Полный привод: особенности, плюсы и минусы конструкций
Транспортным средством с полным приводом человек начал пользоваться задолго до появления автомобилем – им была лошадь. Большой дорожной просвет, интеллектуальная система полного привода – все это было гениально реализовано природой. На то, чтобы повторить это в технике, человеку понадобилось немало сил, средств, а самое главное, времени. Впрочем, эти годы не были потрачены впустую. Рассмотрим особенности существующих типов полного привода автомобилей, а также их плюсы и минусы.
текст: Олег Славин / 29.03.2017
НЕМНОГО ИСТОРИИ
Первое транспортное средство с полным приводом появилось без малого двести лет назад. Английские инженеры Тимоти Берстолл и Джон Хилл в 1824 году построили омнибус, у которого все четыре колеса вращались одновременно. Прошло еще 59 лет, прежде чем уже американский инженер Эммет Бандельер запатентовал свою систему полного привода. В его транспортном средстве некое подобие дифференциала распределяло тягу от парового двигателя между передней и задней осью. И только в 1903 году появился первый полноприводной автомобиль. Им стал Spyker 60 HP, созданный голландцами для участия в гонках: машина была снабжена аж тремя дифференциалами.
Рассмотрим виды полного привода и его различия.
ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД (PART- TIME)
Сегодня это самый дешевый, но при этом требующий вдумчивого подхода к использованию тип привода. Принцип действия его прост и заключается в жестком подключении переднего моста. Именно отсутствие дифференциала между осями делает этот тип привода простым, потому как подключение моста происходит посредством простой механической муфты. В итоге зацепление получается жесткое, а распределение крутящего момента между осями одинаковое. Именно это одинаковое распределение крутящего момента и накладывает определенные ограничения на использование такого типа системы полного привода на асфальте. Первое, что вы почувствуете, если решитесь использовать такой полный привод на дорогах с твердым покрытием, – это снижение управляемости. Проходить повороты он станет заметно хуже из-за отсутствия разницы в длине пути мостов. Второй момент, который поджидает тех, кто пренебрегает предупреждениями в инструкции по использованию полного привода, а у таких авто они обязательно есть, – это повышенная нагрузка на трансмиссию и как следствие быстрый выход ее из строя. И третий момент – повышенный износ покрышек. В связи с этим включать подобный привод на автомобилях, не имеющих межосевого дифференциала, можно исключительно на бездорожье, где отсутствие дифференциала компенсируется возможностью проскальзывания колес. Несмотря на архаичность конструкции, машин с такой реализацией полного привода предостаточно. Как правило, это либо военная техника, либо отпетые внедорожники, как то УАЗ, Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Suzuki Jimny, пикапы Ford Ranger, Nissan Navara, Mazda BT-50, Nissan NP300. Будучи на асфальте исключительно заднеприводной техникой, на бездорожье они все же могут позволить себе подключение переднего моста и тем самым существенно повышают проходимость. В общем, дешево и сердито.
АВТОМАТИЧЕСКИ ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД (TORQUE-ON-DEMAND)
Этот вид системы полного привода фактически стал следующим этапом эволюции. Так же, как и в Part-Time, второй мост здесь подключается по требованию, но на этот раз требованием является желание водителя (для этого достаточно нажать соответствующую кнопку в салоне автомобиля), или это происходит автоматически. Подключение второго моста осуществляется в случае проскальзывания колес основного ведущего моста. Как правило, при такой схеме основным ведущим мостом является передний. Реализовать такую конструкцию удалось за счет межосевой муфты. То есть в этой конструкции дифференциал отсутствует, как и прежде, однако гидравлическая или же электромагнитная муфта допускает проскальзывание осей, а это улучшает управляемость автомобиля в полноприводном режиме. Есть у этой системы и один очень большой недостаток – перегрев муфты. Дело в том, что все муфты, будь то гидравлические или электромагнитные, обеспечивают проскальзывание осей за счет трения, в результате которого образуется тепло. Это самое тепло зачастую вызывает перегрев муфты и, как следствие, прекращение передачи крутящего момента в лучшем случае, а как худший вариант – ее полный выход из строя. Лучше противостоят перегреву электрогидравлические муфты, которые с успехом применяет на своих кроссоверах компания Nissan. Впрочем, и им свойственны перегревы, в связи с чем жесткое бездорожье таким кроссоверам, конечно же, противопоказано. А еще электрогидравлическая муфта, в отличие от гидравлической, способна замыкаться или размыкаться по команде от блока управления или по желанию водителя посредством той самой кнопки, о которой говорилось выше. То есть, заранее заблокировав муфту, трудный участок дороги можно преодолеть значительно комфортнее, однако нужно помнить, что включать жесткую блокировку на асфальте на таких автомобилях также не приветствуется. Недаром для защиты от дурака большинство систем предусматривают автоматическую разблокировку в случае превышения скорости, определенной как безопасная для этого режима движения. Автомобилей, использующих в своем внедорожном арсенале такой тип полного привода, довольно много. Как правило, это легкие внедорожники типа Renault Duster, Nissan Terrano, Mitsubishi Outlander, Toyota RAV4, Kia Sportage и т.д.
ПОСТОЯННЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД (FULL-TIME)
Это один из самых продвинутых и в то же время самых дорогих видов полного привода автомобилей. Подобный постоянный привод ввиду наличия того самого межосевого дифференциала, равно как и межколесных, – довольно дорогое удовольствие, причем как с точки зрения производства, так и с точки зрения эксплуатации и обслуживания. К тому же такой тип привода, помимо межосевого дифференциала, должен иметь и механизм его блокировки. Для чего? Достаточно вспомнить принцип работы дифференциала, как станет ясно, что если хотя бы одно колесо начнет проскальзывать, то весь крутящий момент тут же начнет перекидываться на него, и для чего тогда стоило огород городить? С другой стороны, если обеспечить возможность блокировки как межосевого, так и межколесных дифференциалов, то проходимость автомобиля увеличивается многократно. Как правило, такие схемы управления полным приводом могут быть доступны только на дорогих внедорожниках. К примеру, поэтапная блокировка всех дифференциалов доступна на очень недешевом Mercedes-Benz Gelendewagen.
Нашел постоянный полный привод свое применение и на шоссейных автомобилях. В частности, большинство производителей применяют их в качестве дорогой опции, обеспечивающей машине исключительную стабильность и превосходные динамические характеристики. Впрочем, стоит понимать, что законы физики никто не отменял, и как бы ни был стабилен полноприводной автомобиль на прямых и в поворотах, пренебрегать здравым смыслом не следует. Да и приемы управления такими машинами несколько отличаются от тех, какие применяются на передне- или заднеприводных моделях. Чтобы несколько нивелировать эту особенность, большинство производителей преднамеренно распределяют крутящий момент по осям не поровну, а в пропорции. К примеру, у большинства Mercedes-Benz с шильдом 4Motion момент по осям распределен в пропорции 30/70, чтобы придать автомобилю классический заднеприводной характер. Есть варианты полного привода, которые заточены исключительно на управляемость. Так, система постоянного полного привода Honda SH-AWD (SH – Super Handling – значит «суперуправляемый») может распределять крутящий момент не только между передним и задним мостами, но и между левым и правым задними колесами. То есть в повороте до 70% момента может перекидываться на внешнее заднее колесо, что буквально заталкивает машину в поворот.
Гибридный полный привод
Название этого типа полного привода говорит само за себя. Здесь для тяги на всех колесах применяются два разных двигателя. Как правило, переднюю ось в движение приводит двигатель внутреннего сгорания, а заднюю ось обеспечивает моментом электродвигатель. Такая система довольно проста с точки зрения реализации, потому как не требуются ни межосевой дифференциал, ни карданный вал. Впрочем, как показала практика, этот тип привода все же больше подходит для шоссейных машин, а не внедорожников. В крайнем случае такой привод можно реализовать на кроссовере, который не предназначен для постоянной войны с бездорожьем. Что, собственно говоря, и практикуется производителями. Достаточно вспомнить Lexus RX450h, Toyota RAV4h, Peugeot 508 RXh. Электромоторы, установленные на заднюю ось, позволяют улучшить управляемость автомобиля, повысить экономичность основных двигателей и лишь слегка улучшить проходимость. Чего, в принципе, бывает вполне достаточно, чтобы выбраться из сугроба или преодолеть незначительное препятствие.
Так в чем разница привода на четыре колеса и привода на все колеса? Есть ли она вообще и какой системе полного привода лучше отдать предпочтение? Ответ на этот вопрос окажется гораздо сложнее, чем можно было бы ожидать. Являются ли системы подключаемыми, постоянно работающими или они включаются принудительно при необходимости? Подключаются по факту совершения определенных факторов или включаются предварительно в автоматическом режиме? Используется ли в них гидравлическое сцепление, электромагнитное сцепление или совершенно другая система? Включаются ли они при помощи рычагов, поворотом диска, нажатием кнопки или же просто волшебным образом начинают работать, когда это необходимо? Чтобы ответить на эти вопросы, каждой системы по отдельности на примере зарубежного опыта создания подобных приводов.
В конце 80-х годов, полноприводные автомобили отличались простотой механизмов, высокой надежностью и являлись сугубо утилитарными средствами передвижения. Часто на них ездили охотники, фермеры и погонщики скота. Эти люди не были белоручками и могли в любых условиях и в любой непролазной грязи незатейливо подключить хабы, чтобы активировать передний мост. Однако со временем и среди городского населения, которое уже не желало купаться по колено в грязи и пачкаться почем зря, полноприводная братия начала свое эволюционное развитие в направлении демократизации и доступности систем полного привода, дав возможность простым неподготовленным людям пользоваться всеми преимуществами полноприводных систем.
Забавно это слышать, особенно учитывая исконное предназначение подобных систем и автомобилей, комплектовавшихся ими.
История
Системы полного привода на автомобилях были придуманы не вчера. Их истоки уходят корнями в позапрошлый век.
В 1893 году английский инженер-изобретатель Брама Джозеф Диплок сконструировал и применил систему полного привода для трактора-тягача. Конструкция даже по современным меркам вызывающая уважение, в те годы была верхом инженерного искусства. Бездорожье трактор-вездеход покорял, используя три дифференциала и полноприводную систему .
Первым полноприводным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания стал Spyker 60 HP, который создали братья из Голландии- Якобус и Хэндрик-Ян Спайкер, в качестве двухместного спортивного автомобиля для гонок вверх по горам (для хилл-клаймбинга). Эта важная веха в развитии систем полного привода произошла в 1903 году.
Потом был немецкий, неказистый на вид Dernburg-Wagen, построенный Daimler-Motoren -Gesellschaft. За ним последовала целая плеяда различных прототипов и поисков надежной, неприхотливой и оптимальной конструкции.
В предвоенные годы, перед Второй мировой войной, Mercedes-Benz, в сотрудничестве с , работали над . Попытки вознаграждались созданием необычных и уникальных автомобилей. Но настоящую, заслуженную славу получил другой легендарный автомобиль военных лет, пришедший с другого континента, который бок о бок прошел военными путями с нашими дедами по непролазным разбомбленным дорогам Брянщины, Подмосковья, Беларуси, Польши и наконец самой Германии, - .
Система управления полным приводом была проста и эффективна. Одним рычагом джипа включался привод на четыре колеса, другим селектором можно было выбрать повышенные передачи, нейтраль или низкие передачи.
Система полного привода развивалась на протяжении 1950-х и 1960-х годов. Появились внешние блокировки передних ступиц, давшие возможность отключения передней оси для улучшения топливной экономичности и скоростных показателей. В 1963 году семейный полноприводный Jeep Wagoneer обзавелся автоматической коробкой передач. Десять лет спустя на обновленную модель была установлена система Quadra-Trac, первая в отрасли автоматическая система постоянного привода на четыре колеса.
Полный привод переходит на легковые автомобили. Примерно в тоже время, когда американские инженеры развивали «тяжелую артиллерию», пытались привить полноприводную систему на легковые модели. Симбиоз внедорожного привода и легкового кузова был воплощён в Leone. Модель появилась в 1972 году. Ее отличительными особенностями была система с подключаемым полным приводом, неплохо помогавшим владельцам в плохих погодных или дорожных условиях.
В 1980 году АМС выпускает модель Eagle установивший эталон среди полноприводных пассажирских автомобилей тех лет. Модель была оборудована постоянным автоматическим приводом на все колеса. В то же время появляется настоящая легенда, первенец с постоянным приводом на все колеса впервые использовавшимся не для улучшения внедорожных качеств, а для улучшения сцепления на дороге, управляемости и производительности в спорте.
1983 год. На Jeep появляется новая система Select-Trac. С этих пор Джипы могли ездить в полноприводном варианте на большой скорости по обычным дорогам без разрушительных последствий для раздатки. В следующем году, на новом была представлена более совершенная система подключаемого полного привода Command-Trac, которая позволила подключать передний мост на ходу.
Начиная с середины 90-х годов, почти каждый автопроизводитель в США начал создавать (спортивные утилитарные автомобили). Делались они незатейливо, бралась рамная основа пикапа и механический привод 4WD. Технически внутренности оставались архаичными, но работали они в новом модном кузове.
Сенсационная популярность внедорожников заставила многих автопроизводителей пойти на поводу у маркетологов и потребителей. Кузова стали делать несущими, от рамной конструкции постепенно начали отказываться. Появился , быстро развивающийся и завоевывавший все новые сегменты рынка. В их среде начинают превалировать AWD системы*.
*Привод на все колеса (All-wheel drive, AWD) способный передавать мощность между обеих осей, а также от колеса к колесу. Гораздо более удобная автоматизированная система полного привода, дающая почти все те же преимущества, что и классическая 4WD, но с меньшим количеством неудобств для повседневного использования. Впрочем, за удобства приходится платить меньшей надежностью привода.
4WD
Системы 4WD привода, как правило, предназначены для использования . На автомобилях с данной системой присутствует набор низкого диапазона передач, а также ручная или автоматическая раздаточная коробка.
Автомобили с 4WD часто можно отличить по специальным атрибутам: более высокому дорожному просвету (на дорогих вариантах внедорожников речь может идти о регулируемой по высоте подвеске), хорошие углы проходимости, они же углы въезда спереди и съезда- сзади, что дает возможность подниматься и спускаться с уклонов и переезжать через препятствия.
На вездеходах устанавливаются усиленные системы подвески и дополнительные системы увеличения тяги, такие как блокировки дифференциала, системы помощи при езде по бездорожью (у современных внедорожников Toyota) и трогание в гору с места, а также отключаемые стабилизаторы поперечной устойчивости.
У некоторых систем 4WD, к примеру, как на Gelandwagen, дополнительно блокируется еще и центральный , что значительно увеличивает шансы преодоления серьезного бездорожья.
Дифференциалами можно управлять через электронику, механически или при помощи гидравлики.
4WD полноприводные системы можно было обнаружить почти на всех внедорожниках прошлого. До сих пор многие производители пикапов еще используют модели 4WD, однако тенденция такова, что они становятся все более и более редкими. Даже некогда брутальные военные модели переходят на мэйнстримовый AWD! Поэтому прародительницу современных полноприводных систем можно считать вымирающим видом.
AWD
All-wheel drive представляет собой тип полного привода, при котором посылаются на обе оси, перераспределяя крутящий момент от оси или колеса с меньшей тягой к колесу с большей. AWD системы разработаны для повышения сцепления на дороге/грунте и росту производительности во всепогодных условиях, а также росту возможностей автомбиля на легком или среднем бездорожье.
Одна из наиболее распространенных AWD установок включает в себя дифференциал между передними и задними приводными валами, наподобие некоторых систем 4WD прошлых лет. На некоторых автомобилях используется постоянный полный привод, который непрерывно передает мощность на все четыре колеса, в то время как на других авто, одна из осей подключается при необходимости. В таких случаях кроссовер или легковой автомобиль повышенной проходимости (типа ) ездит на моноприводе.
Нужный крутящий момент на оси часто достигается за счет использования электронно управляемых контролем тяги тормозов, когда система полного привода обнаруживает проскальзывание колес или видит разницу в скорости их вращения колес, срабатывают тормоза и происходит контролируемое распределение крутящего момента. Почти все современные системы полного привода работают без вмешательства водителя, они контролируется бесконечной цепью компьютерных кодов, используя очень сложные алгоритмы, которые следят за рулевым управление, дроссельной заслонкой и тормозными механизмами. Цель все этого технологического награмождения, единственная- улучшить сцепление с дорогой.
Система полного привода DYNAMAX на новом имеет все это и даже больше, например, у нее установлены датчики, которые считывают дорогу впереди автомобиля, превентивно определяя участки со льдом, ямами или водой.
Могут ли системы полного привода 4WD и AWD сосуществовать в современных условиях?
Автомобили с полным приводом продолжают становиться популярнее; главный аргумент апологетов переднего или заднего приводов, топливная экономичность, со временем уходит на второй план, меркнет на фоне открывающихся преимуществ в управляемости и безопасности.
Некоторым покупателям по-прежнему необходимы преимущества, которые обеспечивает тип привода 4WD, такие как более широкий спектр возможностей для буксировки и перевозки тяжелых грузов, использование автомобиля на крутых уклонах или на пересеченной местности, но для большинства потребителей именно AWD система обеспечивает наибольшую выгоду и низкую стоимость.
Как будет выглядеть система AWD в будущем? Возможно, это будут отдельные , созданные по типу и подобию автомобиля, созданного гениальным Фердинандом Порше еще в 1899 году? Возможно когда-нибудь, но не сейчас.
Автомобили повышенной проходимости имеют различные конструкции систем полного привода. Каждая из них имеет свои преимущества и недочеты. Мы поговорим о системе подключаемого полного привода, или как ее еще называют part-time. В чем ее «козыри» и основные «минусы»?
Система полного привода Part-Time
Главная особенность привода part - time заключается в том, что при движении по обычным дорогам с твердым покрытием задействована лишь одна ось. По-сути в таком режиме машина остается моноприводной. Вторая же ось может быть подключена при необходимости, в случае потребности в преодолении бездорожья.
Для подключения второй оси служит раздаточная коробка. В итоге, когда такая трансмиссия работает в полноприводном режиме, осуществляется жесткая связь между передними и задними колесами, а также распределение момента между ними в соотношении 50:50. Это схема классических внедорожников. И надо отметить, такой тип трансмиссии при необходимости преодоления тяжелого бездорожья оказывается очень эффективным.
Но есть у привода part - time и существенный «минус». Жесткую связь между осямиможно применять лишь на покрытиях, которые дают возможность одной из них проскальзывать. Это гравий, лед, песок, грязь и т.п.
Дело в том, что при жесткой связи мостов между собой возникает такое явление как циркуляция мощности. Причем, если машина движется по твердому асфальтовому покрытию, она может иметь очень большие значения. Эта циркулирующая мощность не принимает участие в преодолении сил, препятствующих движению машины, тем самым еще больше нагружая узлы трансмиссии и покрышки.
{typography pre_red}И ЧТО ЖЕ В ИТОГЕ?{/typography}
В итоге, система полного привода part-time пригодна либо для езды по асфальтовым дорогам, либо для откровенного бездорожья. Она совершенно не приспособлена для передвижения по дорогам с меняющимися свойствами покрытия (асфальт с пятнами льда, твердая грунтовка с лужами грязи и пр.).
Потому сегодня привод part-time практически изжил себя и не применяется в автомобилестроении. Его можно встретить лишь на старых грузовых полноприводных авто или классических вездеходах.
Привод Part-Time
Мы пытались расставить все точки над i в вопросе, все ли внедорожники годны для бездорожья. Теперь рассмотрим тему более детально.
С первого взгляда все просто: у полноприводной машины крутящий момент передается от двигателя сразу на все четыре колеса . Такой автомобиль удобен как минимум неприхотливостью к качеству дорожного покрытия - будь то грунтовка, гололедица, мокрая глинистая проселочная дорога или центральный проспект в сильный ливень. Из очевидных плюсов - хорошая проходимость вне дорог с твердым покрытием, а на асфальте - хорошая динамика и отличный старт со светофоров практически без пробуксовки!
Однако иногда случаются казусы - сидит человек во внушительном внедорожнике со стильным шильдом «4WD» на блестящем крыле, но и сам внедорожник «сидит». Конечно, причин тому может быть масса, и самая распространенная из них - сам водитель. Хотя нередко бывает и так, что трансмиссия автомобиля совсем не рассчитана на такие испытания.
Возникают логические вопросы: «Почему не рассчитана?», «А какая рассчитана?». Ответам на эти вопросы и посвящается наша статья.
Существует три типа полноприводных трансмиссий: part-time (подключаемый вручную), full-time (постоянный) и torque on-demand (подключаемый электроникой).
Part-time
Этот тип появился первым. Он представляет собой схему жесткого подключения переднего моста. То есть передние и задние колеса всегда крутятся с одинаковой скоростью. Межосевой дифференциал отсутствует.
Дифференциал - это механическое устройство, которое принимает крутящий момент с приводного вала и распределяет его между ведущими колесами пропорционально, автоматически компенсируя разницу в их скорости вращения. Можно сказать, что дифференциал направляет момент на ведущие колеса, позволяя им вращаться с разными/дифференцированными угловыми скоростями (отсюда само название - дифференциал).
Дифференциалы стоят в переднем и заднем мостах на всех автомобилях, оснащенных полным приводом. На некоторых машинах дифференциал применен и в раздаточной коробке (эта схема полного привода называется full-time, о ней речь пойдет чуть позже).
Попробуем разобраться, зачем нужен дифференциал. Колеса любой машины вращаются с одинаковой скоростью, только когда машина едет прямо. Стоит ей начать поворот, как каждое из колес начинает жить своей жизнью. Одно из колес каждого моста начинает крутиться быстрее, чем второе, а сами мосты соревнуются друг с другом в скорости. Происходит это из-за того, что колеса идут по разным траекториям. То, которое снаружи поворота, проходит больший путь, чем то, которое внутри. Так же и мосты. Соответственно, внутреннее колесо (или ось, к которой оно относится), если бы не дифференциал, просто проворачивалось бы на месте, компенсируя движение наружного колеса.
Понятно, что ни о какой езде с большими скоростями в таком случае говорить нельзя. Не позволит этого отсутствие управляемости, да и нагрузки на трансмиссию быстро выведут ее из строя, не говоря уже о преждевременно стертых шинах. Дифференциал как раз и позволяет одной оси обгонять другую при возникновении разницы их скоростей.
Межосевого дифференциала нет у part-time, момент на оси передается поровну, вращение осей с разными скоростями невозможно, поэтому езда с подключенным «передком» на дорогах с твердым покрытием крайне не рекомендуется. При коротком прямолинейном движении даже на пониженной передаче ничего плохого не случится (вытащить телегу с катером из озера вы сможете). Но при попытке совершить поворот возникает та самая разница в длинах путей мостов. Помним, что момент передается одинаково - 50/50, и выход его излишка только один: проскальзывание колес передней либо задней оси на одной из них.
В грязи, на песке или гравии ничто не мешает колесам при необходимости проскальзывать благодаря слабому сцеплению колес с грунтом. Но на асфальте в сухую погоду выход этой мощности реализуется точно таким же образом, что влечет повышенную нагрузку на трансмиссию, быстрый износ резины, ухудшение управляемости и курсовой устойчивости на высоких скоростях.
Если машина нужна в основном для бездорожья, а на асфальте полный привод использовать не планируется, part-time вполне себя оправдает, так как один из мостов подключается сразу жестко, блокировать ничего не нужно. Да и конструкция проще и надежнее: нет дифференциала и блокировок, нет механических или электрических приводов к этим блокировкам, нет лишней пневматики или гидравлики.
А вот если вы просто хотите преспокойно кататься по асфальту в любое ненастье и не переживать по поводу чередующихся обледенелых и чистых асфальтовых участков, снежных заносов, залитых водой полос или любых других скользко-рыхло-неприятных участков, part-time не лучший вариант: если ехать с постоянно включенным передним мостом, то это грозит повреждениями или износом, включать-выключать мост не очень удобно, да и можно не успеть его включить.
Автомобили с таким типом полного привода: Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Nissan Navara, Ford Ranger, Mazda BT-50, Nissan NP300, Suzuki Vitara, Suzuki Jimni, Great Wall Hover, Jeep Wrangler, UAZ.
Full-time
Имеющиеся недостатки подключаемого полного привода привели к созданию постоянного полного привода, лишенного этих проблем. Это то самое заветное «4WD» безо всяких «если»: четыре ведущих колеса со свободным межосевым дифференциалом, который позволяет образовавшейся лишней мощности выходить за счет прокручивания одного из внутренних сателлитов в редукторе, и машина всегда едет на полном приводе.
Основной нюанс этого типа полного привода состоит в том, что пробуксовка одной оси автоматически отключает вторую ось, и машина превращается в недвижимость. Как это понимать? В целом ситуация такова: одно колесо забуксовало, межколесный дифференциал отключил второе колесо оси. Соответственно, вторая ось тоже автоматически отключается межосевым дифференциалом. Конечно, в реальной жизни так молниеносно остановка не происходит. Движение - это динамика, а значит есть какой-то запас хода, инерция, колесо на миг отключается, проскакивает пару метров по инерции и опять включается. Но в результате машина все равно где-то встанет.
Поэтому, чтобы проходимость внедорожника не ухудшалась, у таких автомобилей зачастую имеется как минимум одна принудительная блокировка (межосевого дифференциала), а как максимум - две. Блокировка в передний дифференциал штатно устанавливается достаточно редко. Но при желании ее чаще всего можно установить отдельно.
В отдельную категорию можно выделить автомобили Mitsubishi Pajero (трансмиссия Super Select 4WD), Jeep Grand Cherokee (SelecTrac), Nissan Pathfinder (All-mode 4WD), Land Rover (Terrain Responce). Их селективную трансмиссию можно назвать системой постоянного полного привода (автоматически подключаемого в случае с Nissan Pathfinder) с возможностью принудительного отключения переднего моста. То есть на этих машинах трансмиссия, скажем так, сочетает в себе part-time и full-time.
К автомобилям с постоянным полным приводом относятся Toyota Land Cruiser 100, 105, Land Cruiser Prado, Land Rover Discovery, Land Rover Defender, Lada 4x4.
Постоянный полный привод в своем классическом исполнении тоже не лишен недостатков при езде на асфальте. Управляемость таких машин оставляет желать лучшего. При возникновении критических ситуаций внедорожник стремится соскользнуть наружу поворота, вяло реагируя на работу рулем и газом. От водителя внедорожника с постоянным полным приводом требуют некоторых навыков и хорошего чувства машины.
Для улучшения управляемости со временем стали применять межосевые дифференциалы, имеющие кроме принудительной блокировки еще и механизм самоблокирования. Разные производители использовали разные решения: кто-то дифференциал типа Torsen, кто-то вискомуфту, но задача у них была одна - частичная блокировка межосевого дифференциала для лучшей управляемости.
В момент пробуксовки одной из осей самоблок срабатывает и не позволяет дифференциалу отключить вторую ось, поэтому момент на нее все равно продолжал поступать. На ряде машин самоблокирующийся дифференциал ставился еще и на заднем мосту, что делало машину более острой на руль (например, Mitsubishi Pajero).
Torque on-demand (AWD)
Дальнейшее совершенствование постоянного полного привода привело к появлению электронно-управляемых систем с переброской и перераспределением крутящего момента.
Итогом всей этой эволюции стали системы курсовой устойчивости, стабилизации, противобуксовочные и системы распределения крутящего момента, которые реализуются с помощью электроники. Эти системы получают сигналы с датчиков ABS, которые контролируют скорость каждого конкретного колеса. Чем дороже и современней машина, тем более сложные схемы на ней могут применяться: отслеживания угла поворота руля, кренов кузова машины, ее скорости, вплоть до частоты колебаний колес. Машина полностью собирает всю информацию о своем поведении на дороге, а компьютер ее обрабатывает и, исходя из этого, регулирует передачу крутящего момента на ту или иную ось посредством электронно-управляемой муфты, пришедшей на смену дифференциалу.
Такие полноприводные трансмиссии получили название torque on-demand (дословно - крутящий момент по требованию). На современных скоростных машинах это изобретение, весьма заслуживающее внимания.
Ранние схемы (двадцатилетней давности) иногда могли вести себя не совсем адекватно, бывали случаи с сильным запаздыванием срабатывания муфт (когда уже в повороте вдруг резко подключался второй мост), поскольку на первом этапе развития муфты работали по факту. Скорость обработки сигналов с датчиков и перераспределение момента зависели от времени прохода этих сигналов до мозга машины. Современные технологии передачи данных, оптоволокно и мощные процессоры, которые мгновенно обрабатывают информацию - все это свело на нет первоначальные недостатки. Сейчас электронные системы практически не имеют серьезных изъянов в поведении, с добавлением новых датчиков и новых параметров практически всегда они работают на опережение.
Но есть одно «но»: такой тип полноприводной трансмиссии годится только для эксплуатации на асфальте с эпизодическим минимальным бездорожьем наподобие в меру разбитой грунтовки.
Большая часть электронных муфт не рассчитаны на бездорожье, при пробуксовке они перегреваются и просто перестают работать. Причем для этого не надо полдня месить колею, может хватить и десяти минут любимого многими ледового дрифта. А если перегревать ее регулярно, она может и вовсе выйти из строя.
Практически все системы используют тормозные механизмы машины для подтормаживания буксующих колес, а грязь и песок, неизбежные на бездорожье, очень способствуют быстрому износу колодок и тормозных дисков, что помимо стоимости новых запчастей плохо сказывается и на самих тормозах.
Чем более наворочена система, тем она более уязвима, так что выбирать машину надо с умом, отдавая себе отчет, что даже сугубо городские автомобили, созданные для асфальта, вполне допускают съезды на проселки. Но надо понимать, на какие именно. Случайный обрыв одного проводочка датчика ABS выведет систему из строя, потому что она перестанет получать информацию извне. Или топливо не очень качественное попадется - тоже поездка в сервис, ведь «понижайка» уже может не включиться. Иные «электронные мозги» могут вообще отключить машину и поставить ее в сервисный режим.
Автомобили с torque on-demand - Cadillac Escalade, Ford Explorer, Land Rover Freelander, Toyota RAV4 (после 2006 г.в.), Kia Sportage (после 2004 г.в.), Mitsubishi Outlander XL, Nissan Murano, Nissan X-Trail.
В заключение хочется дать простой совет: если выбирать автомобиль только для бездорожья, то part-time станет отличным вариантом. Если же речь идет о перемещениях преимущественно в городской черте, то и AWD будет вполне достаточно. Ну а постоянный полный хорош в любой ситуации.
Количество всевозможных внедорожников и кроссоверов на наших дорогах растет огромными темпами. Одним из главных достоинств таких автомобилей считается система полного привода, принцип работы которой у разных моделей может существенно отличаться.
Все типы полного привода можно условно разделить на три основных: временно подключаемый (Part Time), постоянный (Full Time) и автоматически подключаемый (On Demand Full Time).
Временно подключаемый полный привод
Временно подключаемый полный привод, или как его часто называют Part Time, не позволяет длительное время ехать в полноприводном режиме. В таком типе полного привода отсутствует межосевой дифференциал, который бы компенсировал разницу в скорости вращения передней и задней оси. Без него, при передвижении по сухой дороге, детали трансмиссии начинают быстро изнашиваться.
Полный привод Part Tim e можно принудительно подключать только для преодоления сложного участка дороги на небольшой скорости.
Обычно для подключения используется рычаг раздаточной коробки передачи. Хотя в некоторых версиях чтобы подключить передний мост необходимо выйти из машины и повернуть специальные ручки (хабы) на ступицах передних колес.
Временно подключаемым полным приводом оснащаются только «полноценные» внедорожники, которые используются по прямому назначению. Яркими представителями таких «проходимцев» можно назвать и , которые не спешат отдавать управление полным приводом электронным «мозгам».
Кроме того «временным» полным приводом оснащаются практически все китайские копии известных внедорожников 90-х годов.
Настоящие внедорожники с «честным» режимом Part Tim e понемногу уходят в историю, так как их вытесняют более современные системы полного привода.
Постоянный полный привод
Постоянный полный привод, или Full
Time, у большинства производителей не дает возможности принудительно отключить/подключить один из мостов.
Благодаря наличию межосевого дифференциала такая трансмиссия постоянно (в любых условиях) работает в полноприводном режиме. К тому же в современных моделях межосевой «дифф» имеет свои электронные «мозги».
С таким дифференциалом крутящий момент может передаваться на оси в разной пропорции, то есть не только 50/50. При появлении пробуксовки «умный» дифференциал мгновенно может «перебросить» крутящий момент не только на ось с лучшим сцеплением, но даже на отдельное колесо, которому есть за что зацепиться.
Такой тип полного привода является наиболее «продвинутым» среди других систем 4х4.
Обилие «умной» электроники на самых современных системах позволяет автомобилю подстраиваться даже под конкретное дорожное покрытие (асфальт, гравий, песок и т.п.), от водителя требуется лишь нажать нужную кнопку.
Самые известные представители постоянного полного привода это компания , с фирменной системой Quattro, и Subaru с системой AWD (All Wheel Drive).
Интересно, что таким типом трансмиссии оснащаются совершенно «не внедорожные» седаны, купе и хэтчбеки. Это подчеркивает универсальность данной полноприводной системы.
Автоматически подключаемый полный привод
Автоматически подключаемый полный привод (On Demand Full Time) позволяет автомобилю оставаться переднеприводным и только в случае пробуксовки ведущих колес подключает задний мост. Автоматическое подключение полного привода в современных системах происходит практически мгновенно при первых же признаках пробуксовки.
В зависимости от возможностей конкретной системы, крутящий момент между осями может перераспределяется в любых пропорциях (от 10/90 до 90/10).
При этом электронная система стабилизации (ESP) позволяет сохранить контроль над автомобилем, который может резко превратиться из переднеприводного в заднеприводный, и наоборот.
Для преодоления особо сложного участка дороги такой тип привода (в большинстве версий) дает возможность принудительно перераспределить «плавающий» крутящий момент между осями в пропорции 50/50. Обычно для этого существует кнопка с надписью 50/50, Lock и т.п. Но при достижении определенной скорости (40-50 км/ч) блокировка отключится, и система вернется в «плавающий режим».
Кроме того, автомобиль с автоматически подключаемым полным приводом можно превратить в чисто переднеприводный, без всяких подключений. Опять же с помощью «магической» кнопки (2WD и т.п.). Отключение полного привода способствует экономии топлива, к тому же необходимость в четырех ведущих колесах в городе возникает не часто.
Автоматически подключаемый полный привод - самый «молодой» из систем 4х4.
Им оснащено подавляющее большинство кроссоверов на нашем рынке. Можно даже сказать, что такой привод является неотъемлемым атрибутом настоящего кроссовера. Новый тип автомобиля потребовал новый тип полного привода, все логично.
Какой привод полн ее?
Определить какой же полный привод наиболее оптимальный достаточно сложно, так как каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
На серьезном бездорожье лучше всего себя будет чувствовать внедорожники с временно подключаемым полным приводом и жесткими механическими блокировками всех дифферинциалов (межосевой и межколесные). Зато в городских условиях такие машины никакого удовольствия от управления не дают.
В свою очередь, чисто городские кроссоверы со своим автоматически подключаемым полным приводом практически беспомощны на любом бездорожье, зато управляются как обычные легковушки.
Золотой серединой выступает постоянный полный привод, который и бездорожье осилит и на трассе себя в обиду не даст.
Но вот вмешаться в свою работу такой привод не даст, то есть ни топливо сэкономить, ни через очень сложный участок проехать (несмотря на «очень умную» электронику) может не получиться.