять крутящий момент, который поступает от трансмиссии.

Современные системы полного привода имеют три дифференциала, которые равномерно распределяют мощность на все четыре колеса, тем самым, обеспечивая комфортный поворот, без возможного сопротивления. Основная нагрузка лежит на центральном дифференциале, поскольку он, отбирая крутящий момент у коробки передач, равномерно распределяет его между передним и задними дифференциалами. Не оборудованы центральным дифференциалом лишь полноприводные системы, работающие в ручном режиме управления полным приводом. Это связанно с тем дискомфортом, который испытывает автомобиль на сухой дороге.

Главным недостатком используемых в технологии полного привода дифференциалов является их возможная блокировка, поскольку именно от нее зависит поведение машины на дороге. Одним словом потеряв сцепление с дорожным полотном хотя бы одним колесом, вы рискуете быть обездвиженным. Это связано с тем, что дифференциал старается передать мощность на ось, имеющую наименьшее сопротивление. Таким образом, потеряв одним колесом сцепление с дорожным покрытием, вся имеющаяся мощность будет передаваться на него. Поскольку, полноприводныму автомобилю чаще всего приходится ездить по плохим дорогам, все современные автомобили с такой приводной системой имеют подобную блокировку.

Негативные стороны систем полного привода

Заранее предугадать, что нужно сделать в данный момент очень сложно. Осложняет ситуацию и тот факт, что потерять устойчивость полноприводный автомобиль может в один момент, без малейших на то предпосылок. По этой причине, если автомобиль понесло на обочину, выйти победителем из создавшейся ситуации бывает очень сложно, неопытным автолюбителям даже не под силу.

К недостаткам полноприводных систем также относится сложность и дороговизна обслуживания и ремонта. Это связанно со сложностью конструкции привода, наличием большого количества деталей по сравнению с другими видами привода. Во многом на стоимость обслуживания также очень влияет марка и модель автомобиля.

Положительные стороны систем полного привода

Главным преимуществом полноприводных автомобилей является их повышенная проходимость, возможность рушить с места без пробуксовывания колес, не обращая внимания на состояние дорожного покрытия. Автомобили, оборудованные полноприводными системами, имеют повышенную динамику по сравнению с другими видами приводов. Но, как бы там ни было, данного вида привода совсем не гарантирует вам то, что вы сможете легко преодолеть тот или иной брод. В данных ситуациях многое зависит от профессиональных способностей водителя, технического состояния покрышек и автомобиля в частности.

Как бы там ни было, ни один из выше перечисленных типов полного привода не сможет служить панацеей в той или иной опасной ситуации. Вас смогут спасти только ваши профессиональные навыки управления автомобилем, хладнокровие, умение контролировать ситуацию. Старайтесь научиться управлять сами автомобилем, меньше обращая внимание на тип его привода, и лишь тогда, он станет для вас предсказуемым и управляемым.

Источник

Как работает полный привод: плюсы, минусы, особенности устройства

В чем преимущества и недостатки полноприводного автомобиля

Полный привод уже давно используется в классе внедорожников, но последние 5 лет им активно начали оснащать легковые автомобили. Это делается для того, чтобы улучшить сцепление с дорогой, управление машиной, позволить ей быстро и без проблем проходить участки с плохим покрытием или без него.

Большинство полноприводных седанов, представленных сегодня, изначально выпускались с приводом на два колеса. Затем их оснастили полным приводом для увеличения тяги и управляемости. Яркий пример – Audi Quattro. Это модель с передним приводом, на которую впоследствии установили систему полного привода. Все больше производителей следуют этой тенденции в ответ на покупательский спрос.

Два колеса или четыре?

В большинстве полноприводных автомобилей, если одно колесо вращается быстрее, сцепление теряется, потому что дифференциал позволяет мощности двигателя находить легкий выход через колесо, которое буксует. Если можно управлять всеми четырьмя колесами автомобиля и блокировать дифференциалы, автомобиль продолжит движение, даже если только одно из его колес имеет хорошее сцепление с дорогой. Это значит, что полноприводная машина сможет преодолевать обледенелые или грязные участки дороги.

Распределение крутящего момента

Все колеса автомобиля крутятся с одинаковой скоростью, но крутящий момент распределяется неравномерно между передней и задней подвеской. У Ford Sierra 4×4, который изначально производился с задним приводом, соотношение составляет 27 на 63. Это значит, что 27% передается на передние колеса, а 63% – на задние. Такое распределение повышает управляемость автомобиля и ходовые характеристики.

Как устроено распределение крутящего момента

Например, на заднеприводных Sierra и Granada Scorpio мощность отбирается со стороны коробки передач широкой передаточной цепью после прохождения через эпициклический межосевой дифференциал и вязкую муфту. Тут короткий опорный вал проходит вперед к переднему дифференциалу, который установлен на правой стороне поддона. Единственный способ подать мощность на левое переднее колесо – пропустить ведущий вал через сам поддон внутри герметичной трубки.

Эпициклический дифференциал неравномерно распределяет крутящий момент между передней и задней осями. Он подает две трети мощности назад и треть – вперед, но при этом продолжает вращать каждую ось с одинаковой скоростью.

Система Subaru может подавать мощность на задние колеса, чтобы выйти из сложных ситуаций. При этом межосевой дифференциал отсутствует. Поэтому полный привод нельзя использовать постоянно. Вместо межосевого дифференциала за трансмиссией размещается раздаточная коробка, которая оснащена сцепляющим устройством – оно не допускает проскальзывания.

Для подключения задних колес в автомобиле с передним приводом используется специальный фланец. Он располагается в задней части КПП, соединяется с опорным валом, идущим к заднему дифференциалу. Это классическая схема для машин с передним приводом.

Постоянный 4WD

Существуют 2 схемы полного привода. Первая – он включается, когда необходимо пройти участок дороги с плохим покрытием или без него. Второй вариант – постоянное использование четырех колес. Тут мощность подается через коробку передач на межосевой дифференциал. Он обычно устанавливается за трансмиссией и распределяет крутящий момент между передними и задними колесами.

Такая схема дает возможность им вращаться на разных скоростях, что упрощает маневрирование (особенно на низкой скорости), улучшает проходимость в условиях бездорожья. Без подобной схемы повышается нагрузка на трансмиссию, когда одно из колес начинает пробуксовывать.

От межосевого дифференциала мощность передается на передние и задние оси, полуоси через опорный и приводные валы. Тут компоновка зависит от того, был ли автомобиль изначально с передним или задним приводом.

Для правильной работы схемы 4 на 4 требуются 2 дополнительных дифференциала. Они располагаются между передними и задними колесами и при необходимости обеспечивают вращение только одного из них. Это делает маневрирование, например вхождение в повороты, более комфортным.

История адаптации 4WD для седанов

Полный привод для легковых автомобилей появился в 1966 году, когда Дженсен выпустил модель под обозначением FF на базе кузова Interceptor. Компания Ferguson Formula представила полный привод с антиблокировочной системой тормозов. Но эта концепция в то время не привлекла внимание.

Эффективность полного привода на седанах подтвердил автомобиль Audi Quattro. Эта модель стала успешной раллийной разработкой. Тогда концепция постоянного или подключаемого 4WD стала внедряться в массовое производство. Систему начали использовать Ford, Alfa Romeo, Toyota и Fiat, а затем и другие марки.

Какие бывают блокировки дифференциала

В полноприводных системах дифференциал (особенно центральный) должен блокироваться. Это необходимо для сохранения сцепления с дорогой при прохождении обледенелых, скользких участков.

Некоторые системы используют блокировку дифференциала с автономным питанием. Ford Sierra 4×4 комплектуется межосевым дифференциалом, который содержит вязкую жидкость. Она предотвращает вращение колес с разной скоростью и сохраняет оптимальное распределение мощности.

Audi Quattro использует центральный дифференциал Torsen. Он основан на червячных передачах – они ограничивают расхождение скоростей между осями и колесами. Но на большинство автомобилей устанавливается ручная блокировка. При подключении она распределяет усилия между передней и задней парой колес.

Дифференциал Torsen состоит из двух комплектов скользящих червячных передач – по одному на каждый приводной вал. Они соединены цилиндрическими зубчатыми колесами. Когда один приводной вал перекрывает другой, «черви» вращаются и передают крутящий момент на другой приводной вал.

Межосевой дифференциал Torsen автоматически блокируется для максимального сцепления при сильном скольжении. При этом используется антиблокировочная тормозная система. Кроме того, задний дифференциал может быть заблокирован вручную, чтобы облегчить начало движения, если автомобиль стоит на скользком участке.

Некоторые полноприводные модели комплектуются блокировкой заднего дифференциала. Тут включение центрального и заднего блокиратора заставляет колеса вращаться, даже когда одно из них потеряло сцепление с дорожным полотном.

Не постоянный полный привод

У ряда моделей 4 колеса подключаются только для прохождения проблемных участков дороги или льда, снега, грязи. У этих автомобилей нет межосевого дифференциала, есть только раздаточная коробка или сцепление для передачи крутящего момента на другую пару колес. Такая схема увеличивает эксплуатационный потенциал дифференциала.

Преимущества 4WD

Безусловно, полный привод, подключаемый или постоянный, не превращает машину в гусеничный трактор или танк, но значительно облегчает жизнь водителю. Система улучшает управляемость, делает машину устойчивой во время маневрирования, снижает риск возникновения аварийных ситуаций.

Кроме того, полный привод дает больше тяги. Специалисты Audi подсчитали, что система Quattro увеличивает этот показатель в 1,5 раза на мокрой дороге и в 2 раза – на льду. Сравнение проводилось с автомобилями без полного привода. При хорошем сцеплении 4WD эффективно использует мощность. Это облегчает выполнение маневра без потери устойчивости и мощности.

Недостатки полного привода

Главный минус всех систем – сложность устройства. На автомобиль приходится устанавливать тяжелое оборудование. Оно увеличивает нагрузку на трансмиссию, расход топлива, при этом замедляется и становится более равномерным износ покрышек. Это доказали сравнения машин с передним или задним приводом.

Активно устанавливать полный привод на седаны начали, когда стало понятно, что рулевое управление накладывает ограничение на мощность, которая может передаваться через передние колеса. С этой точки зрения полный привод, пожалуй, – не более чем модная тенденция для элитных автомобилей. Ведь совершенно понятно, что в городских условиях мощность автомобиля используется не на все 100%, а для постоянных путешествий по бездорожью они не предназначены.

Ближайшие несколько лет покажут, насколько жизнеспособна данная концепция. Вполне возможно, производители вернутся к классической схеме оснащения автомобилей передним или задним приводом.

Альтернативные разработки

Подобная система устанавливается на VW Golf. Она называется Synchro. В обычных условиях автомобиль использует передний привод. Но если одно из колес начинает буксовать или значительно возрастает нагрузка, то муфта на конце карданного вала блокируется для передачи привода на задние колеса.

Автоматическая альтернатива блокирующему дифференциалу – вязкая муфта. Она состоит из барабана, где в жидкости располагаются диски. Одна их часть соединена с передним, а вторая – с задним валом. Тут вязкая субстанция уравновешивает скорость вращения колес.

Источник

Итак, есть 3 основных варианта привода автомобиля:

Какой из этих вариантов привода лучше: полный, передний или задний, зависит от манеры езды, характера и покрытия дороги, по которым предстоит вождение, типа самого автомобиля (спортивный это болид или же полноценный внедорожник) и ряда других условий. Но какой тип привода подойдёт именно Вам, каковы отличия заднего, переднего и полного привода и каким образом все они работают. Давайте разберём по-отдельности различия между этими видами привода, а в конце приведём обобщающую таблицу с плюсами и минусами каждого типа.

Передний привод

Основная масса автомобилей в нашей стране, да и в большинстве стран мира, выпущенных с конца 1990-х годов, используют передний привод. В первую очередь, это из-за космической эффективности переднего привода, его относительной дешевизны. Передний привод автомобиля обеспечивает нахождение двигателя, трансмиссии и силового привода в одном компактном корпусе расположения, который удобно размещается под капотом, освобождая остальную полезную часть автомобиля для пассажиров и груза.

Передний привод

Плюсы переднего привода:

Минусы переднего привода:

Задний привод

Задний привод чаще всего означает, что двигатель спереди, расположенный продольно длине автомобиля, ведёт свой крутящий момент на задние колеса через длинный карданный вал. Между тем, самые упрощенные компоненты заднего привода делают в целом его дешевле, чем передний привод, вопреки утверждению в плюсах переднего привода выше, однако, если включить все высокие технологии в современном заднем приводе, то такие автомобили в конечном счёте получаются значительно дороже.

Задний привод

Раньше в течение долгого времени почти все автомобили были именно заднеприводными, потому что это казалось очень простой конструкцией в силу того, что механики и проектировщики транспортных средств даже смутно представляли, как оснастить автомобиль передним приводом и при этом оставить поворачивающимися передние же колёса.

Плюсы заднего привода:

Минусы заднего привода:

Кстати, не все заднеприводные автомобили имеют двигатель впереди. Некоторые высокопроизводительные машины имеют двигатель посередине или в задней части. К таким авто относятся Ferrari, Lamborghini и другие болиды. И, конечно же, безумством было бы размещение двигателя посередине или сзади в таких автомобилях, в то время как они были бы переднеприводными.

Задний привод со среднемоторным типом расположения двигателя

Между тем, почти все грузовые автомобили оснащены задним приводом, так как при их загрузке основная масса также приходится на заднюю часть, что уменьшает возможность пробуксовки ведущих колёс.

Полный привод

Технически, полный привод может быть разделён на три подгруппы: постоянный полный привод, подключаемый полный привод и адаптивный полный привод. Все эти системы имеют возможность поставлять мощность на все четыре колеса автомобиля, что улучшает сцепление в непогоду и на пересечённой местности, и устанавливаются чаще на внедорожные транспортные средства, такие как Jeep Wrangler и Toyota Land Cruiser. Все типы полного привода также предлагают гораздо лучшее сцепление с дорогой, что позволяет автомобиля входить в крутые повороты на бóльших скоростях, поэтому Вы можете найти в каталогах полноприводные производительные седаны, такие как Audi RS7, к примеру.

Полный привод (с рекдуктором или системой автоматического подключения полного привода)

Адаптивный полный привод наиболее часто встречается на внедорожниках, кроссоверах и спортивных автомобилях (и некоторых семейных автомобилях и минивэнах). Эта система может переносить мощность от двигателя между передними и задними колёсами по мере необходимости. Причём, большинство внедорожников передают 100% мощности двигателя на передние колёса; но когда они начинают терять сцепление с дорогой (например, на скользкой дороге), мощность начинает смещаться и на задние колеса. Причём, распределение мощности не всегда происходит в долях 50/50, хотя и близко к этому значению

Постоянный полный привод. В такой системе полного привода все колёса всё время имеют тяговое усилие от двигателя. Сегодня эта система устанавливается редко на современные автомобили.

Плюсы полного привода

Минусы полного привода

Что лучше для Вас?

Подавляющее большинство автомобилей (и, верите Вы или нет, много кроссоверов) оснащены передним приводом. Это подходящий выбор для большинства водителей, поскольку он обеспечивает хорошее сцепление с дорогой в непогоду и достойное внутреннее пространство.

Если Вы поклонник спортивных автомобилей или живёте в месте, где погода, как правило, хорошая, Вам рекомендуется рассмотреть задний привод. Хотя есть и много хороших переднеприводных спортивных автомобилей (таких как Volkswagen GTI).

Источник

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.
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