Система полного привода SH-4WD: из чего состоит полный привод, разновидности и варианты его применения

Система полного привода обеспечивает передачу вырабатываемого крутящего момента на все колеса (чаще на обе оси). Такой вариант трансмиссии обеспечивает лучшую проходимость и устойчивость на дороге, тем самым повышая безопасность автомобиля. При этом существует несколько видов полного привода, отличающихся между собой конструкцией, способом подключения осей и по другим признакам.

Из чего состоит полный привод

Основу такой трансмиссии составляет раздаточная коробка. С помощью нее происходит автоматическое распределение вырабатываемого двигателем тягового момента между мостами. Вместо раздаточной коробки в современных автомобилях все чаще стали использовать разные типы муфты, которая выполняет те же задачи. Также в состав полноприводной трансмиссии входят коробка передач со сцеплением и несколько дифференциалов (межосевой и межколесные). Кроме того, в некоторых автомобилях в ее состав введены электроника, отвечающая за перераспределение тяги, и карданная передача. Основная проблема с рассмотрением особенностей полного привода заключается в том, что единой конструкции данной трансмиссии нет. Даже у одинаковых систем их конфигурация может существенно отличаться.

Эффективные и дешевые методы защиты кузова автомобиля от дорожных реагентов во время холодов

Простые и дешевые средства защиты кузова автомобиля от реагентов, которыми обрабатывают дороги

ТОП проверенных способа удаления ледяной корки, которые точно повредят лобовое стекло

Чаще в современных автомобилях применяется трансмиссия с возможностью подключения одной из осей. Однако встречаются модификации машин, полный привод которых перераспределяет тягу на все колеса. Данный вид трансмиссии используется на автомобилях с поперечно либо продольно установленными двигателями. Причем расположение силового агрегата предопределяет, какая ось будет ведущей. Исключением из этого правила являются машины с постоянным полным приводом.

Принцип действия данной трансмиссии сводится к следующему: мотор создает вращение, передающееся на коробку передач (ее тип в данном случае не играет ключевой роли). Далее тяговый момент от КПП идет на раздаточную коробку либо многодисковую муфту, которая перераспределяет ее в зависимости от внесенных установок (например, 40:60 в пользу задних колес или 50:50) между осями. Далее по карданным валам крутящий момент идет на главные передачи. Если обратиться к частным примерам, то:

• у автомобилей с продольным расположением моторов раздаточная коробка и главная передача передней оси — это разные компоненты конструкции, которые взаимодействуют за счет приводных валов;
• у машин с поперечным расположением двигателей в состав КПП включены раздатка и главная передача.

Как уже было отмечено, конструктивно полноприводные автомобили довольно сильно отличаются между собой. В состав данной трансмиссии могут входить:

• раздаточная коробка с понижающей передачей. Этот вариант характерен для полноценных внедорожников. Такая коробка улучшает проходимость автомобиля;
• межосевой дифференциал, который сочетается с раздаточной коробкой. Данный элемент меняет объем перераспределяемого крутящего момента в зависимости от текущих дорожных условий;
• блокируемый межосевой дифференциал. Такая опция позволяет жестко зафиксировать количество передаваемого крутящего момента между осями (в частности, 40:60 или 50:50);
• межколесные дифференциалы. Устанавливаются на все автомобили с полным приводом. Но на некоторых машинах отсутствует возможность блокировки этих дифференциалов, что определенным образом сказывается на проходимости.

Также выделяют 3 способа управления полным приводом: автоматический, электронный (то есть, например, понижающая передача включается после нажатия на соответствующую кнопку) или механический. Последний вариант сегодня постепенно исчезает.

Разновидности

Исходя из конструктивных особенностей и принципов работы, такие трансмиссии можно разделить на 3 общих вида. Постоянный полный привод (обозначается как 4х4 или 4WD) — это разновидность системы, которая перераспределяет тяговый момент между всеми колесами. Такой вариант применяется на машинах как с продольным, так и с поперечным расположением силового агрегата. Для повышения эффективности перераспределения крутящего момента данная трансмиссия дополняется блокируемыми дифференциалами.

В современных автомобилях (преимущественно во внедорожниках, но встречаются и легковые модели) работу полного привода в основном регулирует бортовая электроника, которая перенастраивает его с учетом информации с датчиков, расположенных возле колес. Благодаря этому достигается оптимальное перераспределение крутящего момента в зависимости от текущих дорожных условий, что улучшает качество безопасности и динамики управления машиной. Однако из-за такой конфигурации увеличивается расход топлива и повышается нагрузка на элементы трансмиссии. Принудительный полный привод отличается от постоянного тем, что в нем не предусматривается центральный дифференциал. По умолчанию при такой конфигурации весь крутящий момент идет на заднюю ось. Передний мост подключается за счет раздаточной коробки, которая перераспределяет на него тягу и управляется вручную.

Данный вариант трансмиссии используется в основном на машинах, которые периодически эксплуатируются на бездорожье. Подключаемый полный привод эффективен потому, что обеспечивает жесткое подключение обеих осей только в том случае, когда это необходимо. Конструкция этой трансмиссии тоже различается в зависимости от типа автомобиля. В частности, на некоторых машинах используется подключаемый полный привод с жестко блокируемыми межколесными дифференциалами и/или раздаточной коробкой с понижающей передачей. При этом после запуска данной трансмиссии резко увеличивается нагрузка, которые испытывают ее компоненты, и повышается расход топлива.

Автоматический полный привод работает на основании команд, которые дает бортовая электроника. Та срабатывает в основном, когда возникают пробуксовки колес. В этом случае фрикционная муфта межосевого дифференциала замывается и передает крутящий момент на переднюю или заднюю ось (зависит от изначальной конфигурации автомобиля). Важная особенность автоматического полного привода заключается в том, что он способен изменять соотношение передаваемой тяги в зависимости от текущих дорожных условий. Поэтому такой вариант трансмиссии сегодня используют чаще на различных кроссоверах.

Другие варианты

На современном рынке встречаются автомобили с комбинированными трансмиссиями, известные также как Selectable 4WD. Такие системы позволяют самостоятельно задавать режим работы полного привода. В частности, водитель может:

• запустить ручной или автоматический режим подключения полного привода;
• включить ручной или автоматический режим блокировки дифференциалов.

Существует также вариант, при котором передние либо задние колеса приводятся в движение с помощью электромоторов, запускаемых посредством бортовой электроники. Эта схема реализована в гибридных установках. Данный вариант трансмиссии не принято считать полноценным полным приводом.

Варианты применения полного привода в автомобилях

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

На кроссоверах и автомобиля среднеценовой категории применяют в основном автоматический полный привод, который обеспечивает экономию топлива, подвергается меньшим нагрузкам и увеличивает устойчивость машины при прохождении бездорожья или езде на скользком асфальте. Автор: Федор Аверьев

Самый полный привод

Купе Audi quatrro в сыграло ключевую роль в популяризации легковых автомобилей со всеми ведущими колёсами. Но немецкую фирму ни в коем случае нельзя назвать пионерами полного привода.

Этот материал мы задумывали как типичный «ликбез» из серии «Всё, что вы хотели знать о полном приводе, но не знали, у кого спросить». Чем дифференциальный привод отличается от подключаемого с помощью вискомуфт или агрегатов типа Haldex, для чего нужны самоблокирующиеся дифференциалы. Но чем больше мы изучали историческую сторону вопроса, тем больше удивлялись. Оказывается, первый легковой автомобиль с постоянным полным приводом был сделан в Голландии ещё сто лет назад! А в 1935 году, например, полноприводный американский гоночный автомобиль чуть было не спас человечество от Второй мировой войны.

Зачем легковому автомобилю полный привод? Сейчас, в начале XXI века, этот вопрос кажется риторическим. Конечно же, для лучшей реализации тяговых сил двигателя. Для того чтобы колёса при разгоне на скользком покрытии как можно меньше буксовали вхолостую. Четыре ведущих колеса лучше, чем два! Но человечество долго постигало эту азбучную истину. Спросите любого автознатока — и он вам ответит, что эра полного привода на массовых легковых автомобилях началась только в с появлением Audi Quattro. Назовёт он и редких предшественников — например, английский суперкар Jensen FF 1966 года и Subaru Leone 4WD 1972 года. Впрочем, настоящий знаток тут же оговорится: первые полноприводные автомобили Subaru не имели постоянного полного привода — он был подключаемым. А это, как говорят в Одессе, две большие разницы.

Паллиатив

Подключаемый привод на одну из пар колёс — решение на легковых автомобилях паллиативное. Такую трансмиссию в англоязычном мире часто называют Part-Time 4WD, «временный полный привод», и пришла она из мира внедорожников и грузовой техники повышенной проходимости. Такой автомобиль, у которого одна из осей постоянно ведущая, а другая жёстко подключается в случае необходимости, способен проявить свои полноприводные качества только на время преодоления бездорожья. А для движения по дорогам с твёрдым покрытием жёсткий полный привод приходится отключать. Почему? Причина — в так называемой циркуляции мощности. Ведь в повороте передние колёса проходят больший путь, двигаясь по дугам большего радиуса, а значит, и вращаются быстрее задних. Причём чем круче поворот, тем разница больше. И на автомобилях с таким типом привода тяга на передних колёсах падает, а на задних — наоборот, растёт. В некоторых случаях тяговый момент может смениться тормозным, то есть передние колёса будут увеличивать сопротивление движению автомобиля. Когда под колёсами грязь или снег, в этом нет ничего страшного — разве что автомобиль станет хуже слушаться руля и пойдёт наружу «плугом» с вывернутыми колёсами.

Тем не менее блокированный полный привод на легковых дорожных автомобилях применяли. Правда, это были скорее легковушки повышенной проходимости. Например, в СССР ещё в 1938 году небольшими партиями начали выпускать ГАЗ-61 — полноприводную «эмку» с шестицилиндровым мотором и с подключаемым передним мостом. После войны делали и «внедорожный» вариант «Победы», , и с аналогичной трансмиссией. Да и Subaru Leone 4WD 1972 года, кстати, тоже делали для преодоления внедорожья — клиренс у машин с подключаемым задним мостом был выше, чем у обычных переднеприводных Subaru.

Итак, на дорогах с твёрдым покрытием, где легковые автомобили проводят большую часть времени, подключаемый привод бесполезен — он лишь утяжеляет автомобиль. Ведь всё это время машине приходится «возить с собой» раздаточную коробку, в которой происходит отбор мощности к «временно ведущей» второй оси, ещё один карданный вал, главную передачу второго моста.

Меж тем превратить «временный» полный привод в постоянный, , очень просто. Нужно лишь добавить в раздаточную коробку межосевой дифференциал.

Постоянный полный

Зачем нужен межосевой дифференциал? Два межколёсных дифференциала, передний и задний, позволяют каждой паре колёс в поворотах вращаться с разными скоростями. А межосевой выполняет эту работу для обоих ведущих мостов. Поэтому автомобиль с тремя дифференциалами легко может двигаться с постоянным полным приводом по любым дорогам!

Элементарно? Меж тем до начала годов считалось, что постоянный полный привод дорожным автомобилям не нужен. Мол, к чему двигателю на сухом асфальте постоянно вращать вторую пару колёс и соответствующие детали трансмиссии — это и шум, и повышенный расход топлива. И лишь после появления Audi Quattro общественное мнение стало меняться в сторону постоянного полного привода. Ведь тяга двигателя при этом постоянно распределяется не на два, а на все четыре колеса, оставляя больший запас по сцеплению для восприятия боковых сил. И в повороте такой автомобиль оказывается намного более устойчивым при разгоне или при торможении двигателем.

Кстати, первыми массовыми автомобилями с межосевыми дифференциалами в трансмиссии считаются Range Rover (1970) и наша «Нива» (1976). Но так как обе эти машины всё-таки принадлежат к внедорожному племени, то лавры первопроходца среди легковушек пожинает Audi Quattro.

А что же конструкторы гоночных автомобилей — неужели они не применили постоянный полный привод раньше? Мы знали, что попытки сделать полноприводные гоночные машины предпринимались и до эпохи Quattro. Например, первым послевоенным проектом Фердинанда Порше был полноприводный гоночный болид Cisitalia 360 среднемоторной компоновки с полуторалитровым двигателем. Но доподлинно известно, что привод на передние колёса у этого чуда техники был отключаемым — гонщик должен был задействовать его только на прямых участках трассы, а перед поворотом вновь переходить на задний привод.

А были ли предшественники у Чизиталии? Оказалось, например, что тот же Фердинанд Порше ещё в 1900 году построил электромобиль с четырьмя ведущими мотор-колёсами. Но настоящий шок у автознатока вызовет гоночный автомобиль голландской фирмы Spyker образца 1902 года. В те дремучие времена, когда даже тормоза делали только на задних колёсах, у этого автомобиля был самый что ни на есть постоянный полный привод — с межосевым дифференциалом!

Так что можно смело заявлять, что нынче схема 4WD справляет своё столетие. Полноприводных Спайкеров было выпущено немного — они стоили сумасшедших денег и по разным причинам не смогли добиться успеха в гонках. Не намного удачнее оказались и другие полноприводные гоночные автомобили — Bugatti Tipo 53 и Miller FWD начала годов. Что касается Bugatti, то инициатива принадлежала фиатовскому инженеру Антонио Пикетто, который в 1930 году предложил Этторе Бугатти построить гоночную машину с колёсной формулой 4×4. И в 1932 году были сделаны три полноприводных Bugatti Tipo 53 — с мощными компрессорными трёхсотсильными моторами, с постоянным полным приводом и с тремя дифференциалами.

Интересно, что перед созданием полноприводного Bugatti итальянцы тщательно изучили приобретённый специально под разборку переднеприводный американский гоночный Miller. В свою очередь американец Гарри Миллер заинтересовался затеей Бугатти и тоже решил построить полноприводную версию своего автомобиля, заручившись спонсорством фирмы FWD (Four Wheel Drive — «Четыре ведущих колеса»), выпускавшей грузовики с колёсной формулой 4×4. Так появились полноприводные гоночные болиды Miller FWD.

Именно с этими машинами связан любопытный эпизод: во время гонки на берлинском треке Avus в 1935 году полноприводный Miller шёл третьим, когда его рядная «восьмёрка» не выдержала и буквально взорвалась. При этом куски мотора лишь немного не долетели до трибуны, на которой среди прочих важных персон из национал-социалистической партии сидел сам Гитлер! Право, редкий случай, когда об отсутствии человеческих жертв стоит пожалеть. Прилетел бы осколок поршня в голову одного человека — и ход мировой истории был бы совсем другим.

Но Bugatti Т53 и Miller FWD не получили должной оценки — подвели «сырая» конструкция и постоянные поломки. Зато следующий эпизод в истории легковых машин с постоянным полным приводом оказался воистину судьбоносным.

Формула Фергюсона

Чтобы оценить всю важность того, что происходило в Англии на рубеже годов, вернёмся к теории. Межосевой дифференциал создан для того, чтобы «развязать» обе ведущие оси. Например, задние колёса бешено буксуют, а передние стоят на месте. И дифференциал этому никак не препятствует!

Лекарство от этого недуга впервые придумали конструкторы внедорожников — это принудительная блокировка. В нужный момент водитель дёргает за рычаг, механизм намертво фиксирует шестерни межосевого дифференциала — и трансмиссия из дифференциальной, «свободной», становится жёстко замкнутой. Именно по этой схеме были сделаны и первые поколения автомобилей Range Rover, и наша «Нива», и множество других внедорожников. И, кстати, первые автомобили Audi Quattro тоже — в этих машинах до 1984 года водителю приходилось самостоятельно включать блокировку межосевого дифференциала.

Но это решение опять-таки паллиативное: блокировку на дорожной машине можно задействовать только на бездорожье. А на асфальте её нужно выключать. И если автомобиль внезапно попадёт на скользкий участок, колёса одной из осей при подаче тяги начнут буксовать раньше других.

А можно ли сделать так, чтобы дифференциал при пробуксовке блокировался сам, автоматически? Внедрение самоблокирующегося межосевого дифференциала связано с именем англичанина Тони Ролта, гонщика и конструктора. Он и его друг Фред Диксон, тоже гонщик и страстный любитель повозиться с автомобильными железками, ещё до войны открыли собственное бюро Rolt/Dixon Developments по подготовке гоночных автомобилей. После войны два друга увлеклись идеей постоянного полного привода. Построив экспериментальную полноприводную «тележку» под названием «Краб», Ролт и Диксон в 1950 году перешли под крыло Гарри Фергюсона, преуспевающего тракторного фабриканта. Так возникла фирма Harry Ferguson Research.

Фергюсона мало интересовали гоночные болиды, зато он мечтал о безопасном дорожном автомобиле, колёса которого не буксовали бы при разгоне и не блокировались при торможении. И Ролт с Диксоном решили спроектировать такую машину «с нуля» — полностью, включая кузов, трансмиссию и силовой агрегат!

Знаний друзьям не хватало, и на должность компетентного главного конструктора пригласили Клода Хилла, который ради столь интересной работы покинул Aston Martin. Но несмотря на финансы Фергюсона, работа шла неспешно — экспериментальный седан Ferguson R4 был готов только через шесть лет. Зато какой: полноприводный, с оппозитной «четвёркой», с дисковыми тормозами на всех колёсах и с электромеханической антиблокировочной системой Dunlop MaxaRet, позаимствованной из авиации!

Но самое интересное для нас заключалось внутри раздаточной коробки прототипа. Разобрав её, помимо дифференциала мы бы увидели ещё дополнительный «набор» шестерёнок, две шариковые обгонные муфты и два пакета фрикционов. Пока колёса не скользили, всё это хозяйство мирно вращалось вхолостую. Но когда начиналась пробуксовка колёс одной из осей и разность частот вращения выходных валов достигала определенной величины, одна из муфт срабатывала, сжимала «свой» пакет фрикционов — и те тормозили шестерни дифференциала, моментально блокируя его и превращая дифференциальный привод в жёсткий!

Следующий прототип Ferguson R5 1962 года, на подготовку которого снова ушло шесть лет, оказался ещё интереснее — это был легковой полноприводный универсал. Эксперты журнала Autocar, которые позже испытывали Ferguson R5, делились впечатлениями: «Автомобиль достигает предела скольжений на невероятно высоких скоростях!»

Но никто из автомобилестроителей так и не взялся за выпуск первого в мире полноприводного универсала с межосевым самоблокирующимся дифференциалом и с АБС — слишком сложным и дорогим получился бы серийный Ferguson. Однако в 1962 году Ролту всё-таки удалось заинтересовать руководство компании Jensen — он предложил адаптировать полноприводную трансмиссию для купе Jensen CV8 с трёхсотсильным крайслеровским мотором V8, которое тогда готовили к серийному производству. Полный привод оказался мощному и скоростному купе как нельзя кстати!

Через три года был построен экспериментальный полноприводный Jensen FF. А в 1966 году появилась следующая модель — Jensen Interceptor, с ещё более мощной «восьмёркой». Кроме заднеприводного купе предлагался и вариант со скромным шильдиком JFF. Это был знаменитый Jensen FF — первый в мире полноприводный серийный автомобиль с самоблокирующимся межосевым дифференциалом и с АБС! Буквы FF — это Formula Ferguson, обозначение запатентованной Ролтом и коллегами трансмиссии.

Все без исключения автомобильные журналисты того времени упоминали выдающуюся устойчивость полноприводных Дженсенов и «практически неограниченный запас тяги на мокром асфальте». Жаль, что самого Фергюсона к тому времени уже не было в живых — он умер в

Почему мы столь подробно рассказываем о Формуле Фергюсона? Да потому, что именно фирма Harry Ferguson Research впервые в мире уделила столь серьёзное внимание полному приводу как средству повышения активной безопасности!

Мы уже говорили, что привод на четыре колеса оставляет больший запас по сцеплению для восприятия боковых сил. И это плюс. Но есть и минус — теряется однозначность реакций на подачу топлива. Если на мощном заднеприводном автомобиле в скользком повороте резко нажать на газ, это вызовет занос задней оси. На переднеприводной машине, наоборот, при подаче тяги в скольжение сорвутся передние колёса. Хорошо это или плохо — не в том дело. Главное, что водитель всегда знает, как поведёт себя автомобиль в таком случае.

А какая ось сорвётся в скольжение на полноприводном автомобиле? На этот вопрос ответить непросто. Если в данный момент больше разгружен передок или под передними колёсами более скользкое покрытие, то начнётся снос. А если худшие условия по сцеплению имеют задние колёса, то машина уйдёт в занос. Реакция может быть неоднозначной! И это небезопасно.

К счастью, Тони Ролт сам был гонщиком, причём очень хорошим — однажды, в начале он даже выиграл гонку в Ле-Мане. Поэтому Ролт с коллегами с самого начала попытались избежать неоднозначности полного привода, применив несимметричный межосевой дифференциал. На задние колёса всех машин с фергюсоновскими трансмиссиями подавалось 63% крутящего момента, на передок — 37%. Таким образом реакция на увеличение тяги была приближена к заднеприводной.

Самоблокирующийся дифференциал позволил Дженсену взять лучшее от обоих типов трансмиссий. Лёгкий вход в поворот и отсутствие циркуляции мощности в штатных режимах движения без пробуксовки — от дифференциального привода. А лучшую реализацию тяги двигателя при пробуксовке — от жёсткого.

Но обгонные муфты механизма блокировки работали жёстко, в пульсирующем режиме, моментально превращая несимметричный дифференциальный привод в блокированный и обратно. Поэтому при пробуксовке неоднозначность увеличивалась! Был нужен механизм, который бы более гибко и плавно изменял степень блокировки межосевого дифференциала. И в конце годов Тони Ролт вместе с Дереком Гарднером, который позже был главным конструктором болидов Tyrrell, занялись странными, на первый взгляд, экспериментами с силиконовой жидкостью, что использовалась в муфтах привода вентиляторов радиаторов. Да-да, именно Ролт с Гарднером вошли в историю как изобретатели вискомуфты!

Самоблокирующиеся развиваются

Цилиндр с пакетами фрикционов внутри, заполненный силиконовой жидкостью, отлично подходил для намеченной Ролтом цели — тормозить шестерни межосевого дифференциала при пробуксовке колёс. Пока скорости вращения всех колёс примерно равны, вискомуфта никак не вмешивается в работу межосевого дифференциала. Но вот колёса одной из осей забуксовали. Шестерёнки межосевого дифференциала тут же начинают раскручиваться, связанные с ним пакеты фрикционов вискомуфты «взбивают» силиконовую жидкость, и муфта «схватывается», блокируя межосевой дифференциал частично или полностью.

Такое устройство блокировало дифференциал плавнее и мягче, что положительно сказывалось на управляемости. После оформления патентов на вискомуфту Тони Ролт в 1971 году образовал фирму FF Developments — специально для того чтобы оснащать автомобили полноприводными трансмиссиями своей разработки. Например, среди первых заказов фирмы были полноприводные версии фургончиков Bedford для английских лесничеств, партия автомобилей Ford Zephyr FF для полиции или седаны Opel Senator 4×4 для британской военной миссии в Берлине. Но самым главным достижением FFD стала трансмиссия для американского автомобиля AMC Eagle, который выпускался с 1979 по 1988 год. Это был обычный легковой AMC Concord, но с поднятым на 75 мм кузовом и с увеличенными «внедорожными» шинами. И конечно же, с полноприводной трансмиссией. Причём впервые в мире серийный автомобиль был оснащён межосевым дифференциалом, блокирующимся вискомуфтой!

Конечно, создавался AMC Eagle главным образом для тех, кто периодически штурмует бездорожье, — полный привод появился на этих машинах не из-за желания добиться более уверенного разгона или лучшей устойчивости и управляемости, как в случае с суперкаром Jensen FF или с Audi Quattro. Но с трансмиссионной точки зрения прямыми наследниками AMC Eagle стали такие драйверские автомобили, как Subaru Impreza Turbo или Mitsubishi Lancer Evo с первого по шестое поколения. Ведь их межосевые дифференциалы тоже блокируются встроенными вискомуфтами.

Серийное купе Audi Quattro, которое появилось в 1981 году, через два года после дебюта AMC Eagle, оснащалось обычным «свободным» межосевым дифференциалом с принудительной блокировкой. Правда, Фердинанд Пьех, который в начале был начальником инженерного департамента Audi, выбрал для Quattro очень изящную схему, отлично подходившую для компоновки ингольштадтских машин. Продольно расположенный силовой агрегат переднеприводного автомобиля прямо-таки указывал торцом коробки передач на задние колёса — осталось лишь встроить в корпус трансмиссии межосевой дифференциал. Но для привода на передние колёса конструкторы Пьеха не стали городить традиционный для полноприводников огород с отдельной «раздаткой». Немцы сделали вторичный вал коробки полым — и сквозь него пропустили приводной вал передних колёс. Воистину, всё гениальное просто.

С самого начала на Audi, в отличие от FFD, выбрали симметричное распределение крутящего момента по осям — . А в 1984 году из салонов полноприводных Audi наконец-то исчезли архаичные ручки принудительной блокировки «центра» — в трансмиссиях Quattro появился привычный нам самоблокирующийся дифференциал Torsen. Название Torsen происходит от английских слов torque sensing и отражает способность этого чисто механического устройства мгновенно и плавно увеличивать степень своей блокировки в ответ на изменение крутящего момента на выходных валах. Поэтому Торсену не нужна вискомуфта — он блокируется сам. Причём срабатывает не от разности скоростей вращения уже после начала пробуксовки, а ещё до начала скольжения: Torsen способен реагировать на изменение сцепных условий в пятне контакта шин с дорогой!

Кстати, когда в последнее время конструкторы больших внедорожников стали задумываться о достижении «легковой» управляемости, они тоже вспомнили про Torsen — он используется в трансмиссиях таких автомобилей, как новый Range Rover, VW Touareg/Porsche Cayenne и Toyota Land Cruiser Prado.

Но вернёмся в Триумфальный выход Audi Quattro на раллийную сцену послужил началом полноприводного бума — все раллийные команды группы В бросились создавать версии 4×4. Один за другим появились Peugeot 205 T16, Metro 6R4, Lancia Delta S4, Ford RS200. Все как один — с вискомуфтами в самоблокирующихся дифференциалах разработки FFD. За работу с раллийными командами на FFD отвечал Стюарт Ролт, сын Тони.

В начале годов обращался к FFD и завод АЗЛК, когда было решено проектировать раллийную полноприводную модификацию «Москвича»-2141 . С помощью англичан была создана трансмиссия с тремя самоблокирующимися дифференциалами — передним, задним и межосевым (точь-в-точь как на болидах Ford RS200). Управляемость экспериментальных полноприводных «Москвичей» в предельных режимах заслуживала самых лестных оценок — поведение машин в скольжении было предсказуемым и удобным для гонщиков. Оказалось, что, подбирая «жёсткость» блокирующих вискомуфт во всех трёх дифференциалах, можно в широком диапазоне настраивать управляемость автомобиля. Например, более «строгая» блокировка заднего межколёсного дифференциала повышает склонность автомобиля к заносу задней оси. Увеличение коэффициента блокировки переднего или межосевого дифференциала, наоборот, повышает запас устойчивости — автомобиль менее охотно заезжает в поворот из-за проскальзывания и сноса передних колёс.

Однако такая настройка актуальна только в одном случае — при раллийном стиле езды со скольжениями. Поэтому три самоблокирующихся дифференциала — это прерогатива болидов группы WRC. Причём на этих машинах, как правило, внутрь дифференциалов встроены уже не вискомуфты, а пакеты многодисковых фрикционов с гидроприводом и с электронным управлением. Таким образом конструкторы получают широчайшие возможности по настройке управляемости в режиме реального времени. Например, при входе в поворот бортовой компьютер может «распустить» муфты во всех трёх дифференциалах, превратив их в «свободные» — чтобы автомобиль легче заходил в вираж. А когда пилот начнёт ускоряться при выходе на прямую, электроника даст команду, и сервопривод «зажмёт» муфты в дифференциалах таким образом, чтобы добиться минимальной пробуксовки всех колёс и в то же время не перейти грань приемлемой недостаточной поворачиваемости, за которой болид вынесет наружу виража.

Кстати, первыми применили управляемые муфты в Daimler-Benz — в трансмиссии автомобиля Mercedes-Benz 4Matic с кузовом W124 образца 1986 года. Причём муфт там было три — при необходимости электроника сперва подключала привод на передние колёса, а потом последовательно задействовала блокировки межосевого и заднего межколёсного дифференциалов. Но такая трансмиссия оказалась неоправданно сложной. Кроме того, на нестабильном покрытии электроника то подключала передние колёса, то отключала.

Ещё одним пионером применения электронноуправляемых муфт в скоростных автомобилях стала фирма Porsche — на модели Porsche 959 1986 года было две муфты, а электроника работала в четырёх режимах, которые мог выбирать водитель. Позже серийные автомобили с трансмиссиями подобной сложности начали выпускать японцы — это, например, Mitsubishi Lancer Evo, наиболее совершенный полноприводный дорожный автомобиль из всех, что когда-либо проходили испытания Авторевю. Эволюция с межосевым управляемым дифференциалом ACD и задним дифференциалом с активным распределением крутящего момента AYC способна творить чудеса.

Вместо дифференциала

Пока раллийные инженеры колдовали с механизмами самоблокировки, конструкторы массовых легковушек, наоборот, пошли по пути упрощения — и вообще отказались от межосевого дифференциала, заменив его вискомуфтой. Первым европейским легковым автомобилем с такой трансмиссией стал Volkswagen Golf II Syncro 1985 года — его трансмиссию разрабатывали инженеры фирмы GKN, которая ещё в 1969 году приобрела FFD. Преимуществами такой схемы были простота и унификация полноприводной модели с базовой. В нормальных условиях автомобиль сохранял характеристики и управляемость переднеприводного, а при пробуксовке передних колёс уже через 0,2 секунды срабатывала вискомуфта, способная подавать назад до 70% крутящего момента.

Но такой «упрощенный» привод задних колёс обладал существенным недостатком — даже небольшая задержка в срабатывании вискомуфты усугубляла неоднозначность реакций. При подаче газа в скользком повороте автомобиль сначала сносило наружу, как переднеприводный, а потом, с подключением задних колёс, он резко менял характер — и мог уйти в занос.

Здесь отличились японцы — они неоднократно пытались сгладить этот недостаток, подбирая характеристики вискомуфт и используя их не только для включения привода на задние колёса, но и для блокировки межколёсных дифференциалов. На некоторых моделях (например Nissan Sunny/Pulsar 1988 года) было аж три вискомуфты: одна включала привод на задние колёса, а две другие служили для блокировки межколёсных дифференциалов. В автомобилях Ноnda Concerto 4WD вискомуфты заменяли не только межосевой, но и задний межколёсный дифференциал.

Но потом оказалось, что вместо вискомуфты в приводе задних колёс гораздо удобнее использовать просто фрикционную муфту, пакеты которой сжимаются гидроприводом. А управлять сжатием фрикционов и, соответственно, регулировать величину подаваемого к задним колёсам крутящего момента отлично может электроника.

Нынче большинство легковых полноприводников и паркетников имеют в приводе одной из осей управляемую муфту — будь то Haldex на автомобилях гольф-платформы концерна VW, система фирмы Honda или xDrive на BMW. Причём быстродействие современных муфт сделало задержку в подключении колёс практически незаметной — теперь всё зависит только от того, как настроена управляющая электроника. Например, трансмиссии автомобилей Golf 4Motion и Audi A3 Quattro совершенно идентичны конструктивно. Но разное программное обеспечение позволяет фольксвагеновцам выбирать симметричное распределение момента по осям, а инженеры Audi предпочитают подавать назад только 40% тяги, придавая своим машинам более переднеприводный характер. Дело вкуса.

А какие из этих схем предпочитаем мы? Легковые дорожные автомобили с подключаемым вручную приводом на вторую ось ныне, слава богу, не выпускаются. А что касается остальных трёх схем.

Конечно же, самые интересные, с нашей точки зрения, автомобили — это наследники Формулы Фергюсона, в трансмиссиях которых есть самоблокирующийся межосевой дифференциал. И неважно, какими путями осуществляется блокировка — вискомуфтой, как на автомобилях Subaru, механическим дифференциалом Torsen, как на моделях Audi Quattro, VW Phaeton, или электронноуправляемыми муфтами (Mitsubishi Lancer Evo). Главное, что автоматически блокирующийся «центр» при грамотной настройке может значительно улучшить управляемость автомобиля — сделать его более безопасным и приятным для искушённого водителя.

Но машины с автоматически подключаемым приводом на задние колёса мы тоже не сбрасываем со счетов — их становится всё больше. Муфту Haldex в последнее время активно используют Volvo и Saab. Трансмиссии со «свободными» межосевыми дифференциалами тоже находят своё применение — причём на таких скоростных автомобилях, как Мерседесы 4Matic всех классов. Но на этих машинах вместе с дифференциальным полным приводом в обязательном порядке «работает» неотключаемая антипробуксовочная электроника, которая в какой-то мере компенсирует отсутствие механизма самоблокировки.

Однако в последнее время мы замечаем, что по реальным ездовым свойствам автомобили с разными полноприводными трансмиссиями становятся все ближе друг к другу — естественно, при движении по дорогам общего пользования, а не на раллийных трассах. И чем более совершенными будут становиться электронные антипробуксовочные системы и программы управления муфтами типа Haldex, тем меньше будет различаться управляемость оснащённых ими автомобилей. Очевидно, это и есть прогресс.

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

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 Источник Источник http://naavtotrasse.ru/encziklopediya/sistema-polnogo-privoda-sh-4wd.html
Источник http://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html
Источник Источник Источник http://mycary.ru/how/explotation/kak-rabotaet-polnyy-privod.html