Философии полного привода: Quattro, 4Matic, xDrive и азиаты – в чем отличия

Зачем это нужно?

Не так давно наш эксперт Борис Игнашин написал довольно подробный материал о том, зачем в принципе нужен легковой полный привод. Здесь мы сосредоточимся на технических и философских отличиях знаменитых систем 4х4, однако вкратце все-таки поясним, в чем смысл сего безобразия.

Самое очевидное «легковое» преимущество полноприводной трансмиссии — лучшая разгонная динамика: понятно, что машина быстрее разгоняется, если крутящий момент передается на все колеса, а не только на одну пару. Особенно это ощутимо на скользком покрытии и при избытке мощности: у некоторых спорткаров, имеющих модификации с разным типом привода, даже паспортное время ускорения до 100 км/ч меньше для версий «4Х4». Но все же у каждого колеса есть некий предел сцепления, и если при прямолинейном движении он ограничивает только величину реализуемого момента, то в повороте все несколько сложнее.

Тут нагрузка на ведущее колесо складывается из продольной силы, то есть вектора тяги, и поперечной, которая стремится сдвинуть машину наружу от центра дуги, — когда сумма этих сил превышает указанный предел, начинается скольжение. То есть, колесо, нагруженное моментом, хуже сопротивляется боковой нагрузке — именно поэтому в общем случае заднеприводные автомобили обладают избыточной поворачиваемостью (склонностью к заносу задней оси), а переднеприводные — недостаточной (снос передних колес). На практике встречаются исключения из этого правила, обусловленные различным распределением массы по осям и прочими факторами, но проблема имеет место быть, равно как и решение — полный привод.

Впрочем, здесь тоже все не так однозначно, причем в прямом смысле слова. Если моноприводная машина для мало-мальски квалифицированного и опытного водителя не является загадкой, то, заходя в быстрый поворот на полном приводе, нужно быть готовым как с сносу, так и к заносу, не говоря уж о скольжении всех четырех колес, причем одна фаза может моментально смениться другой.

Такое своенравие проявилось на одном из первых серийных полноприводных автомобилей Jensen FF, увидевшем свет еще в 60-х годах прошлого века. Автомобильные журналисты восторгались феноменальной устойчивостью британского спорткара (к слову, мощность его двигателя превышала 300 л.с.) на мокрой дороге, но отмечали, что по достижении предела он срывается резко и непредсказуемо, и «отловить» его очень непросто. С тех пор вот уже полвека конструкторы бьются над созданием полного привода без страха и упрека не для бездорожья, и определенные успехи, конечно же, есть.

Quattro и немцы

Первой по-настоящему удачной «легковой» системой полного привода считается знаменитая quattro от Audi (мы писали о ее истории очень подробно), сначала апробированная в ралли (и именно благодаря этому так «раскрученная»), а с 1981 года используемая и на «товарных» автомобилях. Между тем, поначалу в чем-то эта трансмиссия была даже более примитивной, чем у того же «Дженсена» пятнадцатилетней давности.

Англичане уже тогда использовали самоблокирующийся межосевой дифференциал оригинальной конструкции, причем несимметричный. У Audi же тяга распределялась между осями в пропорции 50:50, а роль «центра» играл обычный планетарный дифференциал, принудительно блокируемый водителем, примерно как у нашей «Нивы».

Заслуга немцев была в другом: они очень грамотно скомпоновали свою трансмиссию, идеально приспособив ее для традиционной «аудюшной» схемы — изначально передний привод и продольное расположение силового агрегата. Что же до передовых решений, то их долго ждать не пришлось: через несколько лет распределением тяги уже заведовал вышеупомянутый механический «самоблок» Torsen, мгновенно и плавно реагирующий на изменение условий движения.

Однако повадки полноприводников Audi все еще тяготели к переднеприводности: чтобы побороть недостаточную поворачиваемость, машину нужно было по-раллийному «ломать» на входе в поворот решительными действиями рулем или педалью акселератора. Разумеется, речь идет об экстремальном вождении, в штатных режимах автомобили отлично держали дорогу и охотно вписывались в повороты, но все же.

И в 2007 году Torsen стал асимметричным: «по умолчанию» он раздавал крутящий момент в соотношении 40:60 в пользу задних колес, а при необходимости они могли получать вплоть до 80 процентов тяги. В это же время и развесовка новых моделей была пересмотрена: если раньше конструкторы стремились максимально загрузить передние ведущие колеса, то теперь в угоду управляемости акцент делался на задние.

В результате система quattro, несомненно, выиграла, но, например, модель А4, лишенная ее «в базе», стала «недоприводной»: резкий старт на ее начальной переднеприводной версии весьма проблематичен из-за недостаточной загрузки передка. Справедливости ради нужно заметить, что «младшая» Audi A3 избежала подобной участи, поскольку она базируется на платформе Volkswagen Golf с поперечным расположением двигателя, и философия quattro тут совсем другая, основанная на постоянном переднем приводе и автоматически подключаемом заднем с фрикционной муфтой Haldex.

На фото: Audi Quattro

Подобные муфты, управляемые электроникой, только в приводе передних колес, использует сегодня BMW в своей трансмиссии xDrive. Правда, баварцы пришли к этому не сразу: с 1985-го до конца 90-х они использовали блокировки межосевого и заднего межколесного дифференциалов с помощью вискомуфт, затем им на смену пришли электрогидравлические муфты, а на рубеже веков проводились сравнительно недолгие эксперименты со свободными дифференциалами и электронной эмуляцией блокировок (тормозные механизмы «прихватывают» буксующие колеса, перераспределяя тягу на остальные).

Сегодня она сохранена на межколесном уровне, а межосевая муфта работает в тесном содружестве с электронными системами безопасности, отслеживающими массу различных параметров и дающими сигнал к степени сжатия фрикционных дисков. Этим xDrive принципиально отличается от quattro, где блокировка механическая, но, в отличие от Audi, полноприводные BMW при необходимости могут превращаться в чисто заднеприводные, что иногда очень даже неплохо.

А что же третий участник большой немецкой тройки? Вот уже более пятнадцати лет Mercedes остается верным концепции 4Matic, впервые воплощенной в 1997 году в трансмиссии кроссовера М-класса: свободные дифференциалы (межосевой — с небольшим «заднеприводным» акцентом) и никаких блокировок, только их имитация с помощью тормозов. Но имитация весьма убедительная: если хотя бы одно колесо сохраняет надежный контакт с покрытием, машина способна двигаться, а на скользкой дороге умная электроника ловко жонглирует тягой, избегая как недостаточной, так и избыточной поворачиваемости.

Между тем, начинался «Фирматик» в 1986 году с весьма мудреной по тем временам схемы: у полноприводного седана Е-класса было целых три гидромуфты, автоматически подключавших привод на передние колеса, а затем блокировавших межосевой и задний межколесный дифференциалы.

Похожую конструкцию имела трансмиссия суперкара Porsche 959, серийная версия которого увидела свет в том же 1986, с той лишь разницей, что у него двигатель располагался сзади, а блокировкой «центра» заведовал чрезвычайно продвинутый для своего времени компьютер. У нынешних полноприводных Porsche «мозги», разумеется, помощнее, но суть та же: электроника в тесном содружестве с системами безопасности управляет многодисковой муфтой в приводе передних колес, примерно так же, как у BMW.

На фото: Porsche 959

Азиатский ответ

В Японии пионером в широком применении полного привода на легковых автомобилях считается сравнительно небольшая компания Fuji Heavy Industries, выпускающая машины под маркой Subaru. Сначала, в 70-х годах, они отличались явным внедорожным уклоном, но постепенно выкристаллизовалась схема знаменитого симметричного полного привода, явно не без влияния Audi.

С концепцией quattro ее роднят и продольное расположение двигателя, и базовый передний привод, и множество вариаций, возникавших в процессе эволюции, — но, в отличие от немцев, японцы все же отошли от идеи «честного» постоянного 4WD: с недавних пор на автомобилях с «автоматом» используется муфта автоматического подключения заднего моста.

Впрочем, это не помешало «субаровцам» создать настоящую легенду: в 1992 году дебютировала модель Impreza, созданная на укороченной платформе Legacy специально с прицелом на участие в ралли (еще одна параллель с Audi quattro). Гражданская версия спортивного болида получила обозначение WRX и самый мощный вариант STI, который быстро приобрел статус культовой машины для поклонников активного драйва. Гарантом этого стала трансмиссия с блокировками дифференциалов, где в разных поколениях использовались и вискомуфты, и тот же Torsen, а у нынешней STI между осями стоит конструкция под названием DCCD (Driver Control Central Differential), способная менять степень блокировки как самостоятельно, так и по желанию водителя.

На фото: Subaru Impreza

Извечный соперник спортивной «Импрезы» — Mitsubishi Lancer Evolution, стартовавший в том же 1992 и к настоящему времени переживший уже десятую смену поколений. Главное отличие от Subaru — поперечно расположенный двигатель, в остальном все похоже: постоянный полный привод, где «центр» изначально блокировался вискомуфтой, а теперь эта функция возложена на электронику.

Но главный козырь Mitsubishi — разработанный еще в 1996 году и совершенствовавшийся задний дифференциал AYC (Active Yaw Control): он не просто блокируется, а изменяет передаточное отношение главной передачи для каждого из колес отдельно с помощью редуктора, «подкручивая» в повороте то из них, на которое приходится большая нагрузка. В последней версии водитель может выбирать различные режимы работы трансмиссии, в зависимости от чего машина и едет по-разному: либо очень быстро и безопасно, следуя заданной траектории, либо по-хулигански, позволяя легко контролировать занос. Неудивительно, что многие эксперты называют нынешний EVO лучшим «драйвер’c каром» в мире из числа относительно недорогих, а недавнее решение японской компании прекратить его выпуск повергло поклонников в уныние.

Впрочем, нечто подобное можно испытать и за рулем куда более бюджетного «японца», Nissan Juke, — разумеется, в полноприводной версии. Его трансмиссия, конечно, попроще, но в ней есть своя изюминка: в приводе задних колес используется не одна фрикционная муфта, а две, своя для каждого колеса, и все та же вездесущая электроника теоретически может передавать тягу, например, только на правую сторону.

На практике это выливается в весьма эффективное оружие против недостаточной поворачиваемости, да и с вывешиванием колес такой Juke справляется очень достойно, — впрочем, последнее относится уже к проходимости, а мы ведем речь о «драйве». И тут у «Ниссана» есть еще одно выдающееся достижение в лице суперкара GT-R, примечательного не столько типом полного привода (между осями — многодисковая муфта, сзади — механический «самоблок»), сколько оригинальностью компоновки.

При переднем расположении двигателя его коробка передач вынесена к задним колесам для лучшей развесовки (так называемая схема transaxle), поэтому к ней идет один карданный вал, а другой, практически такой же длины, для привода передних колес, проходит параллельно ему в обратном направлении. На какие только ухищрения не пойдешь ради скорости и удовольствия от вождения!

Разумеется, приведенными примерами список разнообразных систем полного привода, используемых японскими производителями, не исчерпывается: для внутреннего рынка очень многие легковые модели, которые мы получаем в переднеприводной ипостаси, выпускаются в диковинных для нас модификациях «4х4».

Хотя в России, например, еще не так давно можно было приобрести седан Honda Legend с интеллектуальным приводом, распределявшим мощность, опять же, индивидуально для каждого колеса (впоследствии от этой системы отказались из-за дороговизны). Но практически все трансмиссии являются вариациями описанных схем, а отличия заключаются, в основном, в конструкции механизмов блокировки: это может быть электропривод или гидравлика, а у кого-то до сих пор в ходу старые добрые вискомуфты. Общая же тенденция — все более широкое применение электроники, от сложности и настроек которой сегодня зависит едва ли не больше, чем от механической составляющей.

RWD, FWD, 4WD или AWD — какие типы привода существуют (и их особенности)

25 октября 2018 Категория: Секреты автомобилей.

Не все знают, как расшифровываются типы привода современных авто — RWD, FWD, 4WD, AWD. Давайте посмотрим, в чем особенности, преимущества и недостатки каждого типа привода.

RWD — задний привод

Задний привод — классический, им оснащались первые автмомобили еще в 30-х гг. прошлого века.

Двигатель располагается спереди, крутящий момент передается через КП, карданный вал и мост на заднюю ось колес.

Сегодня RWD встречается на старых авто и некоторых современных автомобилях премиум-класса (BMW, Toyota), а также устанавливается на спорткары. Особенно ценят задний привод любители дрифтинга.

Достоинства заднего привода — автомобили на нем отличаются отличной динамикой разгона, потому что когда водитель нажимает на газ, вес машины передается на заднюю ось.

Из-за того, что на авто с задним приводом передняя пара колес только задает траекторию поворота, уменьшается его радиус, что позволяет водителю удачно «вписываться» в изгибы дороги даже на большой скорости. Кузов на заднеприводных автомобилях не вибрирует от работы двигателя вообще, что повышает комфорт пассажиров.

Из минусов привода RWD — дороговизна его исполнения, а также конструктивные особенности: из-за наличия карданного вала, через который передается крутящий момент на колеса, используются специальные туннели, в результате полезная площадь внутри салона и багажника уменьшается.

Также к недостаткам заднеприводных автомобилей относят управляемость: на заснеженной скользкой дороге машина с RWD легко уходит в занос, поэтому задний привод рекомендуется для более опытных водителей. В то же время, справиться с заносом или не допустить его на заднеприводном автомобиле проще — достаточно слегка повернуть руль в обратную сторону.

FWD — передний привод

Передний привод устанавливается на абсолютное большинство современных автомобилей.

Двигатель и КП расположены спереди, чаще — поперечно. Крутящий момент от мотора посредством ШРУСа передается на колеса передней оси.

Двигатель в автомобилях с FWD может устанавливаться продольно или поперечно установлен находиться перед, за, или над передней осью.

Встречается три типа компоновки мотора переднеприводных авто:

• последовательная, когда двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси;
• параллельная, когда двигатель и трансмиссия располагаются на двух параллельных осях на одной высоте;
• этажная, когда двигатель расположен над трансмиссией.

В любом случае, главной отличительной чертой устройства переднего привода является то, что двигатель, КП, привод и дифференциал объединены в единый блок передачи крутящего момента на переднюю ось.

Это одновременно преимущество и недостаток FWD: такое решение более выгодно в производстве, а отсутствие карданного вала позволяет максимально использовать пространство салона и снизить общий вес автомобиля. В то же время, конструкция самого узла усложняется, сложность ремонта возрастает.

Плюс нюансы по управляемости — да, заднеприводной автомобиль легче срывается в занос, но и выйти из него на RWD проще.

К преимуществам переднеприводных автомомобилей относят легкость в управляемости, хорошую проходимость — прибавив «газу», на машине с FWD можно выбраться из снежной каши и подняться под горку, потому что вес передней части автомобиля не смещается назад и передние колеса гребут, тащат машину за собой.

Зимой из-за того, что вес двигателя нагружает ведущую переднюю ось, создается лучшее сцепление с дорогой. Поэтому автомобили с передним приводом рекомендованы новичкам.

А еще переднеприводные автомобили — это выгодно. Во-первых, массовость их производства и констррукция обходится производителю и, следовательно, покупателю дешевле других типов привода. Во-вторых, из-за короткой трансмиссии двигатель теряет в мощности меньше, чем в случае с задним или полным приводом, что выражается в меньшем расходе топлива. Да и в обслуживании автомобили с FWD дешевле.

К минусам переднеприводных автомобилей относят низкий акустический комфорт — водитель всегда будет ощущать вибрации от двигателя, которые передаются на кузов.

Из-за того, что шарнир равных угловых скоростей полностью совмещен с рулевым управлением, на машинах с FWD радиус поворота будет выше, чем в случае заднеприводного авто — и это надо учитывать, заранее тормозить перед тем, как входить в поворот. Сами шарниры догостоящие, и если выходят из строя, владелец сталкивается с дорогостоящим ремонтом.

Из-за того, что передние колеса на автомобилях с FWD чрезмерно нагружены (они и передают крутящий момент, и управляют движением автомобиля, и демпфируют неровности дороги), а центр тяжести смещен на переднюю ось, маневренность переднеприводных автомобилей и динамика разгона оставляет желать лучшего. При интенсивном разгоне на переднеприводном автомобиле передние колеса могут пробуксовывать.

Если на переднеприводном автомобиле двигатель расположен поперечно, на колеса ставятся ШРУСы разной длины, что приводит к тому, что при ускорении машину начинает тянуть вправо или влево — и владелец вынужден применять «силовое подруливание», что также не добавляет комфорта вождению.

4WD — полный привод (постоянный и подключаемый)

Встречается два типа полного привода- постоянный (Full-Time) и подключаемый (Part-Time).

• В первом варианте крутящий момент перманентно передается на заднюю и переднюю ось, как правило, в соотношении 50/50.
• Во втором по умолчанию задействуется одна ось, но при необходимости подключается и другая.

Существует также «полный привод по требованию», который активируется кнопкой в салоне или решением управляющей электроники. Но он относится уже к типу AWD.

Подключаемый полный привод (Part-Time) достаточно просто устроен: передний мост жестко подключен, задний подключается посредством простой механической муфты — и никаких дифференциалов.

Из-за такого жесткого зацепления, распределение крутящего момента по осям одинаковое.

Таким типом полного привода оборудованы настоящие внедорожники (УАЗ, Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Suzuki Jimny), пикапы (Ford Ranger, Nissan Navara) и военная техника.

Такие автомобили обладают фантастической проходимостью, а вот на асфальте это заднеприводная техника, которая требует к себе особого отношения. В частности, такой тип подключаемого полного привода на дорогах с твердым покрытием оборачивается сниженной управляемостью. Высокая нагрузка на трансмиссию быстро выводит ее из строя. Покрышки стираются тоже достаточно быстро.

Постоянный полный привод (Full-Time) — пожалуй, самый технически сложный и дорогостоящий тип привода современных автомобилей.

В данной конструкции присутствует и межосевой дифференциал, и межколесные дифференциалы для оптимального распределения передаваемой мощности на каждое колесо. А к межосевому дифференциалу прилагается и механизм его блокировки, который увеличивает проходимость автомобиля.

Сегмент постоянного полного привода — премиальные внедорожники типа Mercedes Gelendewagen. Также привод 4WD с блокировкой межосевого дифференциала применяется как дорогая опция на премиальных автомобилях, которая повышает стабильность машины и придает ей отличные динамические характеристики.

Причем чтобы постоянный полный привод не требовал других приемов управления, производители стремятся придать таким автомобилям характер заднеприводных, неравномерно (например, 30/70, как в Mercedes-Benz в версии 4Motion) распределяя нагрузку между осями. Или предусматривают распределение крутящего момента не только между передним и задним мостом, но и между колесами, что позволяет достичь превосходной управляемости, особенно в поворотах, когда до 70% крутящего момента перекидывается, например, на внешнее заднее колесо. Пример воплощения — система привода Honda SH-AWD.

Как видим, основное преимущество полноприводных автомобилей — их проходимость, быстрая динамика, отсутствие пробуксовывания колес, малый риск заноса.

Оптимальное распределение крутящего момента по осям и колесам дает замечательную курсовую устойчивость автомобилю, особенно в поворотах.

К недостаткам постоянного полного привода относится сложность конструкции, обилие дополнительных устройств и управляющей электроники — все это сказывается и на стоимости автомобиля, и на стоимости его эксплуатации и ремонта.

Расход топлива на полноприводных автомобилях существенно выше за счет потери мощности в передаче крутящего момента сразу на две оси.

В целом, полный привод сегодня выполняет роль скорее дорогостоящей опции на премиум-автомобилях.

Действительно необходимым он остается только на брутальных рамных внедорожниках — но это уже совсем другая история.

AWD — автоматически подключаемый полный привод

All-Wheel Drive — современный этап эволюции подключаемого полного привода.

Как и в случае с Part-Time приводом, вторая ось здесь подключается по требованию, но здесь для выполнения требования достаточно активировать соответствующий режим, нажав на копку в салоне. Другой вариант, когда вторая ось подключается при проскальзывании колес ведущей оси, автоматически.

Как правило, основной ведущей осью является передняя, а при необходимости подключается полный привод, и крутящий момент начинает перекидываться и на задний мост в соотношении в основном 60/40 на переднюю/заднюю ось.

Реализуется это посредством межосевой муфты. Дифференциал отсутствует, а благодаря тому, что гидравлическая или электромагнитная муфта допускает проскальзывание осей, улучшается управляемость автомобилем в режиме полного привода.

Отсюда следует и недостаток привода AWD — перегрев муфты из-за постоянного высокого трения. В этом случае муфта или перестает подавать крутящий момент, или вовсе выходит из строя. Из-за этого серьезные офф-роадные условия таким машинам противопоказаны.

Особенностью автомобилей с AWD является «защита от дурака». То есть владелец может перед трудным участком дороги заблокировать муфту, чтобы полный привод остался включенным, но если электроника определит скорость как превышающую безопасную при данном режиме движения, муфра может самостоятельно разблокироваться.

Повсеместно AWD встречается на кроссоверах типа Renault Duster, Nissan Terrano, Mitsubishi Outlander, Toyota RAV4, Kia Sportage и др. Популярность этого типа привода только растет.

Преимущества привода AWD — он более экономичен в плане топливного расхода, чем полноценный полный привод, при этом существенно помогает водителю в сложных ситуациях — крутой подъем, резкое ускорение и плохое покрытие дороги.

Минусы AWD — сложная конструкция, лишний вес, дороговизна обслуживания и ремонта. По сравнению с классическим полным приводом, All-Wheel Drive менее долговечна и надежна.

Какой привод в автомобиле выбрать

Первое, о чем стоит подумать при выборе типа привода — где вы живете и где собираетесь ездить.

Для езды по городу лучше выбирать передний или задний привод. Сцепления с дорогой одной оси вполне хватит для уверенной езды по асфальту и трассе, а вы сэкономите не только на стоимости автомобиля, но и на его обслуживании и расходах на топливо. Для зимней эксплуатации купите хорошую зимнюю резину — этого хватит, чтобы чувствовать себя уверенно на дороге.

Если снега в вашем регионе выпадает много, между задним и передним приводом выбирайте передний — за счет большого веса передней оси передние колеса имеют большее сцепление с дорогой, и шансов забуксовать и уйти в занос у вас будет меньше.

Автомобили с приводом AWD как компромиссный вариант между полным и передним приводом справятся с легким бездорожьем, вроде съезда с дороги на тропу и гравий, но не предназначены для того, чтобы «месить грязь». Да и клиренс у паркетников существенно ниже, и геометрической проходимостью настоящих внедорожников они не отличаются.

Другой важный критерий выбора — ваши материальные возможности.

• Паркетники с AWD — лучший выбор для города и зимней эксплуатации, если водителя не пугают расходы на топливо и сервисное обслуживание.
• Хотите экономить и ездите в основном по городу? Покупайте переднеприводной автомобиль.
• Для получения драйва от вождения стоит присмотреться кзаднеприводным автомобилям. Не стоит их выбирать, если вы неопытный водитель — они требуют мастерского обращения из-за высокой динамики разгона и опасностью уйти в занос / дрифт.
• Полноприводные автомобили рекомендованы обитателям местности с трудными погодными условиями и плохо проходимыми дорогами. Они подойдут жителям горной местности и любителям офф-роад маршрутов. Для остальных 4WD — просто очень дорогая опция, повышающая управляемость премиальных автомобилей.

О самых распространенных типах подвески мы писал здесь.

Качественные запчасти для вашего автомобиля предлагает наша разборка

ООО «РитейлМоторс» УНП 191477517, з арегистрировано Мингорисполкомом 20 марта 2012г.
Регистрационный номер в торговом реестре 402310, д ата регистрации 11 января 2018г.
Юридический и почтовый адрес: 220020 г. Минск, ул. Тимирязева, д. 85а, пом. 204

Источник http://www.kolesa.ru/article/filosofii-polnogo-privoda-quattro-4matic-xdrive-i-aziaty-v-chem-otlichija-2015-06-09
Источник Источник http://retailmotors.by/secrets/rwd-fwd-4wd-ili-awd-kakie-tipy-privoda-sushchestvuyut-i-ikh-osobennosti