Устройство и виды полного привода

Многие любители активного отдыха и частых поездок за город выбирают в качестве транспортного средства кроссоверы и внедорожники, в конструкции которых используется полный привод. Такие авто отличаются повышенным клиренсом и всеми ведущими колесами, что обеспечивает хорошую проходимость.

Но далеко не всегда такие авто способны преодолеть даже среднее бездорожье, не говоря уже о серьезной грязи. И виной этому может оказаться все тот же полный привод, точнее его конструктивные особенности. Поэтому наличие всех ведущих колес еще не означает, что машина способна на покорение сильной грязи.

Основные составные элементы трансмиссии

Полный привод подразумевает передачу крутящего момента от силового агрегата на колеса обеих осей, благодаря чему и повышается проходимость по грязи.

Основная конструктивная особенность привода этого типа перед другими (передний, задний) — наличие в трансмиссии дополнительного узла – раздаточной коробки. Именно этот узел и обеспечивает распределение вращения по двум осям авто, делая ведущими все колеса.

В целом эта трансмиссия авто состоит из:

• сцепления;
• коробки переключения передач;
• раздаточной коробки;
• приводных валов;
• главной передачи обоих мостов;
• дифференциалов.

Вариант конструкции полноприводной трансмиссии (подключаемый автоматически)

Несмотря на использование одних и тех же составляющих, вариаций и конструктивных исполнений трансмиссии – множество.

Конструктивные и эксплуатационные особенности

Стоит отметить, что на многих авто привод на все колеса осуществляется не всегда. То есть, ведущей постоянно является только одна ось, вторая же подключается только при надобности, причем делаться это может как в автоматическом режиме, так и вручную. Но есть и вариации трансмиссии, у которой отключение оси не осуществляется.

Трансмиссии с конструкцией, обеспечивающей передачу вращения на все колеса, используются на авто как с поперечной установкой силового агрегата, так и с продольной. При этом компоновка предопределяет, какая из ведущих осей функционирует постоянно (исключение – постоянный полный привод).

Система, обеспечивающая привод на все колеса может работать как с МКПП, так и с любой автоматической коробкой передач.

Принцип работы системы достаточно прост: от мотора вращение передается на КПП, которая обеспечивает изменение передаточных чисел. От коробки передач вращение поступает на раздатку, которая перераспределяет его на две оси. А далее уже по карданным валам вращение передается на главные передачи.

Но выше описана общая концепция системы полного привода. Конструктивно же трансмиссия может отличаться. Так, как правило, на авто с поперечным расположением в конструкцию КПП одновременно входят и главная передача переднего моста, и раздатка.

А вот в авто с двигателем, установленным продольно, раздатка и главная передача передней оси – отдельные элементы, и вращение на них поступает за счет приводных валов.

Существует еще ряд конструктивных особенностей, которые напрямую влияют на проходимость авто. В первую очередь это касается раздаточной коробки. В полноценных внедорожниках у этого узла обязательно имеется понижающая передача, которая в кроссоверах есть далеко не всегда.

Также на внедорожные качества влияют дифференциалы. Количество их может быть разным. У одних авто присутствует межосевой дифференциал, входящий в устройство раздатки. Благодаря этому элементу осуществляется возможность изменения соотношение распределения момента вращения между осями в зависимости от условий движения. В некоторых авто для увеличения проходимости также предусматривается блокировка этого дифференциала, после задействования которого распределение вращения по мостам делается в строго заданных пропорциях (60/40 или 50/50).

Но межосевого дифференциала в конструкции системы может и не быть. А вот межколесные дифференциалы, устанавливаемые на главных передачах, присутствуют на всех авто, но не на всех имеются их блокировки. Это тоже сказывается на ходовых качествах.

Различаются также и механизмы управления приводом. В одних авто все делается в автоматическом режиме, у других для этого водителем задействуются электронные системы, у третьих – подключение полностью ручное, механическое.

В общем, полный привод, используемый на авто, система не такая уж и простая, как изначально кажется, хотя принцип его функционирования на всех авто одинаков.

Самыми известными являются системы:

• 4Matic от Mercedes;
• Quattro от Audi;
• xDrive от BMW;
• 4motion концерна Volkswagen;
• ATTESA у Nissan;
• VTM-4 компании Honda;
• All wheel control разработка Mitsubishi.

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.

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.

Иные варианты

Стоит указать, что существуют комбинированные трансмиссии, которым присущи конструктивные и эксплуатационные особенности одновременно нескольких видов систем. Они получили обозначение «Selectable 4WD» или многорежимный привод.

В таких трансмиссиях существует возможность установки режима работы привода. Так, подключение полного привода может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме (причем существует возможность отключения любого из мостов). То же касается и блокировок дифференциалов – межосевого и межколесных. В общем, вариаций работы трансмиссии – множество.

Есть и более интересные варианты, к примеру электромеханический полный привод. В этом случае весь крутящий момент поступает только на одну ось. Второй же мост оснащается электромоторами, которые задействуются в автоматическом режиме. Последнее время такая трансмиссия становиться все более популярной, хотя полноценной системой, в классическом понимании, ее назвать нельзя. Такие автомобили являются гибридными системами.

Положительные и отрицательные стороны

Полный привод имеет ряд достоинств перед другими типами. Основными из них можно выделить:

• Эффективное использование мощности силовой установки;
• Обеспечение улучшенной управляемости авто и его курсовой устойчивости на разных видах покрытия;
• Повышенная проходимость авто.

Противовесом достоинств выступают такие негативные качества, как:

• Повышенное потребление топлива;
• Сложность конструкции привода;
• Большая металлоемкость трансмиссии.

Несмотря на отрицательные качества, автомобили, у которых имеется полный привод, пользуются спросом и очень популярны даже среди автолюбителей, за город практически никогда не выезжающих.

Из чего состоит ходовая часть автомобиля

За качество и надежность перемещения машины отвечает сразу несколько узлов. Основным элементом считается ходовая часть автомобиля. Конструкция состоит из нескольких частей, которые позволяют автомобилисту комфортно перемещаться на транспортном средстве.

Из чего состоит ходовая часть

Для обеспечения нормального передвижения основные элементы ходовой части крепятся к кузову машины. В результате получается многофункциональная конструкция узлов, которая соединяет колеса с кузовом. В перечень функций ходовой части входит:

• смягчение движения;
• гашение колебаний кузова;
• прием поперечных и продольных усилий, толчков.

Благодаря установке упругих деталей подвески, транспортное средство не подвергается тряске, а также излишней вибрации.

Подвеска отвечает за уровень комфорта передвижения

Устройство ходовой части автомобиля выглядит следующим образом:

• рама;
• балки мостов;
• передняя и задняя подвески;
• колеса.

Элементы ходовой

Первой габаритной деталью ходовой части является управляемый мост. Элемент выполнен в виде балки повышенной прочности. В нее вмонтированы поворотные цапфы, которые фиксируются при помощи специальных шарниров. Также данная конструкция оснащается специальными соединительными деталями.

В основе управляемого моста лежит жесткая балка штампованного типа. При таком строении мост в передней части автомобиля представлен поперечной балкой, к которой крепятся управляемые колеса.

Крутящий момент от мотора к данному узлу не подводится. Мост является не ведущим и выполняет функцию несущей конструкции. Управляемые системы бывают различных типов и применяются как на легковом, так и на грузовом транспорте.

Список того, что входит в ходовую часть автомобиля достаточно большой. Ключевыми элементами можно назвать упругие детали подвески. Детали позволяют смягчать сильные удары и толчки во время езды. Также данные узлы способны снижать вертикальное ускорение и динамическую нагрузку на конструкцию.

Благодаря разнообразию упругих элементов, кузов автомобиля практически не подвергается пагубному воздействию неровностей на дорожном покрытии. Управление транспортным средством становится плавным и контролируемым.

На многих разновидностях автомобилей могут применяться следующие элементы ходовой:

• листовые рессоры;
• пружины;
• пневматические детали;
• гидропневматические амортизаторы;
• резиновые детали;
• направляющие запчасти;
• рычаг направляющего элемента.

Независимая подвеска

Типы подвесок

По своему предназначению подвеска является той частью, которая отвечает за вертикальное движение колеса относительно кузову. Именно данная конструкция напрямую взаимодействует с кузовом и дорожным покрытием.

На данный момент в автомобилестроении применяется два основных типа подвесок:

• зависимая;
• независимая.

Также на некоторых машинах устанавливается полузависимая подвеска. Однако этот образец чаще всего относят к зависимой схеме.

Ранее на различном транспорте широко применялась зависимая конструкция. Сейчас этот образец постепенно отходит на второй план. Чаще всего система балок устанавливается на грузовые автомобили, которые постоянно подвергаются большим нагрузкам. Также балки нашли применение на внедорожниках рамного типа. На фото подвеска отличается простотой строения. Однако, основное преимущество заключается в надежности. Ее дешево и удобно обслуживать.

Основная часть зависимой системы – рессора. Узел представлен в виде пакета листов, которые выполнены в изогнутой форме. Большинство производителей во время создания рессор используют пружинистую сталь, которая отлично справляется с функцией балансировка кузова.

Независимая подвеска

Большей популярностью пользуется независимый тип подвески. Данная конструкция считается более сложной в плане технического обслуживания ходовой части автомобиля. Основная характеристика этой системы заключается в наличии индивидуальных точек крепления и упругих элементов для каждого колеса. На неровной дороге преимущество несравнимо – колеса не взаимодействуют друг с другом, что делает передвижение авто более плавным.

Благодаря отсутствию общих мостов, процесс ремонта становится проще. При возникновении неисправностей с одной осью нет необходимости восстанавливать противоположную сторону конструкции.

Типа Макферсон

90% автомобильных компаний применяют наиболее надежный тип подвески – Макферсон. Это независимый образец системы, который лучше всех показал себя на различных типах транспорта. Элементы ходовой части составляют одну цельную схему, которая отличается высокой надежностью. Данный узел выглядит следующим образом:

• на ступицу одевают колесный диск;
• ступица шарнирным образом фиксируется к кузову;
• роль держателей выполняют жесткие рычаги.

Существует большое разнообразие рычагов, которые могут располагаться согласно разным схемам. Наиболее распространенными являются одинарные, сдвоенные, А-образные рычаги. Детали могут быть верхними и нижними. В состав простой независимой подвески входит один рычаг, располагающийся снизу.

Что еще относится к системе:

• ступицы;
• шаровые опоры;
• тормозные диски;
• поворотные рычаги;
• опорные чашки, располагающиеся снизу;
• пружины;
• буфер сжатия;
• верхние опоры стойки;
• гайки;
• штоки;
• поворотные кулаки;
• валы привода;
• защитные чехлы.

Элементом, гасящим колебания ступицы, является стойка. Деталь состоит из амортизатора и наружной пружины. Качественное крепление стойки к кузову обеспечено подушкой. Внутри узел оснащен упорным подшипником, благодаря которому стойка может вращаться вокруг своей оси.

Со временем стойка начинает передавать все больше колебаний на кузов. Проверку стойки в случае выхода из строя можно выполнить самостоятельно путем раскачивания кузова. При сильном качении неисправный узел не стабилизирует кузов.

Заключение

Ходовая часть машины состоит из целого ряда элементов, которые нуждаются в своевременном обслуживании. Оба типа подвесок необходимо поддерживать в отличном техническом состоянии, чтобы на дороге не возникало неприятностей. Наиболее часто заменяемыми деталями ходовой принято считать сайлентблоки, втулки и шаровые опоры. Реже приходится менять стойки стабилизаторов.

Что такое ходовая часть автомобиля и ее неисправности

Без ходовой части автомобиль попросту не смог бы двигаться, поскольку силовой установке вместе с трансмиссией и приводом попросту некуда бы было передавать крутящий момент.

Ходовая часть авто включает в себя колеса, которые и воспринимают этот крутящий момент, вращаются и передвигают автомобиль. Однако это не основная задача ходовой части. Автомобиль передвигается не по идеально ровной поверхности, всегда на дороге имеются изгибы, выступы, ухабы, ямы и т. д.

Если бы колеса крепились к кузову авто или раме без подвески – второй составляющей ходовой части, то о комфортабельности говорить бы не приходилось – практически все неровности сразу бы передавались на кузов, лишь немного снижаясь амортизацией пневматической шиной колеса. Так что ходовая часть не только приводит в движение авто, но еще и обеспечивает комфортабельность путем снижения колебательных движений от колеса на кузов.

Подвеску, снижающую колебательные движения, начали применять еще до появления самого автомобиля. Некоторые кареты оснащались элементами из пружинистой листовой стали. Данные элементы состояли из двух стальных дуг, соединенных между собой шарнирно. Верхняя дуга крепилась к самой карете, а нижняя – к оси колес. При движении эти пружинистые дуги частично воспринимали на себя и гасили вибрацию от оси колес. Подвеска кареты и стала прообразом зависимой подвески автомобиля.

Суть же самой подвески – возможность вертикального перемещения колеса относительно кузова или рамы при движении по неровностям. Благодаря элементам подвески воздействие, которое воспринимает колесо от дорожного покрытия, не передается на кузов, а поглощается. То есть, крепление колеса в автомобиле является не жестким относительно кузова.

Зависимая подвеска. Типы, особенности конструкции

Всего на автотранспорте применяется два вида подвески – зависимая и независимая. На данный момент такой тип подвески, как зависимая — считается вроде и устаревшей, однако применяется она еще достаточно широко на грузовых авто, полноразмерных рамных внедорожниках и обычных легковых авто. Такое применение на транспорте зависимая подвеска получила из-за простоты и надежности конструкции.

Рессорная подвеска

Основным элементом данной подвески является рессора. Состоит она из пакета листов пружинистой стали, немного загнутой в дугу. Причем этот пакет зачастую имеет пирамидальную форму. Своими концами рессора крепится к раме авто, а к ее центральной части крепится ось. На авто применяется по две рессоры, установленные ближе к колесам. Эти рессоры, благодаря пружинистой стали воспринимают на себя неровности дороги, позволяя перемещаться колесу относительно кузова.

Задняя зависимая подвеска переднеприводного автомобиля

Однако в этом есть и негативное качество – работа рессоры сопровождается инерционными колебательными движениями. То есть, при восприятии неровности дороги рессора получает энергию, которая приводит к ее колебательным движениям. И хоть со временем амплитуда колебаний будет снижаться, пока не затухнет, но они будут передаваться на раму. Автомобиль будет раскачиваться даже по ровной дороге после прохождения неровности.

Чтобы значительно сократить время колебания рессоры, в конструкцию подвески включены амортизаторы, которые и поглощают колебательную энергию. Если по-простому, то амортизатор останавливает рессору после неровности, не давая ей раскачивать авто.

Пружинная подвеска

Существует еще один тип зависимой подвески – пружинная. В этой подвеске вместо рессор применяются винтовые пружины. Они более удобны в применении, поскольку обладают значительно меньшими габаритами.

Видео: Ходовая часть автомобиля

Но здесь тоже есть свою нюансы. Если рессора сама выступала в качестве крепежного элемента, соединяющего раму с осью колеса, то пружина в таком качестве выступать не может. Поэтому в конструкцию пружинной подвески включена система тяг и рычагов, которые шарнирно соединяют кузов с осью (балкой, мостом).

Пружина, как и рессора, тоже в результате воздействия на нее получает инерционные колебательные движения, поэтому без использования амортизаторов в такой подвеске не обошлось.

Были и другие виды зависимой подвески, к примеру, торсионная, однако она широкого применения на автотранспорте не получила.

Основным недостатком зависимой подвески является частичная передача перемещения одного колеса относительно кузова на второе. Колеса закреплены на оси, и она передает эти перемещения. Поэтому зависимая подвеска не очень подходит для установки на управляемую ось.

Но она еще широко используется на задней оси, как ведущей, так и ведомой. На рамных внедорожниках последних поколений все еще встречается рессорная подвеска. Пружинную же подвеску часто используют на легковых переднеприводных авто. Причем в технических характеристиках авто не всегда указывается, что задняя подвеска – зависимая, зачастую ее называют подпружиненной балкой.

Независимая подвеска. Устройство, особенности

Второй тип подвески – независимый, характеризуется тем, что каждое колесо оси имеет свою систему крепежа и гашения колебаний, которая не передает движения одного колеса на другое. По сути, в независимой подвеске отсутствует ось колес (балка, мост) как таковая.

Самое большое распространение получила независимая подвеска типа «МакФерсона». Схема такой подвески достаточно проста – ступица колеса шарнирно крепится к кузову авто посредством рычагов. Типов этих рычагов и их расположение может отличаться. Встречаются А-образные рычаги, одинарные, сдвоенные, нижние верхние. Самая простая независимая подвеска состоит из одного нижнего рычага.

Дополнительно ступица крепится к кузову амортизационной стойкой, выполняющей еще и роль поворотного кулака. Основными элементами этой стойки является винтовая пружина и амортизатор. Сама стойка – это корпус, в который помещен амортизатор, а поверх стойки расположена пружина.

Вверху стойка упирается в кузов. Между ними установлена подушка стойки, на которую она и опирается. Установленный внутри упорный подшипник дает возможность вращаться стойке вокруг оси. Благодаря этому осуществляется возможность поворота колеса.

Как бы отлично не работала амортизационная стойка, существует возможность передачи колебаний на кузов. Это может привески к поперечному раскачиванию кузова. Чтобы этого не произошло, в конструкцию включен стабилизатор поперечной устойчивости, соединяющий обе подвески колес. Работая на скручивание этот стабилизатор гасит поперечные колебания.

Это основные элементы независимой подвески. Но имеется и большое количество вспомогательных элементов, без которых не обойтись. Таким элементом, к примеру, является подушка стойки. Также к ним относятся все резинотехнические элементы:

• сайлентблоки;
• шаровые опоры;
• втулки.

Все они тоже задействованы в гашении колебаний. Сайлентблоки, шаровые опоры и втулки помещаются везде, где производится соединение элементов подвески – рычагов с кузовом и ступицей, стабилизатора поперечной устойчивости со ступицами и подрамником и т. д.

Основные неисправности и диагностика подвески

Поскольку подвеска, какой бы она не была – зависимой или независимой, осуществляет перемещение колес относительно кузова и гасит все колебания, то она испытывает значительные нагрузки, приводящие к выходу из строя того или иного элемента.

В зависимой подвеске самыми распространенными неисправностями является потеря работоспособности амортизатора из-за утечки масла, физическое его повреждение. Также зачастую приходится менять все резинотехнические элементы, которые тоже присутствуют в данном типе подвески. Со временем происходит «старение» резиновой составляющей – она садится, начинает расслаиваться. Вполне возможно и разрушение рессор или пружин, из-за значительных нагрузок они могут лопнуть.

В независимой подвеске неисправности те же:

• износ резинотехнических элементов и шаровых опор;
• выход из стоя амортизатора;
• разрушение пружины или стабилизатора поперечной устойчивости.

Поэтому за подвеской следить нужно постоянно, своевременно проводить замену расходных материалов, контролировать состояние амортизаторов, пружин и рессор.

Источник http://autoleek.ru/transmissija/sistemy-polnogo-privoda/ustrojstvo-i-vidy-polnogo-privoda.html
Источник http://tolkavto.ru/raznoe/iz-chego-sostoit-hodovaya-chast-avtomobilya.html
http://avtomotoprof.ru/v-pomoshh-avtomobilistu/chto-takoe-hodovaya-chast-avtomobilya-i-ee-neispravnosti/