Системы полного привода – назначение, устройство, принцип работы
Трансмиссии полноприводных автомобилей имеют различные конструкции. В совокупности они образуют системы полного привода. Различают следующие виды систем полного привода: постоянного подключения, подключаемые автоматически и подключаемые вручную.
Разные виды систем полного привода имеют, как правило, разное предназначение. Вместе с тем можно выделить следующие преимущества данных систем, определяющие область их применения:
- эффективное использование мощности двигателя;
- лучшая управляемость и курсовая устойчивость на скользком покрытии;
- повышенная проходимость автомобиля.
Система постоянного полного привода
Система постоянного полного привода (другое наименование – система Full Time, в переводе «полное время») обеспечивает постоянную передачу крутящего момента на все колеса автомобиля.
Система включает конструктивные элементы, характерные для полноприводной трансмиссии, а именно: сцепление, коробку передач, раздаточную коробку, карданные передачи, главные передачи, мелколесные дифференциалы задней и передней оси, а также полуоси колес.
Постоянный полный привод применяется как на автомобилях с заднеприводной компоновкой (продольное расположение двигателя и коробки передач), так и на автомобилях с переднеприводной компоновкой (поперечное расположение двигателя и коробки передач). Такие системы различаются в основном по конструкции раздаточной коробки и карданных передач.
Известными системами постоянного полного привода являются система Quattro от Audi, xDrive от BMW, 4Matic от Mercedes.
Сцепление обеспечивает кратковременное отсоединение двигателя от трансмиссии при переключении передач, а также предохранение элементов трансмиссии от перегрузок. Коробка передач служит для изменения крутящего момента, скорости и направления движения автомобиля. В автоматической коробке передач функцию сцепления выполняет гидротрансформатор.
Раздаточная коробка предназначена для распределения крутящего момента по осям автомобиля и его увеличения при необходимости. Современная раздаточная коробка включает цепную передачу (зубчатую передачу), обеспечивающую передачу крутящего момента на переднюю ось, понижающую передачу в виде планетарного редуктора (в отдельных конструкциях) и межосевой дифференциал.
Наличие межосевого дифференциала является отличительной особенностью раздаточной коробки системы постоянного полного привода. Для полной реализации полноприводных возможностей в конструкции системы предусматривается блокировка межосевого дифференциала.
Блокировка дифференциала может осуществляться автоматически или вручную. Современными конструкциями автоматической блокировки межосевого дифференциала является вискомуфта, самоблокирующийся дифференциал Torsen, многодисковая фрикционная муфта.
Ручная (принудительная) блокировка дифференциала производится водителем с помощью механического, пневматического, электрического или гидравлического привода. На некоторых конструкциях раздаточной коробки предусмотрены функции как автоматической, так и ручной блокировки межосевого дифференциала.
Карданные передачи обеспечивают передачу крутящего момента от вторичных валов раздаточной коробки на валы главных передач. Главная передача служит для увеличения крутящего момента и его передачи на полуоси колес.
Межколесный дифференциал обеспечивает распределение крутящего момента между ведущими колесами и позволяет полуосям вращаться с различными угловыми скоростями. В системах полного привода межколесный дифференциал применяется на передней и задней оси.
Для реализации полноприводных возможностей один или оба дифференциала имеют возможность блокировки. Блокировка межколесного дифференциала может осуществляться вручную или автоматически (вискомуфта, дифференциал Torsen). На современных автомобилях применяется электронная блокировка дифференциала.
Принцип работы системы постоянного полного привода Крутящий момент от двигателя передается на коробку передач и далее на раздаточную коробку. В раздаточной коробке момент распределяется по осям. При необходимости водителем может быть включена понижающая передача. Далее крутящий момент через карданные валы передается на главную передачу и межосевой дифференциал каждой из осей. От дифференциала крутящий момент через полуоси передается на ведущие колеса.
При проскальзывании колес одной из осей автоматически или принудительно производится блокировка межосевого и межколесного дифференциалов.
Система полного привода подключаемого автоматически
Система полного привода подключаемого автоматически (другое наименование – система On demand, в переводе «по требованию») является перспективным направлением развития полного привода легковых автомобилей. Данная система обеспечивает подключение колес одной из осей в случае проскальзывания колес другой оси. В обычных условиях эксплуатации автомобиль является передне- или заднеприводным.
Практически все ведущие автопроизводители имеют в своем модельном ряду автомобили с автоматически подключаемым полным приводом. Известной системой полного привода подключаемого автоматически является 4Motion от Volkswagen.
Конструкция системы полного привода подключаемого автоматически аналогична постоянному полному приводу. Исключение составляет наличие муфты подключения задней оси.
Раздаточная коробка в системе автоматически подключаемого полного привода представляет собой, как правило, конический редуктор. Понижающая передача и межосевой дифференциал отсутствуют.
В качестве муфты подключения задней оси используются вискомуфта или электронноуправляемая фрикционная муфта. Известной фрикционной муфтой является муфта Haldex, которая используется в системе полного привода 4Motion концерна Volkswagen.
Принцип работы системы полного привода подключаемого автоматически Крутящий момент от двигателя, через сцепление, коробку передач, главную передачу и дифференциал передается на переднюю ось автомобиля. Крутящий момент через раздаточную коробку и карданные валы также передается на фрикционную муфту. В нормальном положении фрикционная муфта имеет минимальное сжатие, при котором на заднюю ось передается до 10% крутящего момента. При проскальзывании колес передней оси по команде электронного блока управления срабатывает фрикционная муфта и передает крутящий момент на заднюю ось.
Величина передаваемого на заднюю ось крутящего момента может изменяться в определенных пределах.
Система полного привода подключаемого вручную
Система полного привода подключаемого вручную (другое наименование — система Part Time, в переводе «частичное время») в настоящее время практически не применяется, т.к. является низкоэффективной. Вместе с тем, именно эта система обеспечивает жесткую связь передней и задней оси, передачу крутящего момента в соотношении 50:50 и поэтому является по настоящему внедорожной.
Устройство системы полного привода подключаемого вручную в целом аналогично системе постоянного полного привода. Основные отличия – отсутствие межосевого дифференциала и возможность подключения переднего моста в раздаточной коробке. Необходимо отметить, что в ряде конструкций постоянного полного привода используется функция отключения переднего моста. Правда в данном случае отключение и подключение это не одно и то же.
7 самых известных систем полного привода
Volkswagen — 4Motion
В основе ныне используемой на моделях Volkswagen системы автоматического полного привода 4Motion лежит многодисковая муфта (ранее называлась Haldex) пятого поколения, вышедшая в 2012 году.
Такая есть, например, у «седьмого» Golf R.
Volkswagen — 4Motion
До 4Motion концерн Volkswagen использовал систему полного привода, которая называлась Syncro. Она впервые появилась на Transporter Т3 в 1985 году и позже была адаптирована для легковых моделей. В её основе — вискомуфта, которая автоматически блокировалась при пробуксовке колес основной ведущей оси.
Audi — quattro
Система постоянного полного привода quattro («четыре» в переводе с итальянского) появилась на автомобилях Audi в 1980 году на одноимённой спортивной модели, также известной как Ur-Quattro. За эти годы трансмиссия эволюционировала и сменила шесть поколений.
Audi — quattro
Сейчас quattro имеет несколько разновидностей: с традиционным механическим самоблокирующимся межосевым дифференциалом, многодисковой муфтой и вариант ultra, где используются уже две муфты для полного отключения при необходимости передачи тяги на задние колеса.
BMW — xDrive
Впервые появившийся на «трёшке» BMW 325iX (E30), выпускавшейся в период между 1985 и 1992 годами, полный привод в 2003-м стал называться xDrive.
Система, изначально использовавшая для распределения момента по осям вискомуфту, со временем перешла на многодисковую муфту с электромеханическим управлением.
BMW — xDrive
Обычно делящий тягу между передними и задними колёсами в соотношении 40:60 xDrive последнего поколения, представленный вместе с суперседаном М5 (F90), может отправлять весь крутящий момент на заднюю ось. Недаром именно на BMW M5 в прошлом году был установлен мировой рекорд по непрерывному дрифту, который продолжался восемь часов!
Mercedes-Benz — 4Matic
Система полного привода 4Matic, впервые появившаяся в 1987 году на Е-классе (W124), разработана «Мерседесом» совместно с компанией Steyr-Daimler-Puch, ныне известной как Magna Steyr. В первом поколении межосевой и задний дифференциалы блокировались посредством гидравлических муфт. Второе и третье поколения 4Matic появились в 1997 и 2002 годах соответственно. В них механических блокировок не предусмотрено — только преднатяг центральной многодисковой муфты.
Особые режимы имитируются с помощью электронных систем курсовой устойчивости (ESP), контроля тягового усилия (ETS), ASR и ABS.
Mercedes-Benz — 4Matic
В 2016 году немцы представили новую модификацию полного привода под названием 4Matic+ на «заряженном» E63 AMG S (W213). Многодисковую муфту с электронным управлением научили размыкаться полностью, отдавая всю тягу задним колесам — так автомобиль получил дрифт-режим.
Mitsubishi — S-AWC
Полный привод, название которого расшифровывается как Super All Wheel Control, изначально был разработан японцами для «заряженного» Lancer Evolution IX в 2007 году и представлял собой более совершенный вариант системы AWC (All Wheel Control).
В состав S-AWC, впервые показанной на прототипе Concept-X в рамках Токийского автосалона 2005 года, вошли: задний дифференциал Active Yaw Control (AYC), электронноуправляемая фрикционная муфта Active Center Differential (ACD), система курсовой устойчивости Active Stability Control (ASC) и ABS.
Mitsubishi — S-AWC
Последней моделью Mitsubishi, оснащённой полным приводом S-AWC, стал компактный кроссовер Eclipse Cross. В нём многодисковая муфта отвечает за оптимальное распределение крутящего момента по осям, а AYC дополнительно регулирует тягу на левом и правом передних колёсах.
Nissan — ATTESA
Аббревиатура полного привода Nissan расшифровывается как Advanced Total Traction Engineering System for All-Terrain. Впервые он появился на модели Bluebird (RNU12) в сентябре 1987 года. Идентичная система использовалась в GTi-R Pulsar (RNN14), Bluebird (HNU13) и Primera (HNP10), а также на моделях люксового бренда Infiniti.
Nissan — ATTESA
E-TS (Electronic Torque Split) – одна из разновидностей полноприводных схем «Ниссана», известных под общим названием ATTESA. Она лишена межосевого дифференциала и предназначена для изначально заднеприводных машин. Часть момента (от 0 до почти 50%) на передние колёса передаётся при пробуксовке задних при помощи гидромеханической муфты с электронным управлением.
Впервые ATTESA E-TS появилась на Nissan Skyline GT-R R32 и Nissan Skyline GTS4 в августе 1989 года.
Subaru — Symmetrical AWD
Так называемый симметричный полный привод SAWD (Symmetrical AWD) разработан компанией Subaru для моделей с продольно расположенными оппозитными двигателями и полуосями одинаковой длины.
Subaru — Symmetrical AWD
Системой SAWD (на самом деле, существует четыре подвида) оснащаются все модели Subaru кроме заднеприводного купе BRZ, а также продаваемых на внутреннем рынке Японии миниатюрных кеи-каров. Самый навороченный из вариантов SAWD — DCCD. Его особенность — электронноуправляемый активный дифференциал повышенного трения. Такой встречается на «заряженной» WRX STI
Новейшие слайд-шоу
7 автомобилей (дорогих и не очень) известных всем юмористов
7 оттенков зеленого: автомобили к празднику клевера и рыжих
От механика до президента: 7 смелых женщин из мира автобизнеса
С них началась Победа: 5 самых грозных бронеавтомобилей СССР
Лучшее за 2021 год: 7 неожиданных машин Джеймса Бонда
10 кроссоверов и внедорожников, которые так и не познали успеха
16 / 16
05 Декабрь 2019 в 15:00
Автор: Шафак Сойсал
Перевод: Сергей Удачин
В докроссоверную эпоху — в 1990-х годах и на рубеже столетий – когда у нашей страны ещё был собственный автопром, выпускавший помимо ВАЗов и УАЗов также ГАЗы, ЛуАЗы, ИЖи и даже «ЗИЛы-членовозы», водители в основном, довольствовались легковушками с моноприводом.
Сначала преимущественно задним, а затем всё чаще – передним. Но с годами вырос спрос на внедорожники, кроссоверы и прочие приподнятые над землёй модели улучшенной проходимости. C ними в нашу жизнь вошёл и прочно в ней обосновался полный привод.
Причём, чаще всего, это были идентичные или близкие по конструкции системы распределения крутящего момента по четырем колёсам. Но у разных автопроизводителей трансмиссии, как правило, и назывались по-разному. Поэтому сегодня модели со всеми ведущими у Mini получают шильдик All4, у Suzuki – AllGrip, у Porsche – литеру 4 к названию, а у Skoda – приписку 4×4. Мы решили вспомнить и собрать воедино информацию о семи самых известных системах полного привода. Листайте галерею!
Автор: Шафак Сойсал
Перевод: Сергей Удачин
ГКН Автомобилестроение | Системы и решения | Системы полного привода
Повышение эффективности
Эффективная система полного привода ActiveConnect от GKN Automotive плавно переключается между полным и полным приводом в зависимости от дорожных условий и действий водителя, повышая эффективность.
Система полного привода ActiveConnect
Система полного привода ActiveConnect от GKN Automotive повышает эффективность использования топлива, сохраняя при этом тягу, динамику и внедорожные характеристики автомобиля.
Интеллектуальная система трансмиссии обеспечивает высокоэффективный режим переднего привода для устойчивого движения на скорости выше 35 км/ч.
Блок передачи питания ActiveConnect
Когда требуется дополнительное сцепление, ActiveConnect повторно включает задние колеса менее чем за 300 миллисекунд.
Специальный блок управления GKN Automotive управляет всей системой, постоянно отслеживая динамику автомобиля и действия водителя. Модульное аппаратное и программное обеспечение делает системную интеграцию и интерфейсы с другими системами шасси надежными и эффективными.
Стратегия модульной системы полного привода GKN Automotive объединяет ряд различных заднеприводных агрегатов
Усилитель заднего привода
Модульная концепция оси GKN Automotive Booster для подвесных систем полного привода снижает трудоемкость и сложность проектирования за счет максимального повторного использования мехатронных компонентов.
Боковой модуль навесного сцепления интегрируется в основной корпус заднего привода (RDU).
Двойной полный привод RDU
Модуль Twin AWD RDU расширяет функциональные возможности системы, обеспечивая значительное улучшение тяги и производительности при минимальных дополнительных затратах.
Модуль Twin AWD RDU идеально подходит для внедорожников и кроссоверов, которым требуется более аутентичный полный привод.
Twinster RDU 9 с вектором крутящего момента0003
Модуль RDU GKN Automotive Twinster с вектором крутящего момента предоставляет инженерам инструменты, позволяющие поднять опыт вождения на новый уровень.
Twinster обеспечивает интеллектуальное управление динамикой автомобиля, направляя точное количество крутящего момента на отдельные колеса.
Связаться с нами
Чтобы узнать о наших продуктах или услугах, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.
Свяжитесь с нами
Инсайты
Одна полноприводная платформа, два различных опыта вождения
Узнать больше
Land Rover сотрудничает с GKNAutomotive в разработке интеллектуальной системы полного привода
Узнать больше
Сопутствующие товары
Эффективные системы полного привода ActiveConnect
Узнать больше
Строительные блоки для систем полного привода
Узнать больше
Поделись этим
Принцип работы: регулируемый полный привод
Эти системы автоматически распределяют энергию, чтобы доставить вас туда, куда вы идете
Автор статьи:
Джил Макинтош
Дата публикации:
24 апреля 2019 г.
• 13 ноября 2020 г. • 4 минуты чтения
Содержание статьи
Благодаря зимним зимам в Канаде полный привод (AWD) стал очень популярным. Но хотя кажется, что все колеса работают постоянно, это не обязательно так.
Объявление 2
История продолжается ниже
Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.
Содержание статьи
Большинство полноприводных автомобилей и спортивных внедорожников используют ту или иную форму переменной системы, способной распределять мощность по мере необходимости для дополнительного сцепления, в том числе на скользких поверхностях, а также на поворотах и при ускорении.
Приносим свои извинения, но это видео не удалось загрузить.
Попробуйте обновить браузер или
нажмите здесь, чтобы посмотреть другие видео от нашей команды.
Как это работает: регулируемый полный привод Назад к видео
Полный привод (4WD) — это не одно и то же. Большинство полноприводных пикапов и внедорожников используют систему «неполный рабочий день», которая требует, чтобы вы включали четыре колеса, когда это необходимо. На автомобилях с полным приводом или внедорожниках система активна все время.
Полный привод на Acura TLX Фото AcuraВсе автомобили используют дифференциалы. Это узлы с шестернями, соединенными с выходными валами, которые вращают колеса, что позволяет колесам вращаться с разной скоростью. Всякий раз, когда вы поворачиваете за угол, внешнее колесо должно двигаться дальше, чем внутреннее колесо. Дифференциал позволяет ему поворачиваться быстрее, чтобы сделать это.
Объявление 3
История продолжается ниже
Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.
Содержание статьи
Однако всегда существует предел скорости вращения одного колеса.
Например, если одна шина крутится на льду, вы хотите, чтобы колесо с другой стороны получало большую часть мощности, иначе вы никуда не уедете. Дифференциал повышенного трения передает мощность на колесо, имеющее сцепление с дорогой.
В полноприводной модели имеется межосевой дифференциал, который по мере необходимости передает мощность между передними и задними колесами. Точное распределение мощности двигателя между ними зависит от автомобиля. Как правило, при обычном вождении большинство основных полноприводных автомобилей передает большую мощность на передние колеса, в то время как более спортивные модели обычно акцентируют внимание на задних колесах. Например, если система описывается как 60/40, это означает, что 60 процентов мощности передается на передние колеса, а 40 процентов — на задние.
Объявление 4
История продолжается ниже
Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.
Содержание статьи
Полноприводные автомобили, которые направляют большую мощность на передние колеса, включают Toyota Highlander и Ford Escape, а примеры автомобилей с задним смещением включают BMW X5 и Dodge Charger AWD.
«Симметричный» полный привод Subaru звучит так, будто каждое колесо получает одинаковую мощность, но на самом деле это название относится к тому, как трансмиссия расположена симметрично вдоль оси автомобиля. В то время как некоторые модели Subaru делят мощность 50/50 спереди назад, большинство из них 60/40.
«Симметричный» полный привод Subaru относится к расположению трансмиссии по обе стороны от оси автомобиля Фото SubaruНа любом полноприводном автомобиле, когда необходимо переместить мощность, ее доступность зависит от системы. Многие из них перемещаются только до 50/50 спереди назад, но некоторые могут передавать до 100 процентов вперед или назад по мере необходимости. Оттуда некоторые из них — в основном более спортивные автомобили — могут также распределять мощность между левым и правым колесами.
Реклама 5
История продолжается ниже
Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.
Содержание артикула
В некоторых случаях большая часть или вся мощность двигателя может быть направлена только на одно колесо, если это лучше всего подходит для условий движения.
Некоторые менее сложные системы обеспечивают этот тип «распределения крутящего момента», применяя тормоз на вращающемся колесе, поэтому колесо с другой стороны берет на себя задачу движения автомобиля вперед.
Движение силы происходит автоматически, но на некоторых кроссоверах и внедорожниках на приборной панели есть кнопка «Блокировка». Когда он активирован, он блокирует дифференциал, поэтому передние и задние колеса вращаются вместе с одинаковой скоростью. Он предназначен только для того, чтобы выбираться из снега или грязи на очень низких скоростях, и отключается, когда вы превышаете этот предел скорости.
На некоторых полноприводных автомобилях дифференциал может быть заблокирован для обеспечения сцепления на низких скоростях в снегу или грязи. Фото Джил Макинтош Существуют различные способы перемещения этой мощности. В некоторых межосевых дифференциалах используется вискомуфта. В этом блоке используются пластины, соединенные с выходными валами и погруженные в густую жидкость.
Если одно колесо проскальзывает, его пластина вращается быстрее. Это заставляет жидкость циркулировать, и она достаточно густая, чтобы тянуть другую пластину и заставить двигаться это колесо — то, что с тягой.
Объявление 6
История продолжается ниже
Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.
Содержание артикула
Многодисковые дифференциалы с гидромуфтой быстрее реагируют на пробуксовку колес, но они сложнее и, соответственно, дороже. В них используются диски сцепления, которые активируются гидравлическим давлением и при необходимости передают мощность на колесо. Гидравлические насосы активируются электронным способом, и система может собирать информацию от различных датчиков автомобиля, таких как скорость и угол поворота рулевого колеса, чтобы определить вероятность потери сцепления с дорогой и при необходимости активировать систему полного привода.
В некоторых автомобилях используются дифференциалы Torsen (это торговая марка), которые являются механическими и используют пары маленьких шестерен, сцепленных с большими шестернями на валах.
Когда одно колесо проскальзывает, шестерни передают мощность другому.
Объявление 7
История продолжается ниже
Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.
Содержание статьи
Во всех этих системах полного привода используется приводной вал, который соединяет переднюю и заднюю оси, поэтому мощность двигателя может распределяться между ними. Однако для привода дополнительного комплекта колес требуется больше топлива, и некоторые автомобили могут отключать одну ось электронным способом, когда полный привод не нужен. Когда это так, они снова подключаются за доли секунды для передачи энергии.
Некоторые гибриды и электромобили предлагают полный привод, в том числе Prius AWD-e 2019 года и Tesla Model 3, но они не используют соединительный вал. Вместо этого двигатель/электродвигатель приводит в движение передние колеса, а отдельный электродвигатель (или двигатели) включается для привода задних колес, когда они необходимы.