Come funziona la trazione integrale permanente. Quattro ruote motrici: principio di funzionamento, sistemi e tecnologie. Come possono funzionare i veicoli a quattro ruote motrici

A prima vista, il principio di funzionamento della trasmissione di un veicolo a trazione integrale è semplice: la coppia del propulsore è distribuita tra le quattro ruote motrici. Una macchina del genere è molto conveniente grazie ai suoi pronunciati vantaggi associati alla mancanza di pretese per la qualità del rivestimento sotto le ruote. Su una sterrata, sul ghiaccio, su una campagna bagnata o su un'autostrada sotto un forte acquazzone, un'auto a trazione integrale si mostrerà al meglio. Inoltre, non si può avere paura di uscire dall'asfalto e attraversare il terreno senza nemmeno un accenno di strada, e sull'asfalto la trazione integrale si fa sentire con una buona partenza e accelerazione, praticamente senza slittamento.

Ma a volte ci sono incidenti che, a quanto pare, sono difficili da spiegare a causa dei vantaggi che hanno i veicoli a trazione integrale. Succede che l'autista si sieda al volante di un SUV con un'impressionante altezza da terra, e l'auto è rimasta bloccata nel "porridge" e si è sdraiata sulla pancia.

Interessante da sapere! Nel 1883 contadino americano Emmet Bandelier ha brevettato un design simile all'attuale sistema di trazione integrale.

Certo, ci possono essere molte ragioni per questo, la più comune delle quali, come dicono scherzosamente i conducenti esperti, è la "guarnizione tra il volante e il sedile". Ma succede anche che la trasmissione del "fuoristrada" non intenda far fronte alle prove. E poi ci sono domande ragionevoli: "Perché non ce la fa?", "Chi ce la fa?". Ne parleremo ulteriormente nel materiale fornito.

Trazione integrale manuale (part-time)

Questo tipo di trasmissione può essere giustamente definito il "primogenito" tra le quattro ruote motrici. Il principio del suo funzionamento è la connessione rigida dell'asse anteriore. Pertanto, tutte le ruote ruotano alla stessa velocità e il differenziale centrale non è fornito. La coppia è distribuita equamente tra tutte le ruote. Niente da fare in questo caso, in modo che gli assi ruotino a velocità diverse, non funzionerà, se non per infiltrarsi nel "grembo" dell'auto e montare un nuovo differenziale.

Nel frattempo, non è consigliabile sezionare in un flusso di auto con un asse anteriore collegato. Se ti muovi anche con una marcia bassa in rettilineo per brevi distanze, non accadrà nulla di male, ma se devi voltarti, la differenza di lunghezza dei ponti risultante diventa un ostacolo. Poiché la distribuzione è al 50/50% tra gli assi, la potenza in eccesso viene fuori solo slittando le ruote di uno degli assi.

Su sabbia, ghiaia o fango, le ruote possono slittare se necessario e nulla interferirà con loro, poiché l'aderenza è debole. Ma se il tempo è secco e stai guidando su una strada asfaltata, non ci sarà nessun posto dove andare per la potenza, come fuoristrada. Pertanto, la trasmissione è soggetta a carichi maggiori, la gomma si consuma più velocemente, la controllabilità si deteriora e la stabilità direzionale si perde alle alte velocità.

Se l'auto viene utilizzata più spesso fuoristrada o generalmente acquistata solo per le corse campestri, allora il sistema di trazione integrale con connessione forzata assale anteriore soddisferà pienamente le vostre aspettative. Il ponte è collegato immediatamente e saldamente, quindi non devi bloccare nulla. Il design è molto semplice e affidabile, non ci sono serrature e differenziali, non ci sono azionamenti, né elettrici né tipo meccanico, non c'è idraulica e pneumatica eccessive.

Ma se sei un "dandy" urbano, dai valore al tempo e non vuoi preoccuparti delle condizioni meteorologiche e dell'alternanza di sezioni della città con le sue strade sciolte e scivolose superfici stradali, insidiose pozzanghere profonde, allora l'opzione di questo sistema di trazione integrale non è assolutamente adatta a te. Se ti muovi con l'assale anteriore sempre forzatamente collegato, allora questo è irto di usura e conseguenti danni, non è molto comodo manipolarlo costantemente, e in generale potresti non avere il tempo di collegarlo.

Veicoli con Part-Time: Suzuki Vitara, Terra di Toyota Incrociatore 70, fantastico librarsi sul muro, Nissan Patrol, guado ranger, Nissan Navara, Suzuki Jimni, Mazda BT-50, Nissan NP300, Jeep Wrangler, UAZ.

Trazione integrale permanente (a tempo pieno)

Gli svantaggi della trazione integrale plug-in hanno portato alla creazione di un'invenzione più recente: la trazione integrale permanente, che è priva di tutti i problemi che aveva il part-time. Questa è la stessa "4WD" senza compromessi, che lì è priva di "se": tutte le ruote sono motrici, c'è un differenziale libero tra gli assi, che rilascia la potenza in eccesso accumulata grazie allo scorrimento di uno dei satelliti del cambio , che contribuisce al movimento dell'auto con trazione integrale permanente. La principale sfumatura delle auto con questo tipo di trazione integrale è lo slittamento. Se l'auto inizia a slittare su un asse, il secondo si spegne automaticamente.

Ora l'auto si è trasformata in un mobile o in una casa, come desideri, in generale, in un immobile. Come succede? Se una ruota inizia a slittare, il differenziale inter-ruota disabilita la seconda, e anche il secondo asse viene automaticamente disabilitato dal differenziale, ma già quello inter-asse. Certo, in realtà lo stop non avviene così velocemente. Il movimento è un processo dinamico, quindi esiste una riserva di carica, una forza inerziale. La ruota si spegne, si sposta per inerzia di un paio di metri e si riaccende.

Ma in questo caso, prima o poi l'auto si fermerà da qualche parte. Pertanto, al fine di preservare tutte le qualità fuoristrada della "canaglia", su tali auto vengono solitamente installate una o due serrature forzate. differenziale centrale. È molto raro trovare un blocco di fabbrica nel differenziale anteriore. Se lo si desidera, viene installato separatamente.

Ma anche il sistema di trazione integrale permanente è lontano dalle prestazioni di guida ideali su strade asfaltate. Tali macchine rulitsya, diciamo, mi piacerebbe di più. In situazioni critiche, il SUV esce dalla curva e non risponde immediatamente allo sterzo e al gas. I conducenti di tali veicoli richiedono abilità speciali e un'eccellente sensibilità del veicolo.

Per migliorare la maneggevolezza, hanno iniziato a installare differenziali autobloccanti interasse con un sistema blocco forzato. Diverse case automobilistiche hanno utilizzato soluzioni diverse: alcuni differenziali di tipo Torsen, alcuni giunti viscosi, ma il compito per tutti è lo stesso: migliorare la manovrabilità dell'auto, e questo richiede un bloccaggio parziale del differenziale.

Se uno degli assi inizia a slittare, il meccanismo di autobloccaggio si attiva e il differenziale non influisce sul secondo asse, verso il quale la coppia continua a fluire. Un certo numero di auto era inoltre dotato di un meccanismo del differenziale dell'assale posteriore autobloccante, che ha avuto un effetto positivo sulla nitidezza del controllo.

Tra le auto con trazione integrale permanente si possono distinguere Toyota Land Cruiser 100, 105, Terra Incrociatore Prado, Terra Rover Scoperta, Land Rover Difensore, Lada 4x4.

Trazione integrale automatica Torque on demand (AWD)

Il tempo e le menti curiose degli ingegneri automobilistici hanno svolto il loro lavoro, sviluppando il sistema di trazione integrale in qualcosa di nuovo con l'introduzione di sistemi a controllo elettronico con la ridistribuzione e il trasferimento della coppia. Di conseguenza, sono apparsi sistemi di stabilizzazione e stabilità del tasso di cambio, sistemi di controllo della trazione, così come i sistemi che distribuiscono la coppia. Tutti sono implementati utilizzando l'elettronica coinvolta. Come costo più costoso auto e il suo riempimento è più moderno, soprattutto schemi complessi gli vengono applicati.

Questo sta monitorando l'angolo di sterzata, il rollio e la velocità, fino alla frequenza con cui le ruote oscillano su una certa distanza. L'auto esegue la raccolta più completa di informazioni sul suo comportamento durante la guida. La centralina lo elabora e regola la trasmissione della coppia tra gli assali attraverso una frizione a controllo elettronico che ha sostituito il differenziale. Sulle moderne auto sportive, questa invenzione è diventata molto degna di attenzione.

Ad oggi sistemi elettronici possono essere definiti quasi ideali nel loro comportamento. Basta che i produttori aggiungano alcuni nuovi sensori e parametri che rendono il sistema proattivo.

Ma anche qui ci sono alcune sfumature di utilizzo: questo tipo di trasmissione a trazione integrale è adatto al funzionamento solo su strade asfaltate occasionalmente intervallate da simbolici fuoristrada, primer, ad esempio. Fondamentalmente, le frizioni elettroniche, quando scivolano fuoristrada, iniziano a surriscaldarsi e fallire. E per questo non è necessario arare per ore le tracce del carro armato, bastano dieci minuti di slittamento sul ghiaccio. E se si surriscalda sistematicamente, non è possibile evitare danni e costose riparazioni.

Più "freddo" è il sistema, più è soggetto a guasti. Quindi devi scegliere saggiamente un'auto, avendo determinato da solo su quali binari la guiderai. Non andare agli estremi: se un SUV, solo nella foresta e nel villaggio, e se un'autovettura, solo in città. Ci sono molte auto di questo segmento che sono versatili nelle loro caratteristiche di guida. Ma anche senza fanatismo. In macchina, ovviamente, puoi guidare su una strada di campagna, ma quale e quale è un'altra domanda.

Se il cablaggio si interrompe su uno dei sensori ABS, l'intero sistema si guasterà immediatamente e non riceverà informazioni dall'esterno. O pieno di benzina migliore qualità- e basta, la scalata non si accende, c'è un viaggio davanti al servizio auto. Oppure può succedere che l'elettronica metta l'auto in modalità di servizio, spegnendo completamente tutti i sistemi della sua vita.

Tra questi veicoli, vale la pena evidenziare Kia Sportage(dal 2004 in poi), Cadillac Escalade, Nissan Murano, Nissan X-Trail, Esploratore Ford, Toyota RAV4 (dopo il 2006), Land Rover Freelander, Outlander Mitsubishi XL.

Multimodale (4wd selezionabile)

Questo sistema, forse il più multifunzionale rispetto alla trazione integrale con le sue varie manipolazioni: può essere attivato manualmente o automaticamente, oltre a disabilitare forzatamente la retromarcia o assale anteriore S. L'uso del sistema Selectable 4wd non aumenta il consumo di carburante. I leader nei superamenti di carburante sono le auto con part-time menzionate all'inizio.

Alcune auto con cambio selettivo, che possono essere chiamate trazione integrale permanente, con la possibilità di spegnere forzatamente l'assale anteriore, si distinguono. Su tali veicoli, la trasmissione combina part-time e full-time. Tra questi ci sono Mitsubishi Pajero, Nissan Pathfinder, Jeep Grand Cherokee.

In "Padzherik", ad esempio, puoi scegliere una delle diverse modalità di trasmissione: 2WD, 4WD con blocco automatico differenziale centrale, 4WD con bloccaggio del differenziale duro o marcia bassa. Come puoi vedere, qui puoi trovare riferimenti a tutti i suddetti sistemi di trazione integrale.

Alcune auto a trazione anteriore possono avere un asse posteriore azionato. Un piccolo motore elettrico è montato nell'alloggiamento della trasmissione finale, che è collegato su richiesta del conducente: il sistema e-4WD. Il motore elettrico è alimentato da generatore di auto. Un tale sistema migliora la controllabilità dell'auto in pista in caso di acquazzone e aiuta anche a superare con sicurezza tratti di strada innevati, ghiacciati e fangosi. brillante rappresentante i veicoli con questo sistema sono gli ultimi modelli BMW.

Abbiamo cercato di mettere i puntini sulla i sulla questione se tutti i veicoli fuoristrada siano fuoristrada. Ora diamo un'occhiata all'argomento in modo più dettagliato.

A prima vista, tutto è semplice: in un'auto a trazione integrale, la coppia viene trasmessa dal motore a tutte e quattro le ruote contemporaneamente. Un'auto del genere è conveniente almeno per la sua senza pretese rispetto alla qualità del manto stradale, che si tratti di un primer, nevischio, una strada di campagna argillosa bagnata o un viale centrale in caso di forte acquazzone. Tra gli ovvi vantaggi - buona capacità di cross-country su strade asfaltate e su asfalto - buona dinamica e un'ottima partenza dal semaforo praticamente senza sbandamento!

Tuttavia, a volte si verificano incidenti: una persona è seduta in un SUV impressionante con un'elegante targhetta "4WD" su un'ala lucente, ma il SUV stesso è "seduto". Naturalmente, ci possono essere molte ragioni per questo, e il più comune è l'autista stesso. Anche se capita spesso che la trasmissione di un'auto non sia affatto progettata per tali test.

Sorgono domande logiche: "Perché non viene calcolato?", "E quale viene calcolato?". Il nostro articolo è dedicato alle risposte a queste domande.

Esistono tre tipi di trasmissioni a trazione integrale: mezza giornata(collegato manualmente), tempo pieno(permanente) e coppia su richiesta(collegato elettronicamente).

Mezza giornata

Questo tipo è venuto prima. È uno schema di collegamento rigido dell'assale anteriore. Cioè, davanti e ruote posteriori girare sempre alla stessa velocità. Non c'è differenziale centrale.

Il differenziale è dispositivo meccanico, che prende la coppia da albero di trasmissione e lo distribuisce proporzionalmente tra le ruote motrici, compensando automaticamente la differenza della loro velocità di rotazione. Possiamo dire che il differenziale dirige il momento alle ruote motrici, consentendo loro di ruotare a velocità angolari diverse / differenziate (da cui il nome - differenziale).

I differenziali si trovano negli assi anteriore e posteriore su tutti i veicoli dotati di trazione integrale. Su alcune macchine il differenziale viene utilizzato anche nel ripartitore di coppia (questo schema di trazione integrale si chiama full-time, ne parleremo tra poco).

Proviamo a capire perché è necessario un differenziale. Le ruote di qualsiasi auto girano alla stessa velocità solo quando l'auto va dritta. Non appena inizia a girare, ciascuna delle ruote inizia a vivere la propria vita. Una delle ruote di ciascun ponte inizia a girare più velocemente dell'altra e i ponti stessi competono tra loro in velocità. Ciò è dovuto al fatto che le ruote seguono traiettorie diverse. Quello all'esterno della curva percorre una distanza maggiore di quello all'interno. Così sono i ponti. Di conseguenza, la ruota interna (o l'asse a cui appartiene), se non fosse per il differenziale, girerebbe semplicemente sul posto, compensando il movimento della ruota esterna.

È chiaro che non si guida con alte velocità In questo caso non puoi parlare. La mancanza di controllo non lo consentirà e il carico sulla trasmissione lo disabiliterà rapidamente, per non parlare dei pneumatici usurati prematuramente. Il differenziale consente solo a un asse di sorpassarne un altro quando c'è una differenza nelle loro velocità.

Il part-time non ha un differenziale centrale, il momento sull'asse viene trasferito allo stesso modo, la rotazione degli assi con velocità diverse impossibile, quindi la guida con l'avantreno connesso su strade asfaltate è altamente sconsigliata. Con un breve movimento rettilineo, anche a marcia bassa, non accadrà nulla di brutto (puoi tirare fuori dal lago il carrello con la barca). Ma quando provi a fare una svolta, sorge la stessa differenza nelle lunghezze dei percorsi del ponte. Ricorda che il momento viene trasmesso allo stesso modo - 50/50, e c'è solo una via d'uscita dal suo eccesso: lo slittamento delle ruote dell'asse anteriore o posteriore su una di esse.

Nel fango, nella sabbia o nella ghiaia, nulla impedisce alle ruote di scivolare se necessario a causa della scarsa aderenza delle ruote al suolo. Ma sull'asfalto con tempo asciutto, l'erogazione di questa potenza si realizza esattamente allo stesso modo, il che comporta un aumento del carico sulla trasmissione, una rapida usura della gomma, un deterioramento della manovrabilità e della stabilità direzionale alle alte velocità.

Se l'auto è necessaria principalmente per fuoristrada e non è previsto l'utilizzo della trazione integrale su asfalto, il part-time si giustificherà pienamente, poiché uno dei ponti è immediatamente collegato con forza, non è necessario bloccare nulla. Sì, e il design è più semplice e affidabile: non ci sono differenziali e bloccaggi, non ci sono azionamenti meccanici o elettrici per questi bloccaggi, non ci sono pneumatici o idraulici extra.

Ma se vuoi solo guidare con calma sull'asfalto in caso di maltempo e non preoccuparti di alternare sezioni di asfalto ghiacciato e pulito, cumuli di neve, corsie piene d'acqua o qualsiasi altra area scivolosa-sciolta-spiacevole, il part-time non è L'opzione migliore: se guidi con l'asse anteriore costantemente inserito, questo minaccia di danni o usura, accendere e spegnere l'asse non è molto comodo e potresti non avere il tempo di accenderlo.

Auto con questo tipo di trazione integrale: 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.

Tempo pieno

Le carenze esistenti della trazione integrale plug-in hanno portato alla creazione di una trazione integrale permanente, priva di questi problemi. Questa è la stessa tanto amata "4WD" senza alcun "se": quattro ruote motrici con differenziale a centro libero, che consente il conseguente potere supplementare esci facendo scorrere uno dei satelliti interni al cambio e l'auto viaggia sempre a trazione integrale.

La sfumatura principale di questo tipo di trazione integrale è che lo slittamento di un asse spegne automaticamente il secondo asse e l'auto si trasforma in un immobile. Cosa significa? In generale, la situazione è la seguente: una ruota si è fermata, il differenziale dell'asse trasversale ha spento la seconda ruota dell'asse. Di conseguenza, anche il secondo asse viene automaticamente disattivato dal differenziale centrale. Certo, dentro vita reale quindi l'arresto del fulmine non si verifica. Il movimento è dinamico, il che significa che c'è una sorta di riserva di carica, inerzia, la ruota si spegne per un attimo, scivola di un paio di metri per inerzia e si riaccende. Ma di conseguenza, l'auto si alzerà comunque da qualche parte.

Pertanto, affinché la capacità di fuoristrada di un SUV non si deteriori, tali auto hanno spesso almeno un bloccaggio forzato (differenziale centrale) e al massimo due. Il bloccaggio del differenziale anteriore viene installato regolarmente abbastanza raramente. Ma se lo si desidera, molto spesso può essere installato separatamente.

In una categoria separata può essere distinto Auto Mitsubishi Pajero (trasmissione Super Seleziona 4WD), Jeep Grand Cherokee(SelecTrac), Nissan Pathfinder (Tutte le modalità 4WD), Land Rover (Risposta al terreno). La loro trasmissione selettiva può essere definita un sistema di trazione integrale permanente (collegato automaticamente nel caso del Nissan Pathfinder) con possibilità di disinnesto forzato dell'asse anteriore. Cioè, su queste macchine, la trasmissione, diciamo, combina part-time e full-time.

Le auto con trazione integrale permanente includono Toyota Land Cruiser 100, 105, Land Cruiser Prado, Land Rover Discovery, Land Rover Defender, Lada 4x4.

Anche la trazione integrale permanente nella sua versione classica non è priva di inconvenienti durante la guida su asfalto. La gestione di tali macchine lascia molto a desiderare. quando situazioni critiche il SUV tende a scivolare fuori dalla curva, reagendo pigramente al lavoro del volante e del gas. Dal conducente di un SUV con trazione integrale permanente sono richieste alcune abilità e un buon senso dell'auto.

Per migliorare nel tempo la maneggevolezza si iniziarono ad utilizzare i differenziali centrali che, oltre al bloccaggio forzato, hanno anche un meccanismo autobloccante. Diversi produttori hanno utilizzato soluzioni diverse: qualcuno era un differenziale di tipo Torsen, qualcuno era un giunto viscoso, ma avevano un compito: un bloccaggio parziale del differenziale centrale per una migliore manovrabilità.

Al momento dello slittamento di uno degli assi si attiva l'autobloccaggio che non consente al differenziale di disinserire il secondo asse, quindi la coppia continua comunque ad affluire ad esso. Su alcune macchine è stato installato anche un differenziale autobloccante asse posteriore, che ha reso l'auto più nitida sul volante (ad esempio, Mitsubishi Pajero).

Coppia su richiesta (AWD)

L'ulteriore miglioramento della trazione integrale permanente ha portato alla nascita di sistemi a controllo elettronico con il trasferimento e la ridistribuzione della coppia.

Il risultato di tutta questa evoluzione è stato il sistema di stabilità del cambio, stabilizzazione, controllo della trazione e sistemi di distribuzione della coppia, implementati elettronicamente. Questi sistemi ricevono segnali dai sensori ABS che monitorano la velocità di ogni singola ruota. Il più costoso e macchina più moderna, su di essa possono essere utilizzati gli schemi più complessi: tracciamento dell'angolo di sterzata, rollio della carrozzeria, sua velocità, fino alla frequenza di vibrazione delle ruote. L'auto raccoglie completamente tutte le informazioni sul suo comportamento su strada, e il computer le elabora e, in base a ciò, regola la trasmissione della coppia all'uno o all'altro asse attraverso una frizione a controllo elettronico che ha sostituito il differenziale.

Tali trasmissioni a trazione integrale sono chiamate torque on demand (letteralmente coppia su richiesta). Sul moderno automobili ad alta velocità questa invenzione è molto degna di nota.

I primi schemi (venti anni fa) a volte potevano comportarsi in modo non del tutto adeguato, c'erano casi con un forte ritardo nel funzionamento delle frizioni (quando il secondo asse si collegava improvvisamente in curva), perché nella prima fase di sviluppo le frizioni ha funzionato di fatto. La velocità di elaborazione del segnale dai sensori e la ridistribuzione della coppia dipendevano dal tempo impiegato da questi segnali per raggiungere il cervello della macchina. Moderne tecnologie di trasmissione dati, fibra ottica e potenti processori che elaborano le informazioni all'istante: tutto ciò ha annullato le carenze iniziali. Ora i sistemi elettronici non hanno praticamente gravi difetti di comportamento, con l'aggiunta di nuovi sensori e nuovi parametri, lavorano quasi sempre in anticipo sulla curva.

Ma ce n'è uno "ma": questo tipo di trasmissione a trazione integrale è adatto solo per il funzionamento su asfalto con fuoristrada minimo episodico come primer moderatamente rotto.

La maggior parte accoppiamenti elettronici non progettati per il fuoristrada, quando scivolano, si surriscaldano e semplicemente smettono di funzionare. Inoltre per questo non è necessario impastare la pista per mezza giornata, potrebbero bastare dieci minuti di derapata sul ghiaccio, amata da molti. E se lo surriscaldi regolarmente, può fallire completamente.

Quasi tutti i sistemi utilizzano i meccanismi dei freni dell'auto per rallentare le ruote che slittano e il fango e la sabbia che sono inevitabili sulle strade sono molto utili. rapida usura pastiglie e dischi dei freni, che, oltre al costo dei nuovi pezzi di ricambio, ha un effetto negativo sui freni stessi.

Più sofisticato è il sistema, più è vulnerabile, quindi è necessario scegliere saggiamente un'auto, rendendosi conto che anche le auto puramente urbane, progettate per l'asfalto, consentono abbastanza uscite su strade di campagna. Ma devi capire quali. Una rottura accidentale di un filo del sensore ABS disabiliterà il sistema, perché non riceverà più informazioni dall'esterno. Oppure si incontrerà carburante di qualità non molto elevata, anche un viaggio al servizio, perché il "inferiore" potrebbe non accendersi più. Altri "cervelli elettronici" possono generalmente spegnere la macchina e metterla in modalità di servizio.

Veicoli con coppia su richiesta: Cadillac Escalade, Ford Explorer, Land Rover Freelander, Toyota RAV4 (dopo il 2006), Kia Sportage (dopo il 2004), Mitsubishi Outlander XL, Nissan Murano, Nissan X-Trail .

In conclusione, vorrei dare un semplice consiglio: se scegli un'auto solo per fuoristrada, allora il part-time diventerà ottima opzione. Se parliamo di movimenti principalmente in città, allora AWD sarà abbastanza. Bene, un pieno permanente va bene in ogni situazione.

Quattro ruote motrici- il progetto di una trasmissione automobilistica che trasmette la coppia a motore su tutte le ruote. Inizialmente, un tale sistema veniva utilizzato solo per SUV fuoristrada. Ma, dagli anni '80 del secolo scorso, è diventato ampiamente utilizzato da molti produttori per migliorare le prestazioni su strada delle auto prodotte.

I principali vantaggi di una trasmissione a trazione integrale sono:

  • Migliore aderenza su strade scivolose.
  • Aumenta l'efficienza del motore.
  • L'accelerazione è più veloce.
  • Caratteristiche di manovrabilità notevolmente migliorate.
  • Aumento della permeabilità.

Il principale svantaggio di tali trasmissioni è la complessità del progetto, che comporta un costo di base elevato e il costo della riparazione. Inoltre, porta ad un certo aumento del consumo di carburante da parte dell'auto.

Secondo il principio di funzionamento, i sistemi di trazione integrale sono suddivisi in:

  1. Trazione integrale permanente.
  2. Trazione integrale con innesto automatico.
  3. Trazione integrale con innesto manuale.

Trazione integrale permanente

Il sistema, funzionante secondo il principio della trazione integrale permanente, è costituito dai seguenti elementi strutturali:

  • Trasmissione.
  • Caso di trasferimento.
  • Differenziale centrale.
  • Frizione.
  • Semiassi dell'assale.
  • Ingranaggi dell'asse principale.
  • Differenziali trasversali.
  • Assi delle ruote.

Questo design della trasmissione può essere utilizzato indipendentemente dalla posizione del motore e del cambio (layout). Le principali differenze tra tali sistemi sono causate dall'uso di vari tipi di ingranaggi cardanici e scatola di trasferimento.

Principio di funzionamento:

Dal motore, la coppia viene trasmessa al ripartitore di coppia. Nella scatola, con l'ausilio di un differenziale interasse, è distribuito tra anteriore e asse posteriore macchina. Quindi, prima il momento viene trasferito a albero cardanico, attraverso il quale viene trasferito agli ingranaggi dell'ingranaggio principale e ai differenziali dell'asse trasversale. Attraverso i semiassi, i differenziali trasmettono la coppia alle ruote. In caso di movimento irregolare delle ruote, causato dall'ingresso in curva o dall'uscita su fondo sdrucciolevole, i differenziali interasse e interasse vengono bloccati.

I design più famosi di trasmissioni a trazione integrale permanente sono il sistema Quattro di Audi, xDrive di BMW, 4Matic di Mercedes.

La Quattro è stata la prima trasmissione prodotta in serie con trazione integrale permanente per berline. È apparsa nel 1980. Questo sistema è progettato per l'installazione con un motore longitudinale. Dopo diversi aggiornamenti, è ampiamente utilizzato in modelli moderni Audi.

Il sistema xDrive è stato sviluppato riguardano BMW per l'uso nei propri veicoli sportivi e autovetture. È apparsa nel 1985. Nell'ultimo aggiornamento, xDrive ha integrato diversi sistemi moderni, che lo hanno trasformato in una trasmissione attiva.

4Matic è una trasmissione a trazione integrale sviluppata da Mercedes. È stato introdotto nel 1986. Al giorno d'oggi, è installato su diversi modelli di autovetture di un produttore tedesco. segno distintivoè la possibilità di utilizzare solo in combinazione con una trasmissione automatica.

Trazione integrale collegata automaticamente

Tipicamente, un tale sistema è costituito dai seguenti elementi:

  • Trasmissione.
  • Frizione.
  • Ingranaggio principale dell'asse motore anteriore.
  • Caso di trasferimento.
  • Ingranaggio principale dell'asse motore posteriore.
  • Trasmissione cardanica.
  • Differenziale trasversale dell'assale anteriore.
  • Giunto per il collegamento della trazione posteriore.
  • Differenziale trasversale dell'asse posteriore.
  • Semiassi.

La trasmissione a trazione integrale è il più popolare di tutti i sistemi di trazione integrale. Quasi tutti i produttori hanno un modello che utilizza un design simile. È adatto per l'uso nelle autovetture, in quanto può fornire la trazione integrale quando necessario, ma costa molto meno di una trasmissione a trazione integrale permanente.

Principio di funzionamento:

Il sistema di trazione integrale si attiva quando le ruote dell'assale anteriore slittano. A condizione normale, la coppia del motore viene trasmessa all'asse principale attraverso la frizione, il cambio e il differenziale. Inoltre, attraverso il ripartitore di coppia, il momento viene trasmesso all'elemento di controllo principale di questo sistema: la frizione a frizione. Nel normale movimento rettilineo, la frizione trasferisce solo il 10% della coppia all'asse posteriore e la pressione al suo interno rimane minima. In caso di slittamento delle ruote dell'asse anteriore, la pressione nella frizione aumenta e trasferisce la coppia dal motore all'asse posteriore. A seconda dell'intensità dello slittamento delle ruote anteriori, il grado di trasmissione della coppia all'asse posteriore può variare.

La trasmissione a trazione integrale più famosa è il sistema 4Motion sviluppato da Volkswagen. È stato utilizzato nei progetti di auto della preoccupazione dal 1998. A ultima versione 4Motion utilizza un giunto Haldex come elemento di lavoro.

Quattro ruote motrici, collegate manualmente

Nella versione classica, il sistema ha quasi lo stesso design della trasmissione con trazione integrale permanente.

  • Trasmissione.
  • Caso di trasferimento.
  • Frizione.
  • Semiassi dell'assale.
  • Ingranaggi dell'asse principale.
  • Differenziali trasversali.
  • Assi delle ruote.

A automobili moderne questo tipo di trasmissione non viene utilizzato. Questo sistema ha un'efficienza molto bassa. Il suo unico vantaggio è che fornisce una distribuzione della coppia 50/50 tra gli assali, che non è disponibile con nessun altro tipo di trasmissione. Pertanto, è considerato ideale per SUV potenti.

Principio di funzionamento:

Il principio di funzionamento della trasmissione con collegamento manuale della trazione integrale è simile al sistema con trazione integrale permanente. L'unica cosa è che il ripartitore di coppia è controllato direttamente dall'abitacolo tramite un'apposita leva.

Una delle carenze più gravi del sistema è l'impossibilità di utilizzarlo per un lungo periodo di tempo. Ciò significa che può essere collegato temporaneamente quando colpisce una superficie scivolosa o bagnata, ma poi deve essere immediatamente disconnesso. L'uso a lungo termine di tale trasmissione porta ad un aumento delle vibrazioni, del rumore e del consumo di carburante.

Quindi qual è la differenza tra trazione integrale e trazione integrale? Esiste e quale sistema di trazione integrale è meglio dare la preferenza? La risposta a questa domanda sarà molto più difficile di quanto ci si potrebbe aspettare. I sistemi sono plug-in, sempre attivi o sono costretti ad accendersi quando necessario? Sono collegati su commissione di determinati fattori o sono inclusi in anticipo in Modalità automatica? Usano una frizione idraulica, una frizione elettromagnetica o un sistema completamente diverso? Si accendono con le leve, girano un quadrante, premono un pulsante o semplicemente iniziano a funzionare magicamente quando necessario? Per rispondere a queste domande, ogni sistema separatamente utilizzando un esempio esperienza straniera creando tali unità.

Alla fine degli anni '80, veicoli a quattro ruote motrici Si distinguevano per la semplicità dei meccanismi, l'elevata affidabilità ed erano mezzi di trasporto puramente utilitaristici. Erano spesso cavalcati da cacciatori, agricoltori e conducenti di bestiame. Queste persone non avevano le mani bianche e potevano, in qualsiasi condizione e su qualsiasi terreno impraticabile, collegare senza pretese i mozzi per attivare l'assale anteriore. Tuttavia, nel tempo, e tra la popolazione urbana, che non voleva più nuotare fino alle ginocchia nel fango e sporcarsi per niente, la confraternita della trazione integrale ha iniziato il suo sviluppo evolutivo verso la democratizzazione e la disponibilità di trazione integrale sistemi di guida, consentendo alle persone comuni impreparate di godere di tutti i vantaggi dei sistemi di trazione integrale.

È divertente sentirlo, soprattutto considerando lo scopo originale di tali sistemi e le auto che ne erano dotate.

Storia

I sistemi di trazione integrale sulle auto non sono stati inventati ieri. Le loro origini risalgono al secolo scorso.

Nel 1893, l'ingegnere-inventore inglese Bramah Joseph Diplock progettò e applicò un sistema di trazione integrale per un trattore-trattore. Il design, anche per gli standard moderni, imponendo rispetto, in quegli anni era l'apice dell'arte ingegneristica. Il trattore fuoristrada fuoristrada conquistato utilizzando tre differenziali e un sistema di trazione integrale.

La prima auto a trazione integrale con motore a combustione interna fu la Spyker 60 HP, creata dai fratelli olandesi - Jacobus e Hendrik-Jan Spiker, come due posti auto sportiva per correre in montagna (per l'arrampicata in collina). Questa importante pietra miliare nello sviluppo dei sistemi di trazione integrale avvenne nel 1903.

Poi c'era il tedesco Dernburg-Wagen, dall'aspetto semplice, costruito da Daimler-Motoren-Gesellschaft. È stata seguita da un'intera galassia di vari prototipi e dalla ricerca di un design affidabile, senza pretese e ottimale.


Negli anni prebellici, prima della seconda guerra mondiale, Mercedes-Benz, in collaborazione con, ha lavorato. I tentativi sono stati premiati dalla creazione di insoliti e auto uniche. Ma la vera, meritata gloria è stata ricevuta da un altro macchina leggendaria anni militari, che provenivano da un altro continente, che camminavano fianco a fianco lungo le rotte militari con i nostri nonni lungo le impraticabili strade bombardate di Bryansk, della regione di Mosca, della Bielorussia, della Polonia e, infine, della stessa Germania, -.

Il sistema di controllo della trazione integrale era semplice ed efficiente. Una leva della jeep attivava la trazione integrale, un altro selettore poteva selezionare marce alte, neutre o basse.

Il sistema di trazione integrale si è evoluto negli anni '50 e '60. C'erano blocchi esterni dei mozzi anteriori, che permettevano di disattivare l'assale anteriore per migliorare l'efficienza del carburante e le prestazioni di velocità. Nel 1963, la Jeep Wagoneer a quattro ruote motrici della famiglia ricevette una trasmissione automatica. Dieci anni dopo, il modello aggiornato è stato dotato del sistema Quadra-Trac, il primo del settore sistema automatico trazione integrale permanente.

La trazione integrale si sta spostando sulle autovetture. Più o meno nello stesso periodo, quando gli ingegneri americani stavano sviluppando "l'artiglieria pesante", cercarono di instillare un sistema di trazione integrale su modelli passeggeri. La simbiosi tra guida fuoristrada e corpo passeggeri è stata incarnata nel Leone. Il modello è apparso nel 1972. Suo caratteristiche distintive c'era un sistema con trazione integrale plug-in, che aiutava bene i proprietari in caso di maltempo o condizioni stradali.

Nel 1980, AMC lanciò il modello Eagle, che stabilì lo standard tra le autovetture a trazione integrale di quegli anni. Il modello è stato dotato di un permanente azionamento automatico su tutte le ruote. Allo stesso tempo, appare una vera leggenda, il primogenito con guida permanente su tutte le ruote prima usata non per miglioramento doti fuoristrada e per migliorare la trazione, la maneggevolezza e le prestazioni negli sport.

1983 Jeep ha un nuovo sistema Select-Trac. Da allora, le Jeep sono state in grado di guidare a trazione integrale ad alta velocità strade ordinarie senza conseguenze devastanti per la distribuzione. A l'anno prossimo, il nuovo ha introdotto un sistema di trazione integrale plug-in Command-Trac più avanzato, che ha consentito di collegare l'assale anteriore in movimento.

A partire dalla metà degli anni '90, quasi tutte le case automobilistiche negli Stati Uniti hanno iniziato a costruire (veicoli utilitari sportivi). Sono stati realizzati senza pretese, sono stati presi la base del telaio del camioncino e la trasmissione meccanica 4WD. Tecnicamente, gli interni sono rimasti arcaici, ma hanno funzionato in un nuovo corpo alla moda.

La sensazionale popolarità dei SUV ha costretto molte case automobilistiche ad andare d'accordo con venditori e consumatori. I corpi iniziarono ad essere resi portanti e la struttura a telaio fu gradualmente abbandonata. Apparso, sviluppandosi rapidamente e conquistando nuovi segmenti di mercato. Nel loro ambiente, i sistemi AWD * iniziano a prevalere.

*Trazione integrale ( Trazione integrale, AWD) in grado di trasmettere la potenza tra i due assali, oltre che da ruota a ruota. Molto più comodo sistema automatizzato la trazione integrale, dando quasi tutti gli stessi vantaggi della classica 4WD, ma con meno disagi per l'uso quotidiano. Tuttavia, devi pagare per comodità con una minore affidabilità dell'unità.

4 ruote motrici


I sistemi di trasmissione 4WD sono generalmente progettati per essere utilizzati. Sui veicoli con questo sistema è presente un set di marce di gamma bassa, oltre a un ripartitore di coppia manuale o automatico.

Le auto con 4WD possono spesso essere distinte da attributi speciali: un più alto altezza da terra(sulle costose varianti di SUV si può parlare di sospensione regolabile in altezza), buoni angoli di fondo, sono anche gli angoli di entrata nella parte anteriore e di uscita posteriore, che consentono di salire e scendere pendii e spostarsi sopra gli ostacoli.


I veicoli fuoristrada sono dotati di sistemi di sospensione rinforzati e sistemi aggiuntivi miglioramenti della trazione, come bloccaggi del differenziale, sistemi di assistenza fuoristrada (sui moderni SUV Toyota) e partenza in salita, nonché barre antirollio commutabili.

Per alcuni sistemi 4WD, ad esempio, come su Gelandwagen, quello centrale è inoltre bloccato, il che aumenta notevolmente le possibilità di superare gravi condizioni fuoristrada.


I differenziali possono essere controllati elettronicamente, meccanicamente o idraulicamente.

I sistemi di trazione integrale 4WD si potevano trovare su quasi tutti i SUV del passato. Fino ad ora, molti produttori di pickup utilizzano ancora modelli 4WD, ma la tendenza è che stanno diventando sempre più rari. Anche una volta che i brutali modelli militari si stanno spostando verso il mainstream AWD! Pertanto, il capostipite dei moderni sistemi di trazione integrale può essere considerato una specie in via di estinzione.

trazione integrale


La trazione integrale è un tipo di trazione integrale che viene inviata a entrambi gli assi, ridistribuendo la coppia dall'asse o dalla ruota con meno trazione alla ruota con più. I sistemi AWD sono progettati per aumentare la trazione su strada/suolo e le prestazioni in tutte le condizioni atmosferiche, nonché aumentare le capacità del veicolo in condizioni di fuoristrada medio-leggero.

Una delle configurazioni AWD più comuni prevede un differenziale tra anteriore e posteriore alberi di trasmissione, come alcuni sistemi 4WD di un tempo. Alcune auto utilizzano la trazione integrale permanente, che invia continuamente potenza a tutte e quattro le ruote, mentre su altre auto uno degli assi è collegato quando necessario. In tali casi, un crossover o un'autovettura fuori strada(tipo) va su un monodrive.

La coppia desiderata sull'assale viene spesso raggiunta attraverso l'uso di freni di controllo della trazione controllati elettronicamente, quando il sistema di trazione integrale rileva lo slittamento delle ruote o rileva una differenza di velocità delle ruote, i freni vengono applicati e si verifica una distribuzione controllata della coppia. Quasi tutto sistemi moderni la trazione integrale funziona senza l'intervento del conducente, sono controllati da una catena infinita di codici informatici che utilizzano molto algoritmi complessi che seguono lo sterzo, valvola a farfalla e meccanismi frenanti. L'obiettivo di tutto questo accumularsi tecnologico, l'unico è migliorare la trazione.


Il sistema di trazione integrale DYNAMAX sulla nuova ha tutto questo e molto altro, come i sensori che leggono la strada davanti alla vettura, identificando in modo proattivo le zone con ghiaccio, buche o acqua.

I sistemi di trazione integrale 4WD e AWD possono coesistere nell'ambiente di oggi?


I veicoli a trazione integrale continuano a crescere in popolarità; l'argomento principale degli apologeti della trazione anteriore o posteriore, l'efficienza del carburante, passa in secondo piano nel tempo, impallidisce sullo sfondo dei vantaggi iniziali in termini di maneggevolezza e sicurezza.

Alcuni acquirenti hanno ancora bisogno dei vantaggi offerti dalla trazione integrale, come una gamma più ampia di opzioni per il traino e il trasporto di carichi pesanti, l'utilizzo dell'auto su pendenze ripide o terreni accidentati, ma per la maggior parte dei consumatori è il sistema AWD che offre i maggiori vantaggi e basso costo. .

Come sarà il sistema AWD in futuro? Forse sarà separato, creato nel tipo e nella somiglianza di un'auto creata dal geniale Ferdinand Porsche nel 1899? Forse un giorno, ma non ora.

Il design della trasmissione di un veicolo a trazione integrale prevede la possibilità di trasmettere la coppia a tutte e quattro le ruote. Vari schemi consentono di realizzare il pieno potenziale di potenza, maneggevolezza e sicurezza attiva dell'auto, a seconda del suo scopo. Trasmissione a trazione integrale può essere abbreviato in 4x4, 4wd o AWD.

Vantaggi della trazione integrale

I vantaggi di un'auto dotata di trasmissione a trazione integrale sono facilmente comprensibili in base agli svantaggi di un'auto a due ruote motrici, in cui la trazione viene effettuata su un solo asse (anteriore o posteriore), ovvero le ruote motrici sono anteriori o posteriori.

Veicolo fuoristrada a trazione integrale

L'uso gratuito sulla maggior parte delle auto economiche in condizioni stradali difficili rende effettivamente una ruota in testa, che ha presa peggiore con il manto stradale. Questa è una caratteristica del differenziale. E anche se entrambe le ruote hanno una trazione sufficiente, troppa potenza spesso provoca lo slittamento delle ruote, la perdita di controllo o lo stallo del veicolo. Questi sono gli svantaggi del monodrive, che sono particolarmente visibili su scivoloso marciapiede e fuoristrada. Per eliminare queste carenze, i produttori utilizzano differenziali autobloccanti trasversali.

Tuttavia soluzione ottimale- rendere tutte le ruote motrici, migliorando e integrando il design della trasmissione componenti necessari. La trazione integrale offre all'auto i seguenti vantaggi:

  1. aumento della permeabilità;
  2. migliore trazione all'avvio superficie scivolosa;
  3. stabilità direzionale e comportamento prevedibile su strade scivolose.

Elementi di trasmissione a trazione integrale


Trasmissione a trazione integrale

La trasmissione a trazione integrale di un'auto è costituita dai seguenti elementi principali:

Tipi di trazione integrale

Trazione integrale permanente

Trazione integrale permanente 4x4 - un tipo di guida in cui la coppia viene distribuita dal motore contemporaneamente a tutte le ruote. Questa unità può essere utilizzata per classi diverse auto con disposizione del motore longitudinale o trasversale. Per una distribuzione ottimale della coppia, i moderni sistemi di trazione integrale sono dotati di differenziali autobloccanti con la possibilità di distribuire la potenza lungo gli assi in diversi rapporti.


Elementi del sistema di trazione integrale permanente Quattro

L'elettronica coordina il funzionamento del sistema, ricevendo segnali dai sensori di velocità delle ruote e modifica istantaneamente il rapporto di potenza in base a Condizioni stradali e la natura del movimento. Questo tipo di trazione integrale è il sistema più avanzato che offre il meglio sicurezza attiva e dinamica di guida.

Screpolatura: aumento dei consumi carburante e un carico costante sugli organi di trasmissione.

La trazione integrale permanente di marca viene utilizzata nelle loro auto da produttori come Audi (), BMW (), Mercedes () e altri.

forza connessa

Per fuoristrada miglior modo implementazione della trazione integrale - forzatamente collegata. È disposto secondo lo schema standard, manca solo il differenziale centrale. L'asse motore è il posteriore, l'asse collegato è l'anteriore. La coppia viene trasmessa all'assale anteriore attraverso una scatola di rinvio azionata manualmente.


Schema ed elementi della trazione integrale connessa

Il conducente attiva autonomamente la trazione di tutte le ruote tramite leve o pulsanti di controllo prima di superare un'area difficile o, ad esempio, fuoristrada. L'inclusione di una scatola di trasferimento fornisce un collegamento rigido tra gli assi e la distribuzione della coppia in un rapporto uguale. Sul Pannello l'indicatore della trazione integrale si accende. Spesso, il design prevede inoltre la possibilità di un blocco rigido dei differenziali tra le ruote, nonché l'uso di marce alte e basse.

Quando la trazione integrale è inserita, gli elementi della trasmissione sono sottoposti a carichi pesanti, la manovrabilità del veicolo si deteriora notevolmente. In condizioni di guida normali si spegne e l'indicatore della trazione integrale si spegne, il movimento continua con l'asse motore posteriore. La trasmissione viene rilasciata, il che garantisce l'estensione della sua durata e un ridotto consumo di carburante. La trazione integrale forzata viene utilizzata principalmente sui SUV. Ad esempio, su Toyota Land Cruiser e Land Rover Defender.

Connessione automatica

Schema di trazione integrale collegata automaticamente

Lo schema della trazione integrale collegata automaticamente è progettato tenendo conto della possibilità di collegare istantaneamente il secondo asse a quello principale. L'azionamento principale è posteriore o anteriore. Quando si fissa la differenza di rotazione delle ruote, la frizione a frizione del differenziale centrale si chiude al comando dell'elettronica e la potenza inizia a essere trasmessa a tutte le ruote. Un certo numero di modelli fornisce una modalità 4x4 commutabile e l'auto diventa un monodrive. Il sistema di trazione integrale 4Motion collegato automaticamente viene utilizzato sui modelli Volkswagen.

Applicazione di vari sistemi di trazione integrale

A seconda della classe e dello scopo dei veicoli, fare domanda diversi tipi trazione integrale, la più adatta al proprio lavoro e caratteristiche di performance.

Per auto premium dove il comfort, la maneggevolezza e la sicurezza sono fondamentali, migliore opzione— trazione integrale permanente sotto il controllo dell'elettronica di controllo. I SUV di lusso combinano la trazione integrale permanente e la trazione integrale forzata con la possibilità di differenziali a bloccaggio rigido. Il funzionamento del sistema di trazione integrale è controllato e regolato dall'elettronica. Se necessario, il driver include un blocco rigido se, ad esempio, è necessario lasciare il fango.