Полный привод | это… Что такое Полный привод?
У этого термина существуют и другие значения, см. Полный привод (значения).
Наиболее распространённая (но не единственная) схема трансмиссии полноприводного автомобиля.
По́лный при́вод (4×4, 4WD, AWD и т. п.) — конструкция трансмиссии автомобиля, когда крутящий момент, создаваемый двигателем, передаётся на все колеса.
До восьмидесятых годов полный привод ассоциировался исключительно с вездеходами, а полноприводные автомобили имели увеличенные дорожный просвет и другие атрибуты повышенной проходимости.
Однако после появления системы quattro на чисто дорожных автомобилях Audi и ряда аналогичных систем у других компаний, привод на все колёса стал рассматриваться и как средство повышения ходовых качеств обычных автомобилей без задачи повышения проходимости. В этом случае обеспечивается наиболее эффективное использование мощности двигателя при любом режиме движения, улучшается управляемость, особенно на скользких покрытиях.
Именно с этими целями полный привод используется на спортивных автомобилях, например, Lamborghini Murciélago и некоторых моделях Porsche, широко распространен на автомобилях Subaru, а также на представительских автомобилях для повышения уровня активной безопасности — примеры такого использования включают системы 4Matic (на автомобилях Mercedes Benz), XWD (Saab), xDrive (BMW), AWD (Volvo), а из отечественных разработок — трансмиссию малосерийной представительской «Волги» ГАЗ-3105.
Можно выделить три основных схемы полного привода: подключаемый полный привод (part-time), постоянный полный привод (full-time) и постоянный по требованию полный привод (on-demand full-time).
Содержание
|
Подключаемый полный привод
Самая простая и в то же время самая надежная схема полного привода: при нормальной эксплуатации момент передаётся только на одну ось, а при необходимости подключается вторая ось — с помощью раздаточной коробки.
При подключении о́си жестко связываются между собой и вращаются с одинаковой скоростью, что создаёт некоторые ограничения: полный привод можно использовать только на покрытиях, допускающих проскальзывание колес (грязь, песок, снег, лед и т. п.).
При жесткой связи ведущих мостов в трансмиссии может возникнуть циркуляция мощности. При движении по хорошей горизонтальной дороге циркулирующая мощность (ЦМ) может быть значительной. ЦМ не используется для преодоления сил сопротивления движению автомобиля, дополнительно нагружает механизмы трансмиссии и шины, вызывая их повышенное изнашивание. Кроме того, из-за увеличения суммарной мощности, передаваемой через механизмы трансмиссии, возрастают потери мощности в трансмиссии на буксовании колес, увеличивая расход топлива и изнашивание деталей двигателя. Поэтому ЦМ является вредной, и ее часто называют паразитной мощностью. Чтобы уменьшить дополнительное изнашивание механизмов трансмиссии, шин и расход топлива, вызванных ЦМ и перераспределением крутящего момента, при раздаточной коробке с блокированным приводом необходимо включать передний ведущий мост только для повышения проходимости и устойчивости автомобиля.
При движении по хорошим дорогам необходимо принудительное отключение переднего ведущего моста для устранения циркуляции мощности или перераспределения крутящего момента.
Таким образом основной недостаток подключаемого полного привода проявляется при перемещении по поверхности с часто меняющимися свойствами — асфальт с пятнами льда или снега, твердый грунт с участками грязи и тд. Необходимо либо постоянно подключать и затем выключать передний мост (что иногда сопряжено с определенными сложностями в зависимости от реализации способа подключения моста), либо перемещаться на заднем мосту, рискуя застрять, либо перемещаться на полном приводе, изнашивая трансмиссию циркуляциями мощности на хороших участках дороги.
Постоянный полный привод
Постоянный полный привод подразумевает постоянное подключение всех колёс к двигателю, для чего он подключается к осям через дифференциал. Некоторые модели автомобилей имеют принудительную блокировку межосевого дифференциала, что позволяет им становиться аналогичными автомобилям с подключаемым полным приводом (в общем это повышает проходимость автомобиля).
Некоторые современные автомобили имеют электронное управление межосевым дифференциалом, позволяющее динамически менять соотношение передаваемого момента между осями. В основном это используется для уверенного движения по дорогам, например, в системах динамической стабилизации. Тем не менее, в некоторых ситуациях это может внести неоднозначность в реакциях автомобиля на педаль газа.
Некоторые вседорожники имеют раздаточную коробку, поддерживающую как режим постоянного полного привода, так и режим подключаемого полного привода, то есть имеют дифференциал, блокировку дифференциала и возможность полного отключения одной оси. Такая схема считается наиболее предпочтительной для многоцелевого вседорожника.
Полный привод по требованию (англ. TOD — torque on demand)
Эта схема классифицируется продавцами автомобилей как разновидность постоянного полного привода. Преимуществ «настоящего» постоянного полного привода не даёт. Фактически, это подключаемый полный привод с тем отличием, что подключение происходит автоматически.
В этой схеме одна ось подключена жестко, а вторая (передняя или задняя, чаще — задняя) подключается при проскальзывании первой через разнообразные муфты (вискомуфта (Гольф-3), Халдекс (Гольф-4), многодисковая гидромуфта (Subaru с АКПП серий TZ)…). Управление муфтой осуществляется электроникой или механико-гидравлическим образом, за исключением вискомуфты. Недостатком такой схемы можно считать необходимость улавливания момента включения полного привода для корректировки управления автомобилем. В некоторых случаях это приводит к неоднозначности реакций на добавление тяги (открытие газа) и усложняет контроль над автомобилем на бездорожье. Вискомуфта сравнительно ненадёжна и может быть быстро выведена из строя на тяжёлом бездорожъе.
Ссылки
- Особенности полного привода Toyota, часть 1
- Особенности полного привода Toyota, часть 2
- Особенности полного привода Toyota, часть 3
- Полный привод Subaru
- Полный привод Nissan
- Полный привод Mitsubishi
- Полный привод Skoda
- Классификатор полноприводных автомобилей
Постоянный полный привод
Постоянный полный привод — система полного привода full time, позволяющая непрерывно передавать крутящий момент на обе ведущие оси
Трансмиссия
Система полного привода full time обеспечивает постоянную передачу крутящего момента на все четыре колеса автомобиля.
Другими словами, крутящий момент от двигателя передается на все колеса непрерывно. У разных производителей система постоянного полного привода может называться по-своему. Например, у BMW она носит название xDrive, у Mercedes – 4Matic, а у Audi – их знаменитая Quattro.
Устройство системы постоянного полного привода
В конструкцию системы постоянного полного привода входит: раздаточная коробка (распределяет крутящий момент между осями), межколесные дифференциалы передней и задней оси, главные и карданные передачи (крестовины) передней и задней оси, а также полуоси колес.
Крестовины нужны для передачи крутящего момента от вторичных валов раздаточной коробки на валы главных передач.
А главная передача, в свою очередь, увеличивает крутящий момент и передает его на полуоси колес.
Передача мощности от мотора к колесам осуществляется за счет подключения двигателя к осям через дифференциал. Стоит отметить, что основное отличие постоянного привода от подключаемого в том, что последний имеет блокировку межосевого дифференциала – автоматическую или ручную.
У межколесных дифференциалов две функции: распределение крутящего момента мотора между ведущими колесами, и вращение полуосей с различными угловыми скоростями. В системе постоянного полного привода два межколесных дифференциала – на передней и задней оси.
Некоторые современные полноприводные автомобили оборудованы электронным управлением межосевого дифференциала. С помощью него можно изменять соотношение передаваемого крутящего момента между осями.
Раздаточная коробка.Также многофункциональные современные внедорожники оборудованы раздаточной коробкой, которая способна поддержать как режим постоянного полного привода, так и режим подключаемого. Их конструкция предполагает и дифференциал, и блокировку дифференциала, и возможность полного отключения одной оси.
Постоянным полным приводом оборудуются как автомобили с поперечным расположением мотора и КПП (переднеприводная компоновка), так и те, у которых двигатель и коробка расположены продольно (заднеприводная компоновка).
История постоянного полного привода
Прежде чем углубиться в историю постоянного полного привода, стоит обратить к истории полноприводных трансмиссий в целом. Итак, сама система полного привода использовалась еще до появления первых автомобилей. Первая конструкция появилась еще в 1824 году на паровой машине — омнибусе, которую спроектировали и собрали британские инженеры Тимоти Берстолл и Джон Хилл. Привод к его колесам осуществлялся через систему шестерен и кулис, которые связывались с балансиром самого омнибуса. Эта система позже была использована на паровозах.
Однако конструкция британцев потерпела неудачу. Во-первых, ее вес превышал 7 тонн, а максимальная скорость омнибуса составляла всего 4 мили в час. Долгие месяцы Брестолл и Хилл испытывали свое детище, но все закончилось взрывом парового котла.
А первое устройство, напоминающее современный дифференциал, появилось десятилетия спустя, в 1883 году. Фермер из Соединенных Штатов по имени Эммет Бандельер запатентовал конструкцию собственной разработки.
Та масштабная модель, которую он представил (на прототип у фермера просто не было средств), имела ось, состоявшую из двух частей, за счет чего ведущие колеса могли вращаться с разными угловыми скоростями. Позже точно такую же систему Генри Форд начал устанавливать на свои автомобили.
На рубеже веков были предложены еще несколько конструкций полного привода, но особого распространения они так и не получили. Например, англичанин Брамах Джозеф Диплок предложил в 1983 году полноприводную машину, у которой поворачивались обе оси. А в 1900 американец Чарльз Котт показал Cottamobile, который имел привод на оба моста. К мостам привод осуществлялся за счет цепей, а к колесам – благодаря шарниру с карданной крестовиной. В тот же период молодой конструктор Фердинанд Порше предложил полноприводный электромобиль, каждое колесо которого оснащалось электромотором.
В 1903 году появился первый поноприводный автомобиль с бензиновым двигателем внутреннего сгорания. Гоночный Spyker 60 HP имел три дифференциала в трансмиссии и тормоза на всех колесах.
Одним из самых известных первых внедорожников с постоянным полным проводом стал так называемый Dernburg-Wagen. На деле это был полноприводный внедородник Daimler 1907 года выпуска. А «машиной Дендурга» его прозвали потому, что он был изготовлен в единственном экземпляре для Бернхарда Дернбурга, который являлся главой германской колонии Юго-Западной Африки (современная Намибия). Этот внедорожник получил постоянный полный привод и пневматические шины – именно то, что важно для передвижения по пескам африканской пустыни.
Первым же легковым серийным автомобилем, который получили систему постоянного полного привода, стал малоизвестный Jensen FF. Эта легковушка британского производства появилась в 1967 году. На Jensen установили примитивный межосевой самоблокирующийся дифференциал (Fergusson). Конечно, в тот период покупатели не готовы были готовы использовать легковой полноприводный автомобиль, что объясняло невысокий спрос на FF. За четыре года производства британской компании удалось продать чуть более 300 экземпляров.
Что значит полный привод?
AWD и 4WD (полный привод) часто используются взаимозаменяемо в автомобильном мире, но эти два термина представляют собой две разные трансмиссии. 4WD обычно подходит для условий движения по бездорожью, поскольку он предлагает универсальность для передвижения по любой местности. Полный привод, с другой стороны, хорошо работает в различных дорожных ситуациях, за исключением условий бездорожья. Чтобы лучше понять различия между AWD и 4WD, мы описали, как каждый из них может принести вам пользу, их индивидуальные недостатки и малоизвестные факты об обоих.
Полный привод и полный привод в различных условиях вождения
Поскольку полный привод и полный привод передают мощность на все четыре колеса, обе трансмиссии имеют преимущество в снежных или дождливых условиях, особенно когда вы склонны к потере сцепления с дорогой. Таким образом, вложение в любую из этих систем стоит ваших денег, если вы живете в районах, где дорога часто покрыта льдом или скользкая от дождя.
Однако в более холодных погодных условиях, например, в регионах, постоянно покрытых снегом, система полного привода имеет большее преимущество, чем другая. В наши дни большинство систем полного привода позволяют водителю выбирать режим «снег» или «низкое сцепление с дорогой» в зависимости от дорожной ситуации, но даже его автоматическая система может действовать быстрее, чем вы, если это необходимо. Если вы энтузиаст бездорожья, 4WD может быть лучшим вариантом. Полный привод лучше всего подходит для условий бездорожья, например, при движении по глубокой воде или подъеме по крутым холмам.
Плюсы и минусы полного привода и полного привода
Самым большим преимуществом системы полного привода является то, что вам не нужно переключать режимы вручную. В системах полного привода все четыре колеса вращаются постоянно, и при внезапной потере тяги он сразу передает мощность туда, где это требуется. Полный привод применяется на широком спектре автомобилей, от небольших седанов до внедорожников всех размеров, предоставляя вам множество вариантов.
Полный привод работает плавно в различных условиях, от сухих до дождливых и снежных, но считается менее эффективным в гористой и суровой местности. Напротив, 4WD оптимален для грунтовых дорог, включая гравийные, песчаные и даже усыпанные валунами тропы. В настоящее время многие системы 4WD являются автоматическими, поэтому автомобили могут самостоятельно переключаться между 2WD и 4WD при необходимости. В целом, если вы обычно ездите в ненастную погоду, полноприводный или 4WD может быть хорошим выбором. Но обе трансмиссии менее экономичны, поскольку они обычно увеличивают вес автомобиля, что снижает экономию топлива и приводит к более высокой стоимости топлива.
Малоизвестные факты о полном приводе и полном приводе
Большинство людей знают, что полный привод полезен на снегу и льду, но менее известно, что полный привод может также помочь на сухих дорогах или в перечисленных выше погодных условиях. Полный привод может помочь вам быстрее разгоняться, так как все четыре колеса обеспечивают мощность и тягу, что заставляет некоторые спортивные автомобили тяготеть к полному приводу.
В Kia Stinger GTS, например, используется динамическая система полного привода с режимом дрифта, что привлекает водителей, которые получают удовольствие от вождения. Хотя модель включает в себя систему полного привода от обычного Stinger, она отличается передачей определенного количества мощности на задние колеса при активации спортивного режима. Между тем, электронная система полного привода все чаще применяется в автомобилях класса люкс для поддержания стабильных характеристик вождения и повышения эффективности использования топлива. Эта система передает большую часть своей мощности на задние колеса в нормальных условиях движения, например, на сухой дороге. Но при столкновении с обледенелой дорогой автомобиль автоматически распределяет крутящий момент на переднюю и заднюю части для сохранения устойчивости. Благодаря электронному полному приводу теперь больше водителей могут одновременно наслаждаться ловкостью управления задним приводом и безопасностью полного привода.
Как это работает: 2WD, AWD и 4WD
Ненастная погода, глубокий снег и грязные дороги могут заставить водителей жаждать большего сцепления с дорогой.
На выбор предлагается четыре различных конфигурации трансмиссии: переднеприводная, заднеприводная, полноприводная и полноприводная. Изучив, как работает каждая из этих систем, вы сможете лучше выбрать подходящую для своих задач.
Все легковые автомобили, продаваемые в США, начиная с 2012 модельного года, оснащены электронным контролем устойчивости, который, наряду с контролем тяги, значительно улучшает курсовую устойчивость независимо от ведущих колес. Тем не менее, мы обнаружили, что между типами привода существуют явные различия в характеристиках движения и тяги.
Если вам нужно максимальное сцепление с дорогой, мы обнаружили, что системы полного и полного привода обеспечивают превосходное сцепление на некоторых скользких дорогах. И не забывайте, что выбор шин имеет большое значение не только для сцепления при ускорении, но и для сцепления с дорогой и торможения. Когда придет время заменить ваши оригинальные шины, обязательно просмотрите рейтинги CR, чтобы выбрать модель для замены, которая хорошо работает в наиболее важных для вас областях.
Что касается 2WD, AWD и 4WD, вот как работают эти системы.
Подавляющее большинство современных легковых автомобилей используют передний привод (FWD), при котором мощность двигателя направляется на передние колеса. Конструкции с передним приводом дешевле в производстве и более компактны, чем системы с задним приводом, поскольку двигатель, трансмиссия и оси расположены близко друг к другу в моторном отсеке. С точки зрения внутренней компоновки передний привод исключает необходимость в занимающей много места трансмиссии и выступе карданного вала, спускающемся по середине пола кабины. Кроме того, FWD имеет дополнительное преимущество, заключающееся в лучшем сцеплении при подъеме по склону и движении по скользкой поверхности, поскольку вес двигателя приходится на передние колеса. Полный привод часто добавляется к автомобилям с передним приводом, и мощность передается на задние колеса только в случае необходимости. FWD может поставить под угрозу спортивные характеристики автомобиля, но обеспечивает желаемый баланс для повседневного вождения и удобства использования.
Задний привод (RWD) обычно встречается на полноразмерных пикапах и олдскульных внедорожниках на базе грузовиков, а также на спортивных автомобилях, высокопроизводительных и роскошных седанах. Для грузовых автомобилей RWD позволяет использовать громоздкие, прочные оси и компоненты подвески, рассчитанные на большие нагрузки. На спортивном автомобиле задний привод улучшает управляемость, помогая более равномерно сбалансировать вес автомобиля спереди назад. А поскольку передним колесам не приходится выполнять двойную функцию — и вождения, и рулевого управления, — конструкторы могут оптимизировать переднюю и заднюю подвески для выполнения соответствующих функций. Однако задний привод обеспечивает меньшее сцепление на скользкой дороге. В наши дни большинство автомобилей высокого класса предлагают полный привод либо в стандартной комплектации, либо в качестве опции. Все рамные пикапы и внедорожники предлагаются с опциональным полным приводом.
Как следует из названия, полный привод (AWD) может передавать мощность на каждом повороте.
В зависимости от системы (конструкции различаются) полный привод может обеспечить максимальную тягу вперед во время ускорения. Это особенно полезно в условиях плохой дороги и при движении по среднему бездорожью. Это может помочь вам двигаться и двигаться по грязи, песку и другим рыхлым поверхностям. Большинство систем полного привода передают мощность в основном на один комплект колес, передний или задний. Когда на одной оси обнаруживается проскальзывание, мощность перенаправляется на другую ось в надежде найти там большее сцепление.
Сложные системы сцепления и, в последнее время, использование электродвигателей позволяют точно контролировать мощность, передаваемую на каждое колесо. Высокопроизводительные автомобили с полным приводом часто передают мощность на каждый поворот в любое время, но могут изменять баланс между колесами в зависимости от условий или режима движения, чтобы изменить рабочие характеристики автомобиля.
Не все системы полного привода одинаковы. Система полного привода Subaru всегда направляет хотя бы часть мощности двигателя назад, и при необходимости может направить большую часть мощности назад.
Системы полного привода особенно полезны в быстро меняющихся условиях или при движении по дороге с периодическим снегом и льдом. Он обычно используется для легковых внедорожников, а также некоторых автомобилей и минивэнов.
Хотя полный привод (4WD) и полный привод — это обозначения, которые часто используются как синонимы в рекламной и торговой литературе, между ними есть разница. Как правило, 4WD оптимизируется для суровых условий вождения по бездорожью, таких как преодоление валунов, переход вброд глубокой воды и преодоление крутых холмов с рыхлыми поверхностями с низким сцеплением.
В большинстве систем 4WD используется усиленная раздаточная коробка с высоким и низким диапазоном передач, последний используется для увеличения крутящего момента на колесах при подъеме на низкой скорости. У некоторых есть дифференциалы (которые позволяют левому и правому колесам, а также передней и задней оси вращаться с разной скоростью), которые можно заблокировать для максимального сцепления с дорогой.
Современные полноприводные системы работают постоянно, что означает, что они остаются включенными; автоматический, когда автомобиль автоматически переключается между двух- и полноприводным режимом; или неполный рабочий день, который требует от водителя ручного переключения между двух- и четырехколесным приводом. Автомобили с системой неполного рабочего дня не должны двигаться по сухому асфальту в режиме 4WD, поскольку это может привести к повреждению трансмиссии автомобиля.
За исключением серьезных энтузиастов бездорожья, большинство водителей никогда не нуждались в возможностях, которые системы 4WD предоставляют сверх полноприводных систем.
Фото: Форд Фото: Форд
Во время дождя и очень легкого снега 2WD, вероятно, будет работать нормально, а для большинства автомобилей предпочтительным является передний привод, который, вероятно, будет стоить меньше, чем эквивалентная полноприводная модель. (Для спортивных автомобилей предпочтительнее задний привод, но полный привод, если он доступен, может увеличить сцепление с дорогой.) Полный привод подходит для большинства нормальных снежных условий или для легких поездок по бездорожью по грунтовым дорогам или скользким поверхностям. Если вы будете ездить по сильному снегу или в условиях настоящего бездорожья, или если вы заинтересованы в том, чтобы заниматься бездорожьем в качестве хобби, вам следует выбрать автомобиль с полным приводом и большим дорожным просветом.
Имейте в виду, что как полноприводные, так и полноприводные системы значительно увеличивают вес автомобиля, снижая расход топлива.
Одна из причин, по которой многие люди покупают традиционный внедорожник, заключается в дополнительной безопасности и тяге полного привода. Однако многие водители не осознают ограничений AWD и 4WD. Хотя передача мощности на все четыре колеса увеличивает сцепление с дорогой, это никак не влияет на улучшение торможения, и большинство систем практически не влияют на прохождение поворотов.
Водителей можно обмануть, заставив двигаться слишком быстро по скользкой дороге на полноприводном или полноприводном транспортном средстве, только чтобы обнаружить, что они едут слишком быстро, пытаясь остановиться. Поскольку дополнительная тяга 4WD может позволить автомобилю быстрее разгоняться на скользкой дороге, водители должны быть более бдительными, а не менее. Скользкие условия требуют особой осторожности, независимо от того, на чем вы едете.
Во многих случаях хорошие шины важнее ведущих колес.