Что такое полный привод и как он работает?

Много вопросов сегодня вызывает система полного привода автомобиля. Что это? Где устанавливается? Из чего состоит? Какой принцип работы? Какие преимущества и недостатки? На эти и многие другие популярные вопросы мы постараемся исчерпывающие ответить в данной статье.

1. Что такое полный привод, для чего он нужен?
2. Устройство полного привода
3. Принцип работы
4. Виды полного привода
5. Преимущества и недостатки
6. Заключение

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.

Устройство полного привода

Типовая полноприводная трансмиссия авто состоит из следующих элементов, выполняющих свои функции:

1. Коробка переключения передач (механическая или автоматическая);
2. Муфта многодисковая или раздаточная коробка;
3. Дифференциал межосевой;
4. Карданный вал;
5. Дифференциалы(задние или передние);
6. Элементы управления.

Самыми известными полноприводными системами являются:

1. 4Matic фирмы Mercedes;
2. All wheel control от фирмы Mitsubishi;
3. 4motion от Volkswagen
4. Quattro от Audi;
5. ATTESA от компании Nissan;
6. xDrive от BMW;
7. VTM-4 от Honda.

Принцип работы

Принцип работы полного привода — сочетание и совокупность технических решений, что обеспечивает временную или постоянную возможность иметь ведущими все колёсами одномоментно, т.е. сразу.

Схема 4х4 определяет каким образом ведущие оси (передняя и задняя) будут включены в раздачу мощности от двигателя. Наглядно работу современного полного привода можно увидеть на видео, ниже.

Виды полного привода

Значительное число автолюбителей уверены, что практически все внедорожники оснащены одинаковой системой 4х4. Однако, это не так и вводит в заблуждение многих. Какие же тогда бывают виды полноприводных систем?

Существуют следующие виды, имеющие свои функциональные особенности:

1. Подключаемый.
2. Постоянный.
3. Автоматически подключаемый.

Подключаемый.
В авто, ведущей осью является один из мостов. Подключается колёсная формула 4х4 водителем вручную, с помощью рычагов или кнопок управления. Тогда, к ведущий оси подключается дополнительная ось, и автомобиль временно превращается в полноприводной. Подключает дополнительную ось водитель для того, чтобы: преодолеть достаточно сложный участок дороги, труднопроходимую местность, либо бездорожье.

Подключаемый полный привод частое используемое решение для автомобилей с высокой проходимостью — внедорожников.

Постоянный полный привод.
Этот вид 4х4, где крутящий момент передаётся от движка на все колеса сразу. Используется на различного класса автомобилях с поперечной или продольной схемой расположения двигателя. Современные системы 4на4 оснащаются самоблокирующимися дифференциалами. Они могут распределять мощности в разных соотношениях по осям.

Постоянный полный привод

Постоянный полный привод является прогрессивной системой, которая создаёт динамику и активную безопасность при вождении. Так как электроника контролирует и координирует функционирование и работу системы 4х4. Для этого, в электронику направляются сигналы от датчиков скорости вращения колес. После, идёт моментальное измерение соотношения мощности.

К недостаткам системы постоянного полного привода можно отнести: повышенную нагрузку на элементы трансмиссии, дороговизну конструкции и повышенный расход топлива в сравнении с другими видами привода.

Автоматически подключаемый.
Система автоматического подключения полного привода разработана так, чтобы на основании данных с датчиков, автоматически включать к ведущей оси дополнительную. Основным ведущим мостом может быть любой: задний или передний. Автоматически подключаемая система срабатывает в тот момент, когда зафиксирована разносить во вращении колес.

В обычном состоянии езды, автомобиль с таким типом приводя является моноприводнойным. Система подключается, когда идёт пробуксовка авто. Недостатком является, то что независимо от высокой точности датчиков и техники, только водитель может видеть перед собой сложный участок трассы и заранее подключить полный привод, без ожидания, когда автомобиль начнёт буксовать, к примеру на участке с размытым грунтом.

Преимущества и недостатки

Наличие полного привода имеет свои преимущества и конечно же недостатки. Главными плюсами такого авто являются:

1. высокая безопасность и повышенная устойчивость машины на разных покрытиях;
2. повышение проходимости;
3. улучшенная динамика движения, использование силовой установки более эффективно;
4. резвость и шустрый старт без задержки или пробуксовки обычное дело для авто с формулой 4на4.

К минусам можно отнеси следующее:

1. сложная конструкция;
2. повышенное потребление топлива;
3. большая металлоёмкость самой трансмиссии;
4. к тому же, полноприводной автомобиль дороже в цене, по сравнению с моноприводной машиной. Соответственно более дорогой ремонт автомобиля из-за сложной конструкции.

Заключение

Несмотря на все недостатки автомобилей с полным приводом, с каждым годом спрос на авто с 4на4 формулой не идёт на спад. Вероятнее всего, постоянный спрос, рождает предложение. Такие машины пользуются огромной популярностью у автолюбителей. Окончательный выбор при покупке автомобиля с тем или иным приводом решать потенциальному владельцу.

Что лучше полный привод, передний или задний

Приводом в автомобиле называется передача крутящего момента от двигателя на любое колесо, которое после этого становится ведущим. Соответственно этому, все транспортные средства начинают обладать такой важной характеристикой, как колёсная формула, где первая цифра означает общее количество колёс, а вторая – число ведущих.

Но в этом понятии не отражается другое важное свойство автомобильного шасси, какие именно оси являются ведущими при неполном приводе, задние или передние? Хотя для полноприводных машин 4×4 или даже 6×6 это значения не имеет.

Что такое полный привод, отличия от заднего и переднего

Каждый тип имеет свои достоинства и недостатки, поэтому они пока существуют в относительном равновесии. С теоретической точки зрения передне- или заднеприводный автомобиль получается из полноприводного простым исключением деталей трансмиссии, которые передают тяговое усилие к тем или иным колёсам. На самом деле в технике так легко не получается.

Обязательным узлом полноприводного автомобиля является раздаточная коробка или раздатка, которая распределяет крутящий момент по осям.

В моноприводных машинах она не нужна, но просто исключить её не получится, раздатка интегрирована в общую схему силового агрегата, поэтому перекомпоновке подлежит весь автомобиль.

Как и в обратном случае, если в линейку исходно, например, переднеприводных автомобилей одной модели добавляется полноприводная модификация, то это повлечёт за собой большие осложнения.

Очень много производителей даже не пытаются добавлять версию 4×4 в комплектациях своих хэтчбеков и седанов, ограничиваясь увеличением клиренса и пластиковым обвесом для кросс-модификаций.

Это касается и общей компоновки. Исторически уже сложилось, что в переднеприводных машинах силовой агрегат располагается поперёк моторного отсека, коробка передач снабжена двумя валами с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС), идущими к передним колёсам, одновременно ведущим и управляемым.

Для заднего привода наоборот, мотор с коробкой расположены вдоль оси автомобиля, далее идёт карданный вал к заднему мосту. Полный привод может быть реализован с разным уровнем сложности в обоих этих случаях.

Устройство и принцип работы

Для передачи крутящего момента используется набор узлов и агрегатов, образующих трансмиссию.

• коробка передач (КПП), отвечающая за изменения общего передаточного числа, то есть отношения скорости вращения вала двигателя к оборотам ведущих колёс;
• раздаточная коробка, делящая крутящий момент в заданном соотношении (не обязательно поровну) между ведущими осями;
• карданные передачи с ШРУС или шарнирами Гука (крестовинами), передающими вращение на расстоянии под переменными углами;
• редукторы ведущих мостов, дополнительно изменяющие скорость вращения и направление передачи момента;
• полуоси, соединяющие редукторы со ступицами колёс.

Как уже упоминалось, из общего множества схем выделились две основных, характерные для поперечных и продольных силовых агрегатов.

1. В первом случае раздатка крепится сбоку к коробке передач, её при этом ещё называют угловым редуктором. Из компоновочных соображений через неё пропускается вал привода одного из передних колёс, здесь же шестерёнчатой парой с гипоидным зацеплением снимается момент на задний мост, для чего вращение разворачивается на 90 градусов и поступает к карданному валу, идущему вдоль автомобиля.
2. Для второго случая характерно размещение раздатки на одной оси со вторичным валом КПП. Карданный вал к задним колёсам расположен соосно с первичным валом раздаточной коробки, а передние подключены через такую же карданную передачу, но с разворотом момента на 180 градусов и смещением вниз или вбок.

Раздатка может быть достаточно простой, отвечая только за разветвление момента, или сложной, когда для повышения проходимости или управляемости в неё вводятся дополнительные функции:

• демультипликатор, то есть повышающая передача для умножения крутящего момента на бездорожье;
• межосевой дифференциал, распределяющий момент в заданной пропорции;
• электромагнитные фрикционные муфты, служащие исполнительными устройствами в системе автоматического управления возможностями трансмиссии;
• валы отбора мощности к дополнительным устройствам.

Редукторы ведущих мостов у машин 4×4 также могут быть усложнены наличием управляемых дифференциалов или электронных муфт. Вплоть до принудительных блокировок и раздельного управления колёсами одной оси.

Виды полного привода

В разных режимах движения очень полезно перераспределять крутящий момент между колёсами для повышения экономичности с одной стороны, и проходимости с управляемостью с другой. При этом чем трансмиссия оказывается сложнее, тем она дороже обходится, поэтому на разных типах и классах машин используются разные схемы привода.

Постоянный

Наиболее логичным будет использование полного привода всегда и во всех дорожных условиях. Это обеспечит предсказуемость реакций и постоянную готовность машины к любым сменам ситуации. Но это достаточно дорого, требует дополнительных затрат топлива и не всегда оправдано.

Классическая схема постоянного полного привода (ППП) во всей её простоте использована на нестареющем советском автомобиле Нива. Продольный двигатель, затем коробка, к ней через короткий карданный вал подсоединена шестерёнчатая раздатка, откуда и отходят два вала к переднему и заднему мостам.

Для обеспечения возможности вращения передних и задних колёс с разной скоростью, что важно на сухом асфальте в поворотах, в раздатке стоит межосевой свободный дифференциал, который можно заблокировать, чтобы иметь на бездорожье хотя бы два ведущих колеса при пробуксовке двух других.

Там же имеется демультипликатор, увеличивающий тягу примерно вдвое с таким же снижением скорости, что очень помогает относительно слабому двигателю.

Момент на ведущих колёсах имеется всегда, пока одно из них не забуксует. В этом и есть основное преимущество такого типа трансмиссии. Не надо думать о её мобилизации вручную или создавать сложную автоматику.

Естественно, одной Нивой применение ППП не ограничивается. Его используют на множестве дорогих машин премиального сегмента. Там, где цена вопроса особого значения не имеет.

При этом снабжают трансмиссию массой дополнительного электронного сервиса, в основном для улучшения управляемости при избытке мощности, схема это позволяет.

Автоматический

Подключение дополнительного ведущего моста автоматикой имеет множество исполнений, можно выделить две конкретные схемы, применяемую на БМВ и многих других премиумах и типичную для массовых кроссоверов муфту в приводе задних колёс.

В первом случае всё возлагается на фрикционы в раздатке с электронным приводом. Зажимая или распуская эту работающую в масле муфту можно в широких пределах менять распределение моментов по осям.

Обычно при старте с мощным двигателем, когда основные ведущие задние колёса начинают пробуксовывать, им в помощь подключаются передние. Существуют и другие алгоритмы перераспределения, они зашиты в памяти управляющих блоков, считывающих показания многочисленных датчиков.

Второй случай похож, но основные колёса передние, а задние подключаются кратковременно через муфту между карданным валом и редуктором моста.

Муфта быстро перегревается, но долгой работы от неё и не ждут, просто иногда надо слегка подтолкнуть машину через задний мост на скользкой дороге или в сложном повороте. Так построены почти все кроссоверы в модификации 4×4.

Принудительный

Самый простой и дешёвый тип полного привода, используется в утилитарных внедорожниках, чьё постоянное место работы находится вне асфальта. Постоянно ведущим мостом служит задний, а при необходимости водитель может включить передний, жёстко, без дифференциала.

Поэтому на твёрдом покрытии машина обязана быть заднеприводной, иначе трансмиссия будет повреждена. Зато такие машины имеют большой запас прочности, просты и недороги в ремонте.

Такие модификации имеют и многие импортные пикапы и внедорожники, иногда дорогие и сложные в более продвинутых опциональных версиях привода.

Плюсы и минусы 4WD (4×4)

Минус, собственно, один – цена вопроса. Но проявляется это во всём:

• исходно автомобиль сложнее, поэтому дорог при покупке;
• чаще требует ремонта, чем больше техники, тем ниже надёжность;
• из-за дополнительных вращающихся деталей выше расход топлива;
• увеличивается масса, что влияет на динамику и экономичность;
• растут сложности в компоновке агрегатов, что отражается на сложности обслуживания.

Всё остальное – достоинства:

• идеальная проходимость, все колёса нагружены крутящим моментом;
• машина лучше управляется за счёт дополнительного вектора тяги на управляемой оси;
• улучшенная динамика на скользкой дороге, шины реже пробуксовывают;
• перераспределение тяги позволяет снизить требования к прочности деталей;
• более равномерно изнашивается резина протекторов шин.

Всё это позволяет широко использовать полный привод на мощных и дорогих машинах, где добавка к цене не столь существенна.

Как правильно ездить на машине с полным приводом

Чтобы реализовать все возможности полного привода надо изучить особенности конструкции конкретного автомобиля, понять как работает именно его схема трансмиссии.

1. Не пользоваться подключаемым полным приводом без межосевого дифференциала на асфальте, это закончится быстрым износом и поломками.
2. Потренироваться в вождении на скользкой дороге в поворотах, часто полноприводные машины, особенно со свободным дифференциалом или автоматическим перераспределением момента, могут вести себя непредсказуемо, меняя поведение с переднеприводного на заднеприводное и наоборот. А работать педалью газа в повороте надо с диаметрально противоположной тактикой, машина на добавление тяги может как уйти с заносом вовнутрь поворота, так и начать скользить передней осью наружу. Это же относится и к гашению начавшегося заноса задней оси.
3. Хорошая устойчивость 4×4 зимой может пропасть внезапно для водителя. К этому надо быть готовым, ведь моноприводные машины всегда предупреждают о потере сцепления заранее.
4. Отличная проходимость не должна приводить к бездумному посещению грязевых «засад» или снежных полей. Возможность выбраться без трактора из подобных условий больше зависит от выбранных шин, чем от способностей автоматики в трансмиссии.

При этом в разумной стратегии вождения полноприводная машина всегда поможет избежать неприятностей, в которые моноприводы попадут гораздо раньше. Только не надо этим злоупотреблять.

В перспективе все машины получат полный привод. Это связано с прогрессом в технике электромобилей. Там очень легко реализуется схема с электромотором на каждое колесо и развитой силовой электроникой.

Вот такие автомобили уже не потребуют инженерных познаний о типе привода. За водителем останется только управление педалью акселератора, остальное машина сделает сама.

Как работает полный привод: виды и электронные системы

Не все автомобилисты знают, как работает полный привод, какими особенностями обладают ТС, оснащённые такой трансмиссией. И точно также не все машины, которые принято считать полноприводными, в полной мере соответствуют этому. В этом материале мы постараемся ответить на данный вопрос максимально точно и развернуто.

Общий принцип: как работает полный привод

Полноприводные машины в городской среде ничем не отличаются от авто, имеющих только задние или передние ведущие колеса. Это обусловлено особенностями работы трансмиссии. Например, постоянный полный привод у Рено Дастер распространяется на переднюю ось. Назад крутящий момент передается с помощью подключаемой муфты.

Также может быть обратная схема полного привода. Различие состоит в постоянном приведении в действие задних колес. Передняя ось остается подключаемой. К отдельной категории относятся автомобили, имеющие постоянный полный привод.

В полном приводе ведущими являются сразу 4 колеса

Как работает подключаемый полный привод?

Эта система положила начало появлению в автомобилестроении техники с четырьмя ведущими колесами. Она функционирует за счет жесткого подключения передней оси. Дифференциал здесь отсутствует, а все колеса движутся с одинаковой скоростью.

Дифференциал является механическим устройством, осуществляющим прием и распределение крутящего момента между колесами в определенной пропорции. Этот узел способен автоматически компенсировать скоростную разницу в движении.

Один из типов полного привода: подключаемый

Суть работы дифференциала состоит в том, чтобы направлять момент к ведущим осям, позволяя им вращаться с разной скоростью.

Колеса автомобиля имеют одинаковую скорость вращения, пока он движется прямо. В случае совершения поворотов и других маневров этот показатель изменяется в зависимости от конкретных условий. Одно колесо может начать вращаться быстрее других, как и мосты.

Full-time

Из-за недостатков конструкции полного привода, который подключается, автомобильные инженеры принялись за разработку системы 4WD, лишенной их. В ней обе оси являются ведущими, имеющими свободный дифференциал. Если возникает пробуксовка, то избыточная мощность гасится внутренним сателлитом в редукторе. Это позволяет машине всегда иметь две ведущие оси.

Тонкость в том, что полный привод будет функционировать корректно, если одна из пар колес не начнет пробуксовывать. Тогда вторая ось также будет отключаться. Для нивелирования данной конструктивной особенности такая полноприводная система дополнительно оснащена минимум одной блокировкой дифференциала, которая включается принудительно. В отдельных случаях их может быть две.

Система AWD

Модернизация полного привода продолжается по сей день. Еще одним его подвидом является система, которая полностью управляется электронным блоком. Она способна перебрасывать крутящий момент в зависимости от определенных условий эксплуатации. Для повышения маневренности и контроля над транспортным средством появилась прогрессивная электроника, например, системы:

• курсовой устойчивости;
• противоскольжения;
• стабилизации;
• распределения крутящего момента.

Примерно так помогает управлять авто система курсовой устойчивости

Всем управляют электронные блоки, получающие сигналы с датчиков ABS. Именно они считывают скорость на каждом колесе.

Какие полноприводные авто эксперты не считают таковыми?

Если двигатель автомобиля и трансмиссия вращают все четыре колеса, это еще не указывает на то, что машина относится к классу внедорожников и сможет преодолеть любые препятствия на своем пути.

Конечно, тот же Рено Дастер сможет проехать по бездорожью. Его геометрическая проходимость оставляет позади конкурентов. Но технические характеристики далеки от идеала. Именно поэтому не стоит на автомобилях с номинальным полным приводом заезжать в болота, пытаясь всем доказать, что они смогут преодолеть невероятные препятствия. Иначе придется далеко идти за трактором, без которого застрявшую машину не вытащить.

Разбираться и понимать, как работает система полного привода, нужно тогда, когда машина используется вне асфальтированных покрытий – по грунтовым, лесным, песчаным дорогам. Именно там могут пригодиться все четыре ведущих колеса, поскольку моноприводным автомобилям в таких условиях будет невероятно сложно. Они скорее всего застрянут в самом начале.

Источник Источник http://vaznetaz.ru/polnyj-privod
Источник http://autovogdenie.ru/chto-takoe-polnyj-privod-v-avtomobile.html
Источник Источник Источник http://mycary.ru/how/explotation/kak-rabotaet-polnyy-privod.html