Какие существуют системы полного привода автомобиля

Содержание

Что такое полный привод и как он работает?

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

Что такое полный привод, для чего он нужен?

Полный привод или другим словами 4WD (4х4), конструкционный вид трансмиссии, которой оснащается автомобиль. Эта система позволяет одинаково распределять крутящий момент на колеса. До 80-х годов прошлого века, автомобили оснащённые приводом 4на4 ассоциировались с вездеходами или машинами высокой проходимости.

Однако сейчас, многое изменилось, полным приводом оснащаются не только вездеходы, внедорожники и кроссоверы, но и седаны, и универсалы. Полноприводными могут быть не только машины ведущих зарубежных производителей. Авто отечественного производства также могут быть оснащены приводом 4х4. Давайте разберёмся, что же скрывается за загадочной аббревиатурой 4WD.

Конструкция трансмиссии авто с приводом 4WD (Four-wheel drive) выполнена таким образом, что возможна передача крутящего момента на все колеса сразу. Крутящим моментом можно назвать некий сборщик сил лошадок, что собраны под капотом — т.е. в двигателе авто. Чем больше крутящего момента, тем соответственно быстрее работает и набирает ход автомобиль. Крутящий момент полностью зависит от объёма движка.

Авто с передним приводом — это то, где ведущий колеса находятся спереди (передний мост). В таком авто тяга двигателя передаётся на передние колеса. В машине с задним приводом ведущими являются задние колеса (задний мост).

В полноприводной машине нет одного ведущего моста, ведущими становятся все оси. Тяга движка равномерно или в определенном соотношении передаётся на все пары колес.

Автомобиль оснащённый полноприводной системой даёт возможность улучшить управляемость, проходимость авто и динамику разгона, он быстрее и шустрее разгоняется. Поскольку, все четыре колеся «толкают» машину вперёд. Автомобиль 4на4 показывает лучшую проходимость зимой, на льду, в межсезонье: скользкие дороги, размытый грунт, и бездорожье.

Устройство полного привода

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

Коробка переключения передач (механическая или автоматическая);
Муфта многодисковая или раздаточная коробка;
Дифференциал межосевой;
Карданный вал;
Дифференциалы(задние или передние);
Элементы управления.

Самыми известными полноприводными системами являются:

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

Принцип работы

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

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

Виды полного привода

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

Существуют следующие виды, имеющие свои функциональные особенности:

Подключаемый.
Постоянный.
Автоматически подключаемый.

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества и недостатки

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

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

К минусам можно отнеси следующее:

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

Заключение

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

Какие существуют системы полного привода автомобиля

В полноприводном автомобиле трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента на все четыре колеса. Различные схемы позволяют полностью использовать потенциал автомобиля по мощности, управляемости и активной безопасности в зависимости от его предполагаемого использования. Полноприводные трансмиссии можно назвать 4х4, 4wd или AWD.

Достоинства полного привода

Преимущества автомобиля, оснащенного полноприводной системой, легко понять, исходя из недостатков моноприводного автомобиля, у которого тяга только на одной оси (передней или задней), т.е. ведущие колеса находятся спереди или сзади.

Использование свободных дифференциалов в большинстве бюджетных автомобилей в сложных дорожных условиях приводит к тому, что ведущим колесом становится то, что имеет худшее зацепление с дорогой. Это отличительная черта дифференциала. Кроме того, если оба колеса имеют достаточное сцепление с дорожным покрытием, чрезмерная подача энергии часто приводит к пробуксовке, потере управления или заклиниванию колес. Это недостатки монопривода, которые особенно заметны на скользких дорогах и бездорожье. Для устранения этих недостатков производители используют самоблокирующиеся дифференциалы между колесами.
Но идеальное решение — привести все колеса в движение, модернизировав конструкцию трансмиссии необходимыми компонентами. Полный привод дает автомобилю следующие преимущества:

улучшенная проходимость ;
лучшее сцепление с дорогой при трогании с места на скользкой поверхности;
курсовая устойчивость и предсказуемое поведение на скользкой дороге.

Компоненты полного привода

Трансмиссия полноприводного автомобиля состоит из следующих основных компонентов:

механическая или автоматическая коробка передач;
раздаточная коробка или многодисковое сцепление (муфта);
межосевой дифференциал;
карданная передача;
задний и передний дифференциалы;
устройство управления.

Типы полного привода

Постоянный полный привод

Постоянный полный привод 4×4 — это тип привода, при котором крутящий момент передается от двигателя на все колеса. Такой привод может использоваться в машинах различных классов с продольным или поперечным расположением двигателя. Для обеспечения оптимального распределения крутящего момента современные полноприводные системы оснащены автоматической блокировкой дифференциалов (самоблокирующейся) с возможностью распределения мощности по осям в различных соотношениях.

Электроника координирует работу системы, получая сигналы от датчиков скорости вращения колес, и мгновенно изменяет соотношений мощности в зависимости от дорожных условий и характера движения. Этот тип полного привода — самая совершенная система, обеспечивающая максимальную активную безопасность и динамику вождения.

Недостатки: повышенный расход топлива и постоянная нагрузка на узлы трансмиссии.

Постоянный полный привод используют в своих автомобилях такие производители, как Audi (Quattro), BMW (xDrive), Mercedes (4Matic) и другие.

Принудительное подключение

Для внедорожников лучше всего реализовать полный привод с принудительным подключением. Он организован по стандартной схеме, отсутствует только центральный дифференциал. Ведущий мост находится сзади, подключаемый — передний. Крутящий момент передается на переднюю ось через раздаточную коробку с ручным управлением.

Водитель самостоятельно включает полный привод с помощью рычагов или кнопок управления перед преодолением труднопроходимой местности или например бездорожья. Включение раздаточной коробки обеспечивает прочное соединение между осями и равномерное распределение крутящего момента в равном соотношении. На панели загорается индикатор 4WD. Часто в конструкции дополнительно предусмотрена возможность жесткой блокировки дифференциалов полуосей и использования повышенных и пониженных передач.

При подключении полного привода компоненты трансмиссии подвергаются большим нагрузкам, и управляемость автомобиля значительно ухудшается. В нормальных условиях движения раздаточная коробка отключается, индикатор полного привода гаснет, и движение осуществляется на задней ведущей задней оси. Трансмиссия работает с меньшей нагрузкой, что продлевает срок ее службы и снижает расход топлива. Принудительный полный привод в основном применяется на внедорожниках. Например, Toyota Land Cruiser и Land Rover Defender.

Автоматическое подключение

Схема полного привода с автоматическим подключением создана с учетом возможности немедленного подключения второй оси к ведущей. Основной мост может быть как задним, так и передним. Когда регистрируется разница в скорости между колесами, фрикционная муфта межосевого дифференциала фиксируется по сигналу от блока управления и тяга начинает передаваться на все колеса. Некоторые модели предусматривают возможность отключения режима 4х4, и автомобиль становится с моноприводом. В моделях автомобилей Volkswagen используется полный привод 4Motion.

Применение разных видов полного привода

В зависимости от класса и назначения машин используются разные типы полного привода, наиболее подходящие по своим эксплутационным и рабочим характеристикам.

Для автомобилей премиум-класса, где комфорт, управляемость и безопасность имеют первостепенное значение, постоянный полный привод под управлением электроники является хорошим вариантом. Роскошные внедорожники сочетают в себе постоянный полный привод и принудительный полный привод с возможностью жесткой блокировки дифференциалов. Полный привод контролируется и регулируется электроникой. При необходимости водитель активирует жесткую блокировку, если, например вам нужно выбраться из грязи.
Для внедорожников, работающих в тяжелых условиях, больше подходит принудительный полный привод. Это исключает использование дорогостоящей электронной системы управления и дифференциалов повышенного трения, делая конструкцию более надежной и простой. При необходимости водитель сам активирует блокировку.

В автомобилях среднего и эконом-класса используются автоматически подключаемый полный привод и свободные дифференциалы. Это решение не требует использования дорогостоящих дифференциалов повышенного трения и управляющей электроники, обеспечивает приемлемые внедорожные характеристики на зимних дорогах и экономит топливо.

Трансмиссия полноприводного автомобиля

На сегодняшний день наибольшим спросом пользуются такие системы полного привода, как постоянный полный привод и полный привод, подключаемый автоматически. Каждая из этих систем имеет такие общие преимущества, как эффективное использование мощности двигателя и улучшение управляемости и проходимости автомобиля.

Трансмиссии полноприводных автомобилей, в совокупности образующие систему полного привода, могут иметь разные конструкции. Существуют следующие системы полного привода:

— постоянный полный привод;
— полный привод, который подключается вручную;
— полный привод, который подключается в автоматическом режиме.

Каждая система полного привода имеет свои определенные преимущества, но в общем можно сказать, что все системы обладают следующими достоинствами:

— мощность двигателя используется более эффективно;
— при движении по скользкому дорожному покрытию прослеживается отличная курсовая устойчивость и управляемость;
— улучшается проходимость автомобиля.

Постоянный полный привод

Если автомобиль оснащен системой постоянного полного привода или так называемой системой Full Timе, это значит, что крутящий момент постоянно передается на все колеса. В состав этой системы входят такие механизмы, как коробка передач и раздаточная коробка, сцепление, карданные и главные передачи передней и задней оси, межколесные дифференциалы передней и задней оси, а также полуоси колес.

Постоянный полный привод может применяться на автомобилях, которые имеют заднеприводную и переднеприводную компоновку. Такие системы, самыми известными среди которых выступают 4Matic от Mercedes, xDrive от BMW, Quattro от Audi, отличаются, как правило, по конструкции карданной передачи и раздаточной коробки.

Сцепление дает возможность двигателю кратковременно отсоединиться от трансмиссии во время переключения передач, защищая трансмиссию от перегрузок. Коробка передач отвечает за изменение крутящего момента, тем самым влияя на скорость движения автомобиля. Если речь идет об автоматической коробке, то в роли сцепления выступает гидротрансформатор.

Раздаточная коробка распределяет крутящий момент по ведущим осям автомобиля. Раздаточные коробки полноприводных авто обязательно оснащены межосевым дифференциалом, который предусматривает возможность ручной или автоматической блокировки. Среди современных конструкций автоматической блокировки дифференциала можно выделить вискомуфту, многодисковую фрикционную муфту, самоблокирующийся дифференциал Torsen.

Карданная передача передает крутящий момент от вторичных валов «раздатки» на валы главной передачи, которая выполняет функцию увеличения крутящего момента.

Межколесный дифференциал распределяет крутящий момент между колесами, в результате чего полуоси могут вращаться с разными угловыми скоростями. В полноприводных системах дифференциал используют как на передней, так и на задней осях.

Для максимальной реализации возможностей полного привода дифференциалы могут блокироваться как вручную, так и в автоматическом режиме. На большинстве современных автомобилей используется электронная блокировка дифференциала.

Как работает система постоянного привода?

Двигатель передает крутящий момент на коробку передач, а затем на раздаточную коробку, где происходит его распределение по осям. Если появляется необходимость, водитель может включить понижающую передачу. В итоге крутящий момент идет на межосевой дифференциал каждой оси, а оттуда по полуосям отправляется на ведущие колеса. Если колеса одной из осей начинают проскальзывать, межосевой и межколесный дифференциалы блокируются принудительно или автоматически.

Система полного привода, которая подключается автоматически

Система On demand, то есть система полного привода, которая включается автоматически, является перспективным вариантом для легкового автомобиля. Эта система в случае необходимости подключает колеса одной оси, если проскальзывают колеса другой оси. Если же автомобиль находится в стандартных условиях, система отключена, поэтому он является передне- или заднеприводным.

На сегодняшний день самой известной системой автоматически подключаемого полного привода считается система 4Motion, которая является изобретением концерна Volkswagen.

Устройство автоматически подключаемой системы полного привода включает такие узлы, как коробка передач, сцепление, главная передача передней и задней оси, межколесный дифференциал передней и задней оси, карданная передача, раздаточная коробка, муфта подключения задней оси, полуоси.

Раздаточная коробка в системе, где полный привод подключается автоматически, как правило, имеет вид конического редуктора. Межосевой дифференциал и пониженная передача в данной системе отсутствуют. В роли муфты подключения задней оси могут выступать вискомуфта или электронная фрикционная муфта. Так, в полноприводной системе 4Motion используется муфта Haldex.

Работа подключаемой автоматически полноприводной системы, оборудованной фрикционной муфтой, заключается в том, что от двигателя крутящий момент идет на переднюю ось авто. Кроме этого, через раздаточную коробку и карданный вал крутящий момент поступает на фрикционную муфту, которая отличается минимальным сжатием в нормальных условиях, передавая около 10 процентов крутящего момента на заднюю ось. Если колеса передней оси начинают проскальзывать, фрикционная муфта срабатывает, обеспечивая передачу крутящего момента, варьирующегося в определенных пределах, на заднюю ось.

Система полного привода, которая подключается вручную

Система полного привода Part Time, то есть система, подключаемая вручную, на сегодняшний практически не используется в силу своей неэффективности. Но стоит заметить, что данная система отлично подходит для внедорожников, так как надежно связывает переднюю и заднюю оси, распределяя крутящий момент в соотношении 50:50.

Устройство подключаемой вручную системы полного привода напоминает систему постоянного полного привода, отличаясь отсутствием межосевого дифференциала, а также возможностью подключения в раздаточной коробке переднего моста.

Другие статьи

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания присутствует деталь, соединяющая поршень с верхней головкой шатуна — поршневой палец. Все о поршневых пальцах, их конструктивных особенностях и способах установки, а также о верном подборе и замене пальцев различных типов подробно рассказано в статье.

На прицепах и полуприцепах иностранного производство широко применяются компоненты ходовой части от немецкого концерна BPW. Для монтажа колес на ходовой используется специализированный крепеж — шпильки BPW. Все об этом крепеже, его существующих типах, параметрах и применяемости читайте в материале.

Для монтажа автомобильных стекол в кузовные элементы используются специальные детали, обеспечивающие уплотнение, фиксацию и демпфирование — уплотнители. Все об уплотнителях стекол, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о подборе и замене этих элементов — читайте в статье.

В практике авторемонта и при выполнении слесарно-монтажных работ возникает необходимость работы с резьбовым крепежом, имеющим неудобное положение или наклон. В этих ситуациях на помощь приходят карданные переходники для ключей — об этих приспособлениях, их конструкции и применении читайте в статье.

Источник https://vaznetaz.ru/polnyj-privod

Источник https://topvariator.ru/transmissija/sistemy-polnogo-privoda/raznovidnosti-polnogo-privoda

Источник https://www.autoopt.ru/articles/products/3667773