На первый взгляд, принцип работы трансмиссии полноприводного автомобиля прост: крутящий момент от силового агрегата распределяется между четырьмя ведущими колёсами. Такая машина очень удобна благодаря своим ярко выраженным плюсам, связанным с неприхотливостью к качеству находящегося под колёсами покрытия. На грунтовке, в гололёд, на мокрой просёлочной местности или на трассе в сильный ливень полноприводный автомобиль покажет себя на высоте. Плюс, на нём можно не бояться съезжать с асфальтированного покрытия и пересекать местность с отсутствием даже намёка на дороги, да и на асфальте полный привод даёт о себе знать хорошим стартом и разгоном, практически без пробуксовок.

Но порой случаются и казусы, которые, казалось бы, сложно объяснить в силу тех преимуществ, которыми обладают полноприводные машины. Бывает так, что сидит водитель за рулём внедорожника с внушительным клиренсом, а автомобиль увяз в «каше» и лёг на брюхо.

Интересно знать! В 1883 году американским фермером Эмметом Бандельером была запатентована конструкция схожая с нынешней системой полного привода.

Конечно же, причин для такого может быть множество, самая распространённая из которых, как шуточно выражаются водители со стажем, «прокладка между рулём и сидением». Но бывает и так, что трансмиссия «вездехода» не предполагает справляться с поставленными испытаниями. И тут возникают резонные вопросы: «Почему не справляется?», «А какая справится?». Об этом мы и поговорим далее в предоставленном материале.

Подключаемый вручную полный привод (Part-Time)

Данный тип трансмиссии можно по праву назвать «первенцем» среди полных приводов. Принцип его действия заключается в жёстком подключении переднего моста. Таким образом, все колёса вращаются с одинаковой скоростью, а межосевой дифференциал не предусмотрен. Крутящий момент распределяется поровну между всеми колесами. Что-либо предпринять в данном случае, чтобы оси вращались на различных скоростях, не выйдет, разве что внедриться в «чрево» автомобиля и вмонтировать новый дифференциал.

А пока не рекомендуется рассекать в автомобильном потоке с подключенным передним мостом. Если двигаться даже на пониженной передаче прямолинейно на короткие дистанции, ничего страшного не произойдёт, но если необходимо развернуться, то встаёт помехой возникающая разница в длине путей мостов. Так как распределение идёт 50/50% между осями, то мощностной излишек выходит только путём проскальзывания колёс одной из осей.

На песке, гравии или в грязи колёса могут проскальзывать при необходимости, и им ничто не будет мешать, так как сцепление с поверхностями слабое. Но если же сухая погода, а вы движетесь по асфальтированной дороге, то мощности выходить будет некуда, как на бездорожье. Таким образом, трансмиссия подвергается повышенным нагрузкам, резина быстрее изнашивается, ухудшается управляемость и теряется курсовая устойчивость на высоких скоростях.

Если автомобиль эксплуатируется чаще на бездорожье или вообще приобретён только для покатушек по пересечёнке, тогда система полного привода с принудительным подключением переднего моста вполне оправдает ваши ожидания. Мост подключается сразу же и жёстко, поэтому ничего блокировать и не придётся. Конструкция весьма проста и надёжна, нет блокировок и дифференциалов, нет приводов ни электрического, ни механического типа, отсутствует излишняя гидравлика и пневматика.

Но если же вы – городской «денди», цените время и не хотите заморачиваться насчёт погодных условий и чередующихся участков города с его рыхлыми и скользкими дорожными поверхностями, коварными глубокими лужами, тогда вариант данной полноприводной системы вам абсолютно не подходит. Если вы будете передвигаться со всегда принудительно подключённым передним мостом, то это чревато износом с последующими повреждениями, постоянно манипулировать им не совсем удобно, и вообще можно не успеть его подключить.

Автомобили с Part-Time: Suzuki Vitara, Toyota Land Cruiser 70, Great Wall Hover, Nissan Patrol, Ford Ranger, Nissan Navara, Suzuki Jimni, Mazda BT-50, Nissan NP300, Jeep Wrangler, UAZ.

Постоянный полный привод (Full-Time)

Недостатки подключаемого полного привода стали первопричиной создания более нового изобретения – постоянного полного привода, который лишён всех проблем, которые имелись у Part-Time. Это тот самый бескомпромиссный «4WD», который лишён всяких там «а если»: все колёса ведущие, между осей свободный дифференциал, который высвобождает накапливаемую лишнюю мощность благодаря прокручиванию одного из редукторных саттелитов, что способствует движению автомобиля с постоянным полным приводом. Главный нюанс автомобилей с таким типом полного привода заключается в пробуксовке. Если автомобиль начинает буксовать одной осью, автоматически отключается и вторая.

Теперь автомобиль превратился в мебель или в домик, как пожелаете, в общем, в недвижимость. Как так происходит? Если начинает буксовать одно колесо, межколёсный дифференциал отключает второе, а вторая ось также на автомате отключается дифференциалом, но уже межосевым. Конечно, в реальности остановка не происходит так быстро. Движение – это динамический процесс, следовательно, имеется запас хода, инерционная сила. Колесо отключается, продвигается по инерции пару-тройку метров и снова включается.

Но в таком случае автомобиль рано или поздно где-то застопорит. Поэтому, чтобы сохранить все внедорожные качества «проходимца», на такие автомобили, как правило, устанавливают одну либо две принудительных блокировки межосевого дифференциала. В переднем дифференциале очень редко можно повстречать заводскую блокировку. При желании она устанавливается отдельно.

Но система постоянного полного привода так же далека от идеала ездовых качеств на асфальтированных дорогах. Такие автомобили рулятся, скажем так, хотелось бы лучше. В критических ситуациях внедорожник тянет наружу поворота и он не сразу реагирует на подруливание и подгазовывание. От водителей таких автомобилей требуются специальные навыки и отличное ощущение транспортного средства.

Чтобы улучшить управляемость, стали устанавливать межосевые самоблокирующиеся дифференциалы с системой принудительной блокировки. Разные автопроизводители применяли различные решения: некоторые дифференциал типа Torsen, кто-то вискомуфту, но задача для всех едина – улучшение управляемости автомобиля, а для этого нужна частичная блокировка дифференциала.

Если начинает буксовать одна из осей, самоблокировочный механизм срабатывает, и дифференциал не влияет на вторую ось, на которую крутящий момент продолжает поступать. Ряд автомобилей оборудовался ещё механизмом самоблокировки дифференциала заднего моста, что положительно влияло на остроту управления.

Среди автомобилей с постоянным полным приводом можно выделить Toyota Land Cruiser 100, 105, Land Cruiser Prado, Land Rover Discovery, Land Rover Defender, Lada 4x4.

Автоматически подключаемый полный привод Torque on-demand (AWD)

Время и пытливые умы автомобильных инженеров сделали своё дело, развив систему полного привода в нечто новое с внедрением электронно-управляемых систем с перераспределением и перебрасыванием крутящего момента. В итоге появились системы стабилизации и курсовой устойчивости, антипробуксовочные системы, а также системы, распределяющие крутящий момент. Все они реализуются при помощи задействованной электроники. Чем дороже стоимость автомобиля и современней его начинка, тем более сложные схемы на неё применяются.

Это и слежение за углом рулевого поворота, кузовных кренов и скорости, вплоть до того, как часто колеблются колёса за определённый промежуток пути. Автомобиль осуществляет максимально полный сбор информации о своём поведении во время движения. ЭБУ обрабатывает её и регулирует передачу крутящего момента между осями посредством электронно-управляемой муфты, которая сменила дифференциал. На современных спортивных автомобилях данное изобретение стало весьма достойным внимания.

На сегодняшний день электронные системы можно назвать почти идеальными в своём поведении. Стоит только производителям добавить несколько новых датчиков и параметров, благодаря которым система работает на опережение.

Но и здесь есть свои нюансы использования: данный тип полноприводной трансмиссии подходит для эксплуатации только на асфальтных трассах с редкими вкраплениями символического бездорожья, грунтовки, например. В основном, электронные муфты при пробуксовке на бездорожье начинают сильно греться и выходить из строя. И для этого не нужно часами бороздить танковые колеи, хватит и десяти минут буксования на льду. А если же её перегревать систематически, тогда поломки не избежать, как и дорогостоящего ремонта.

Чем «круче» система, тем более подвержена она поломкам. Так что выбирать автомобиль нужно с умом, определив для себя, по каким трассам вы будете его катать. Не вдавайтесь в крайности: если внедорожник, то только в лес и в деревню, а если легковушка, то только по городу. Предостаточно автомобилей из данного сегмента, которые универсальны в своих ездовых характеристиках. Но и без фанатизма тоже. На легковом автомобиле можно, конечно, выехать на просёлочную дорогу, но на каком и на какую – это уже другой вопрос.

Если на одном из датчиков ABS оборвётся проводок, то вся система разом выйдет из строя и не будет получать информацию снаружи. Или бензин залили не лучшего качества – и всё, пониженная передача не включается, впереди поездка в автосервис. А может случиться, что электроника поставит автомобиль в сервисный режим, полностью отключив все системы её жизнедеятельности.

Среди данных автомобилей стоит выделить Kia Sportage (после 2004 г.в.), Cadillac Escalade, Nissan Murano, Nissan X-Trail, Ford Explorer, Toyota RAV4 (после 2006 г.в.), Land Rover Freelander, Mitsubishi Outlander XL.

Многорежимный (Selectable 4wd)

Данная система, пожалуй, самая многофункциональная по отношению к полному приводу со своими разнообразными манипуляциями: её можно задействовать вручную или автоматически, а также принудительно отключить задний или передний мосты. Использование системы Selectable 4wd не повышает топливный расход. Лидером по топливному перерасходу выступают упомянутые у нас в начале автомобили с part-time.

Особняком стоят некоторые автомобили с селективной трансмиссией, которую можно назвать постоянным полным приводом, с возможностью принудительно отключить передний мост. На таких автомобилях трансмиссия сочетает в себе part-time и full-time. Среди них Mitsubishi Pajero, Nissan Pathfinder, Jeep Grand Cherookee.

В «паджерике», например, можно выбрать один из нескольких режимов трансмиссии: 2WD, 4WD с автоматической блокировкой центрального дифференциала, 4WD с жесткой блокировкой дифференциала или пониженную передачу. Как видно, здесь можно найти отсылки ко всем вышеуказанным системам полного привода.

У некоторых переднеприводных легковушек может иметься ведущая задняя ось. В корпус главной передачи вмонтирован небольшой электромотор, который подключается по желанию водителя – система e-4WD. Электромотор питается от автомобильного генератора. Такая система улучшает управляемость машиной на трассе в ливень, а также помогает с уверенностью проходить заснеженные, обледенелые и грязные участки пути. Яркими представителем автомобилей с данной системой является последние модели BMW.

Мы пытались расставить все точки над i в вопросе, все ли внедорожники годны для бездорожья. Теперь рассмотрим тему более детально.

С первого взгляда все просто: у полноприводной машины крутящий момент передается от двигателя сразу на все четыре колеса . Такой автомобиль удобен как минимум неприхотливостью к качеству дорожного покрытия - будь то грунтовка, гололедица, мокрая глинистая проселочная дорога или центральный проспект в сильный ливень. Из очевидных плюсов - хорошая проходимость вне дорог с твердым покрытием, а на асфальте - хорошая динамика и отличный старт со светофоров практически без пробуксовки!

Однако иногда случаются казусы - сидит человек во внушительном внедорожнике со стильным шильдом «4WD» на блестящем крыле, но и сам внедорожник «сидит». Конечно, причин тому может быть масса, и самая распространенная из них - сам водитель. Хотя нередко бывает и так, что трансмиссия автомобиля совсем не рассчитана на такие испытания.

Возникают логические вопросы: «Почему не рассчитана?», «А какая рассчитана?». Ответам на эти вопросы и посвящается наша статья.

Существует три типа полноприводных трансмиссий: part-time (подключаемый вручную), full-time (постоянный) и torque on-demand (подключаемый электроникой).

Part-time

Этот тип появился первым. Он представляет собой схему жесткого подключения переднего моста. То есть передние и задние колеса всегда крутятся с одинаковой скоростью. Межосевой дифференциал отсутствует.

Дифференциал - это механическое устройство, которое принимает крутящий момент с приводного вала и распределяет его между ведущими колесами пропорционально, автоматически компенсируя разницу в их скорости вращения. Можно сказать, что дифференциал направляет момент на ведущие колеса, позволяя им вращаться с разными/дифференцированными угловыми скоростями (отсюда само название - дифференциал).

Дифференциалы стоят в переднем и заднем мостах на всех автомобилях, оснащенных полным приводом. На некоторых машинах дифференциал применен и в раздаточной коробке (эта схема полного привода называется full-time, о ней речь пойдет чуть позже).

Попробуем разобраться, зачем нужен дифференциал. Колеса любой машины вращаются с одинаковой скоростью, только когда машина едет прямо. Стоит ей начать поворот, как каждое из колес начинает жить своей жизнью. Одно из колес каждого моста начинает крутиться быстрее, чем второе, а сами мосты соревнуются друг с другом в скорости. Происходит это из-за того, что колеса идут по разным траекториям. То, которое снаружи поворота, проходит больший путь, чем то, которое внутри. Так же и мосты. Соответственно, внутреннее колесо (или ось, к которой оно относится), если бы не дифференциал, просто проворачивалось бы на месте, компенсируя движение наружного колеса.

Понятно, что ни о какой езде с большими скоростями в таком случае говорить нельзя. Не позволит этого отсутствие управляемости, да и нагрузки на трансмиссию быстро выведут ее из строя, не говоря уже о преждевременно стертых шинах. Дифференциал как раз и позволяет одной оси обгонять другую при возникновении разницы их скоростей.

Межосевого дифференциала нет у part-time, момент на оси передается поровну, вращение осей с разными скоростями невозможно, поэтому езда с подключенным «передком» на дорогах с твердым покрытием крайне не рекомендуется. При коротком прямолинейном движении даже на пониженной передаче ничего плохого не случится (вытащить телегу с катером из озера вы сможете). Но при попытке совершить поворот возникает та самая разница в длинах путей мостов. Помним, что момент передается одинаково - 50/50, и выход его излишка только один: проскальзывание колес передней либо задней оси на одной из них.

В грязи, на песке или гравии ничто не мешает колесам при необходимости проскальзывать благодаря слабому сцеплению колес с грунтом. Но на асфальте в сухую погоду выход этой мощности реализуется точно таким же образом, что влечет повышенную нагрузку на трансмиссию, быстрый износ резины, ухудшение управляемости и курсовой устойчивости на высоких скоростях.

Если машина нужна в основном для бездорожья, а на асфальте полный привод использовать не планируется, part-time вполне себя оправдает, так как один из мостов подключается сразу жестко, блокировать ничего не нужно. Да и конструкция проще и надежнее: нет дифференциала и блокировок, нет механических или электрических приводов к этим блокировкам, нет лишней пневматики или гидравлики.

А вот если вы просто хотите преспокойно кататься по асфальту в любое ненастье и не переживать по поводу чередующихся обледенелых и чистых асфальтовых участков, снежных заносов, залитых водой полос или любых других скользко-рыхло-неприятных участков, part-time не лучший вариант: если ехать с постоянно включенным передним мостом, то это грозит повреждениями или износом, включать-выключать мост не очень удобно, да и можно не успеть его включить.

Автомобили с таким типом полного привода: Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Nissan Navara, Ford Ranger, Mazda BT-50, Nissan NP300, Suzuki Vitara, Suzuki Jimni, Great Wall Hover, Jeep Wrangler, UAZ.

Full-time

Имеющиеся недостатки подключаемого полного привода привели к созданию постоянного полного привода, лишенного этих проблем. Это то самое заветное «4WD» безо всяких «если»: четыре ведущих колеса со свободным межосевым дифференциалом, который позволяет образовавшейся лишней мощности выходить за счет прокручивания одного из внутренних сателлитов в редукторе, и машина всегда едет на полном приводе.

Основной нюанс этого типа полного привода состоит в том, что пробуксовка одной оси автоматически отключает вторую ось, и машина превращается в недвижимость. Как это понимать? В целом ситуация такова: одно колесо забуксовало, межколесный дифференциал отключил второе колесо оси. Соответственно, вторая ось тоже автоматически отключается межосевым дифференциалом. Конечно, в реальной жизни так молниеносно остановка не происходит. Движение - это динамика, а значит есть какой-то запас хода, инерция, колесо на миг отключается, проскакивает пару метров по инерции и опять включается. Но в результате машина все равно где-то встанет.

Поэтому, чтобы проходимость внедорожника не ухудшалась, у таких автомобилей зачастую имеется как минимум одна принудительная блокировка (межосевого дифференциала), а как максимум - две. Блокировка в передний дифференциал штатно устанавливается достаточно редко. Но при желании ее чаще всего можно установить отдельно.

В отдельную категорию можно выделить автомобили Mitsubishi Pajero (трансмиссия Super Select 4WD), Jeep Grand Cherokee (SelecTrac), Nissan Pathfinder (All-mode 4WD), Land Rover (Terrain Responce). Их селективную трансмиссию можно назвать системой постоянного полного привода (автоматически подключаемого в случае с Nissan Pathfinder) с возможностью принудительного отключения переднего моста. То есть на этих машинах трансмиссия, скажем так, сочетает в себе part-time и full-time.

К автомобилям с постоянным полным приводом относятся Toyota Land Cruiser 100, 105, Land Cruiser Prado, Land Rover Discovery, Land Rover Defender, Lada 4x4.

Постоянный полный привод в своем классическом исполнении тоже не лишен недостатков при езде на асфальте. Управляемость таких машин оставляет желать лучшего. При возникновении критических ситуаций внедорожник стремится соскользнуть наружу поворота, вяло реагируя на работу рулем и газом. От водителя внедорожника с постоянным полным приводом требуют некоторых навыков и хорошего чувства машины.

Для улучшения управляемости со временем стали применять межосевые дифференциалы, имеющие кроме принудительной блокировки еще и механизм самоблокирования. Разные производители использовали разные решения: кто-то дифференциал типа Torsen, кто-то вискомуфту, но задача у них была одна - частичная блокировка межосевого дифференциала для лучшей управляемости.

В момент пробуксовки одной из осей самоблок срабатывает и не позволяет дифференциалу отключить вторую ось, поэтому момент на нее все равно продолжал поступать. На ряде машин самоблокирующийся дифференциал ставился еще и на заднем мосту, что делало машину более острой на руль (например, Mitsubishi Pajero).

Torque on-demand (AWD)

Дальнейшее совершенствование постоянного полного привода привело к появлению электронно-управляемых систем с переброской и перераспределением крутящего момента.

Итогом всей этой эволюции стали системы курсовой устойчивости, стабилизации, противобуксовочные и системы распределения крутящего момента, которые реализуются с помощью электроники. Эти системы получают сигналы с датчиков ABS, которые контролируют скорость каждого конкретного колеса. Чем дороже и современней машина, тем более сложные схемы на ней могут применяться: отслеживания угла поворота руля, кренов кузова машины, ее скорости, вплоть до частоты колебаний колес. Машина полностью собирает всю информацию о своем поведении на дороге, а компьютер ее обрабатывает и, исходя из этого, регулирует передачу крутящего момента на ту или иную ось посредством электронно-управляемой муфты, пришедшей на смену дифференциалу.

Такие полноприводные трансмиссии получили название torque on-demand (дословно - крутящий момент по требованию). На современных скоростных машинах это изобретение, весьма заслуживающее внимания.

Ранние схемы (двадцатилетней давности) иногда могли вести себя не совсем адекватно, бывали случаи с сильным запаздыванием срабатывания муфт (когда уже в повороте вдруг резко подключался второй мост), поскольку на первом этапе развития муфты работали по факту. Скорость обработки сигналов с датчиков и перераспределение момента зависели от времени прохода этих сигналов до мозга машины. Современные технологии передачи данных, оптоволокно и мощные процессоры, которые мгновенно обрабатывают информацию - все это свело на нет первоначальные недостатки. Сейчас электронные системы практически не имеют серьезных изъянов в поведении, с добавлением новых датчиков и новых параметров практически всегда они работают на опережение.

Но есть одно «но»: такой тип полноприводной трансмиссии годится только для эксплуатации на асфальте с эпизодическим минимальным бездорожьем наподобие в меру разбитой грунтовки.

Большая часть электронных муфт не рассчитаны на бездорожье, при пробуксовке они перегреваются и просто перестают работать. Причем для этого не надо полдня месить колею, может хватить и десяти минут любимого многими ледового дрифта. А если перегревать ее регулярно, она может и вовсе выйти из строя.

Практически все системы используют тормозные механизмы машины для подтормаживания буксующих колес, а грязь и песок, неизбежные на бездорожье, очень способствуют быстрому износу колодок и тормозных дисков, что помимо стоимости новых запчастей плохо сказывается и на самих тормозах.

Чем более наворочена система, тем она более уязвима, так что выбирать машину надо с умом, отдавая себе отчет, что даже сугубо городские автомобили, созданные для асфальта, вполне допускают съезды на проселки. Но надо понимать, на какие именно. Случайный обрыв одного проводочка датчика ABS выведет систему из строя, потому что она перестанет получать информацию извне. Или топливо не очень качественное попадется - тоже поездка в сервис, ведь «понижайка» уже может не включиться. Иные «электронные мозги» могут вообще отключить машину и поставить ее в сервисный режим.

Автомобили с torque on-demand - Cadillac Escalade, Ford Explorer, Land Rover Freelander, Toyota RAV4 (после 2006 г.в.), Kia Sportage (после 2004 г.в.), Mitsubishi Outlander XL, Nissan Murano, Nissan X-Trail.

В заключение хочется дать простой совет: если выбирать автомобиль только для бездорожья, то part-time станет отличным вариантом. Если же речь идет о перемещениях преимущественно в городской черте, то и AWD будет вполне достаточно. Ну а постоянный полный хорош в любой ситуации.

Полный привод – конструкция автомобильной трансмиссии, которая передает крутящий момент создаваемый двигателем на все колеса. Поначалу такая система использовалась только для вездеходных внедорожников. Но, начиная с 80-х годов прошлого века, стала широко использоваться многими производителями для улучшения дорожных характеристик выпускаемых автомобилей.

Основными преимуществами полноприводной трансмиссии являются:

• Лучшее сцепление на скользкой дороге.
• Повышается эффективность работы двигателя.
• Разгон происходит быстрее.
• Значительно улучшаются характеристики управляемости.
• Повышенная проходимость.

Главным недостатком таких трансмиссий является сложность конструкции, которая тянет за собой высокую базовую стоимость и стоимость ремонта. Кроме того, она ведет к некоторому увеличению потребления топлива автомобилем.

По принципу функционирования системы полного привода распределяются на:

1. Постоянный полный привод.
2. Полный привод с автоматическим подключением.
3. Полный привод с ручным подключением.

Постоянный полный привод

Система, работающая по принципу постоянного полного привода, состоит из следующих конструктивных элементов:

• Коробка передач.
• Раздаточная коробка.
• Межосевой дифференциал.
• Сцепление.
• Карданные передачи осей.
• Главные передачи осей.
• Межколесные дифференциалы.
• Полуоси колес.

Такая конструкция трансмиссии может применяться вне зависимости от расположения двигателя и коробки передач (компоновки). Главные отличия подобных систем между собой вызваны применением различных типов карданных передач и раздаточной коробки.

Принцип работы:

От двигателя крутящий момент передается на раздаточную коробку. В коробке с помощью межосевого дифференциала происходит его распределение между передней и задней осью автомобиля. Так, сначала момент передается на карданный вал, через который переносится на шестерни главной передачи и межколесные дифференциалы. Через полуоси дифференциалы передают крутящий момент на колеса. В случае неравномерного движения колес, вызванного входом в поворот или выездом на скользкую поверхность, осуществляется блокировка межосевого и межколесного дифференциала.

Наиболее известными конструкциями трансмиссий с постоянным полным приводом являются система Quattro от Audi, xDrive от BMW, 4Matic от Mercedes.

Quattro стала первым серийным аналогом трансмиссии с постоянным полным приводом для седанов. Она появилась в 1980 году. Данная система разработана для установки при продольном расположении двигателя. После нескольких модернизаций широко используется в современных моделях Audi.

Система xDrive была разработана концерном BMW для использования в собственных спортивных внедорожниках и легковых автомобилях. Она появилась в 1985 году. В последней модернизации в xDrive интегрировали несколько современных систем, что превратило ее в активную трансмиссию.

4Matic – полноприводная трансмиссия, разработанная Mercedes. Она была представлена в 1986 году. В наше время устанавливается на нескольких моделях легковых автомобилях немецкого производителя. Отличительной чертой является возможность использования только в совместительстве с автоматической коробкой передач.

Полный привод подключаемый автоматически

Стандартно, подобная система состоит из следующих элементов:

• Коробка передач.
• Сцепление.
• Главная передача передней ведущей оси.
• Раздаточная коробка.
• Главная передача задней ведущей оси.
• Карданная передача.
• Межколесный дифференциал передней оси.
• Муфта подключения заднего привода.
• Межколесный дифференциал задней оси.
• Полуоси.

Трансмиссия с подключаемым полным приводом является самой популярной среди всех полноприводных систем. Практически каждый производитель имеет модель, использующую подобную конструкцию. Она прекрасно подходит для использования на легковых автомобилях, так как способна обеспечить полный привод, когда это нужно, но стоит гораздо дешевле трансмиссии с постоянным полным приводом.

Принцип работы:

Система с подключаемым полным приводом приводится в действие, когда происходит проскальзывание колес передней оси. В нормальном состоянии, крутящий момент от двигателя передается на главную ось через сцепление, коробку передач и дифференциал. Кроме того, через раздаточную коробку момент передается на главный элемент управления данной системы – фрикционную муфту. При обычном прямолинейном движении муфта передает лишь 10% момента на заднюю ось, а давление в ней остается минимальным. В случае проскальзывания колес передней оси, давление в муфте повышается, и она переносит момент от двигателя на заднюю ось. В зависимости от интенсивности проскальзывания передних колес, степень передачи крутящего момента на заднюю ось может изменяться.

Самой известной трансмиссией с подключаемым полным приводом является разработанная Volkswagen система 4Motion. Она применяется в конструкциях автомобилей концерна с 1998 года. В последней версии 4Motion в качестве рабочего элемента используется муфта Haldex.

Полный привод подключаемый вручную

В классическом варианте система имеет практически ту же конструкция, что и трансмиссия с постоянным полным приводом.

• Коробка передач.
• Раздаточная коробка.
• Сцепление.
• Карданные передачи осей.
• Главные передачи осей.
• Межколесные дифференциалы.
• Полуоси колес.

В современных автомобилях такой вид трансмиссии не применяется. Данная система имеет очень низкий показатель КПД. Единственное ее преимущество, она обеспечивает распределение крутящего момента между осями в соотношении 50 на 50, что недоступно при любом другом виде трансмиссии. Поэтому она считается идеальной для мощных внедорожников.

Принцип работы:

Принцип работы трансмиссии с ручным подключением полного привода аналогичен системе с постоянным полным приводом. Единственное, управление раздаточной коробкой ведется прямо из салона автомобиля с помощью специального рычага.

Один из самых серьезных недостатков системы – невозможность ее использования на длительном промежутке времени. Это значит, что ее можно подключать временно при попадании на скользкую или мокрую поверхность, но затем следует сразу же отключать. Длительное использование такой трансмиссии приводит к увеличению вибрации, шума и расхода топлива.

Так в чем разница привода на четыре колеса и привода на все колеса? Есть ли она вообще и какой системе полного привода лучше отдать предпочтение? Ответ на этот вопрос окажется гораздо сложнее, чем можно было бы ожидать. Являются ли системы подключаемыми, постоянно работающими или они включаются принудительно при необходимости? Подключаются по факту совершения определенных факторов или включаются предварительно в автоматическом режиме? Используется ли в них гидравлическое сцепление, электромагнитное сцепление или совершенно другая система? Включаются ли они при помощи рычагов, поворотом диска, нажатием кнопки или же просто волшебным образом начинают работать, когда это необходимо? Чтобы ответить на эти вопросы, каждой системы по отдельности на примере зарубежного опыта создания подобных приводов.

В конце 80-х годов, полноприводные автомобили отличались простотой механизмов, высокой надежностью и являлись сугубо утилитарными средствами передвижения. Часто на них ездили охотники, фермеры и погонщики скота. Эти люди не были белоручками и могли в любых условиях и в любой непролазной грязи незатейливо подключить хабы, чтобы активировать передний мост. Однако со временем и среди городского населения, которое уже не желало купаться по колено в грязи и пачкаться почем зря, полноприводная братия начала свое эволюционное развитие в направлении демократизации и доступности систем полного привода, дав возможность простым неподготовленным людям пользоваться всеми преимуществами полноприводных систем.

Забавно это слышать, особенно учитывая исконное предназначение подобных систем и автомобилей, комплектовавшихся ими.

История

Системы полного привода на автомобилях были придуманы не вчера. Их истоки уходят корнями в позапрошлый век.

В 1893 году английский инженер-изобретатель Брама Джозеф Диплок сконструировал и применил систему полного привода для трактора-тягача. Конструкция даже по современным меркам вызывающая уважение, в те годы была верхом инженерного искусства. Бездорожье трактор-вездеход покорял, используя три дифференциала и полноприводную систему .

Первым полноприводным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания стал Spyker 60 HP, который создали братья из Голландии- Якобус и Хэндрик-Ян Спайкер, в качестве двухместного спортивного автомобиля для гонок вверх по горам (для хилл-клаймбинга). Эта важная веха в развитии систем полного привода произошла в 1903 году.

Потом был немецкий, неказистый на вид Dernburg-Wagen, построенный Daimler-Motoren -Gesellschaft. За ним последовала целая плеяда различных прототипов и поисков надежной, неприхотливой и оптимальной конструкции.

В предвоенные годы, перед Второй мировой войной, Mercedes-Benz, в сотрудничестве с , работали над . Попытки вознаграждались созданием необычных и уникальных автомобилей. Но настоящую, заслуженную славу получил другой легендарный автомобиль военных лет, пришедший с другого континента, который бок о бок прошел военными путями с нашими дедами по непролазным разбомбленным дорогам Брянщины, Подмосковья, Беларуси, Польши и наконец самой Германии, - .

Система управления полным приводом была проста и эффективна. Одним рычагом джипа включался привод на четыре колеса, другим селектором можно было выбрать повышенные передачи, нейтраль или низкие передачи.

Система полного привода развивалась на протяжении 1950-х и 1960-х годов. Появились внешние блокировки передних ступиц, давшие возможность отключения передней оси для улучшения топливной экономичности и скоростных показателей. В 1963 году семейный полноприводный Jeep Wagoneer обзавелся автоматической коробкой передач. Десять лет спустя на обновленную модель была установлена система Quadra-Trac, первая в отрасли автоматическая система постоянного привода на четыре колеса.

Полный привод переходит на легковые автомобили. Примерно в тоже время, когда американские инженеры развивали «тяжелую артиллерию», пытались привить полноприводную систему на легковые модели. Симбиоз внедорожного привода и легкового кузова был воплощён в Leone. Модель появилась в 1972 году. Ее отличительными особенностями была система с подключаемым полным приводом, неплохо помогавшим владельцам в плохих погодных или дорожных условиях.

В 1980 году АМС выпускает модель Eagle установивший эталон среди полноприводных пассажирских автомобилей тех лет. Модель была оборудована постоянным автоматическим приводом на все колеса. В то же время появляется настоящая легенда, первенец с постоянным приводом на все колеса впервые использовавшимся не для улучшения внедорожных качеств, а для улучшения сцепления на дороге, управляемости и производительности в спорте.

1983 год. На Jeep появляется новая система Select-Trac. С этих пор Джипы могли ездить в полноприводном варианте на большой скорости по обычным дорогам без разрушительных последствий для раздатки. В следующем году, на новом была представлена более совершенная система подключаемого полного привода Command-Trac, которая позволила подключать передний мост на ходу.

Начиная с середины 90-х годов, почти каждый автопроизводитель в США начал создавать (спортивные утилитарные автомобили). Делались они незатейливо, бралась рамная основа пикапа и механический привод 4WD. Технически внутренности оставались архаичными, но работали они в новом модном кузове.

Сенсационная популярность внедорожников заставила многих автопроизводителей пойти на поводу у маркетологов и потребителей. Кузова стали делать несущими, от рамной конструкции постепенно начали отказываться. Появился , быстро развивающийся и завоевывавший все новые сегменты рынка. В их среде начинают превалировать AWD системы*.

*Привод на все колеса (All-wheel drive, AWD) способный передавать мощность между обеих осей, а также от колеса к колесу. Гораздо более удобная автоматизированная система полного привода, дающая почти все те же преимущества, что и классическая 4WD, но с меньшим количеством неудобств для повседневного использования. Впрочем, за удобства приходится платить меньшей надежностью привода.

4WD

Системы 4WD привода, как правило, предназначены для использования . На автомобилях с данной системой присутствует набор низкого диапазона передач, а также ручная или автоматическая раздаточная коробка.

Автомобили с 4WD часто можно отличить по специальным атрибутам: более высокому дорожному просвету (на дорогих вариантах внедорожников речь может идти о регулируемой по высоте подвеске), хорошие углы проходимости, они же углы въезда спереди и съезда- сзади, что дает возможность подниматься и спускаться с уклонов и переезжать через препятствия.

На вездеходах устанавливаются усиленные системы подвески и дополнительные системы увеличения тяги, такие как блокировки дифференциала, системы помощи при езде по бездорожью (у современных внедорожников Toyota) и трогание в гору с места, а также отключаемые стабилизаторы поперечной устойчивости.

У некоторых систем 4WD, к примеру, как на Gelandwagen, дополнительно блокируется еще и центральный , что значительно увеличивает шансы преодоления серьезного бездорожья.

Дифференциалами можно управлять через электронику, механически или при помощи гидравлики.

4WD полноприводные системы можно было обнаружить почти на всех внедорожниках прошлого. До сих пор многие производители пикапов еще используют модели 4WD, однако тенденция такова, что они становятся все более и более редкими. Даже некогда брутальные военные модели переходят на мэйнстримовый AWD! Поэтому прародительницу современных полноприводных систем можно считать вымирающим видом.

AWD

All-wheel drive представляет собой тип полного привода, при котором посылаются на обе оси, перераспределяя крутящий момент от оси или колеса с меньшей тягой к колесу с большей. AWD системы разработаны для повышения сцепления на дороге/грунте и росту производительности во всепогодных условиях, а также росту возможностей автомбиля на легком или среднем бездорожье.

Одна из наиболее распространенных AWD установок включает в себя дифференциал между передними и задними приводными валами, наподобие некоторых систем 4WD прошлых лет. На некоторых автомобилях используется постоянный полный привод, который непрерывно передает мощность на все четыре колеса, в то время как на других авто, одна из осей подключается при необходимости. В таких случаях кроссовер или легковой автомобиль повышенной проходимости (типа ) ездит на моноприводе.

Нужный крутящий момент на оси часто достигается за счет использования электронно управляемых контролем тяги тормозов, когда система полного привода обнаруживает проскальзывание колес или видит разницу в скорости их вращения колес, срабатывают тормоза и происходит контролируемое распределение крутящего момента. Почти все современные системы полного привода работают без вмешательства водителя, они контролируется бесконечной цепью компьютерных кодов, используя очень сложные алгоритмы, которые следят за рулевым управление, дроссельной заслонкой и тормозными механизмами. Цель все этого технологического награмождения, единственная- улучшить сцепление с дорогой.

Система полного привода DYNAMAX на новом имеет все это и даже больше, например, у нее установлены датчики, которые считывают дорогу впереди автомобиля, превентивно определяя участки со льдом, ямами или водой.

Могут ли системы полного привода 4WD и AWD сосуществовать в современных условиях?

Автомобили с полным приводом продолжают становиться популярнее; главный аргумент апологетов переднего или заднего приводов, топливная экономичность, со временем уходит на второй план, меркнет на фоне открывающихся преимуществ в управляемости и безопасности.

Некоторым покупателям по-прежнему необходимы преимущества, которые обеспечивает тип привода 4WD, такие как более широкий спектр возможностей для буксировки и перевозки тяжелых грузов, использование автомобиля на крутых уклонах или на пересеченной местности, но для большинства потребителей именно AWD система обеспечивает наибольшую выгоду и низкую стоимость.

Как будет выглядеть система AWD в будущем? Возможно, это будут отдельные , созданные по типу и подобию автомобиля, созданного гениальным Фердинандом Порше еще в 1899 году? Возможно когда-нибудь, но не сейчас.

Конструкция трансмиссии полноприводного автомобиля предусматривает возможность передачи крутящего момента на все четыре колеса. Различные схемы позволяют реализовать весь заложенный потенциал мощности, управляемости и активной безопасности автомобиля в зависимости от его назначения. Полноприводная трансмиссия может обозначаться аббревиатурой 4х4, 4wd или AWD.

Преимущества полного привода

Преимущества автомобиля, оснащенного полноприводной трансмиссией, легко понять исходя из недостатков моноприводного автомобиля, у которого привод осуществляется лишь на одну ось (переднюю или заднюю), т.е ведущие колеса либо передние, либо задние.

Полноприводный автомобиль на бездорожье

Применение свободных на основной массе бюджетных авто в сложных дорожных условиях делает ведущим фактически одно колесо, обладающее худшим сцеплением с поверхностью дороги. Это особенность работы дифференциала. И даже если у обоих колес достаточное сцепление с дорогой, чрезмерная подача мощности часто приводит к их пробуксовке, потере управления или застреванию автомобиля. Это минусы монопривода, которые особенно видны на скользком дорожном покрытии и бездорожье. В целях устранения указанных недостатков производители используют самоблокирующиеся межколесные дифференциалы.

Однако оптимальное решение — сделать ведущими все колеса, усовершенствовав и дополнив конструкцию трансмиссии необходимыми компонентами. Полный привод обеспечивает автомобилю следующие преимущества:

1. повышенная проходимость;
2. улучшенное сцепление с дорогой при старте на скользком покрытии;
3. курсовая устойчивость и предсказуемое поведение на скользкой дороге.

Элементы полноприводной трансмиссии

Полноприводная трансмиссия

Полноприводная трансмиссия автомобиля состоит из следующих основных элементов:

• механическая или автоматическая коробка передач;
• раздаточная коробка или многодисковая муфта;
• межосевой дифференциал;
• карданная передача;
• задний и передний дифференциалы;
• элементы управления.

Виды полного привода

Постоянный полный привод

Постоянный полный привод 4х4 – вид привода, при котором крутящий момент распределяется от двигателя одновременно на все колеса. Такой привод может использоваться на разных классах автомобилей с продольной или поперечной схемой расположения двигателя. Для оптимального распределения крутящего момента современные системы полного привода снабжены самоблокирующимися дифференциалами с возможностью распределения мощности по осям в разных соотношениях.

Элементы постоянного полного привода системы Quattro

Электроника координирует работу системы, получая сигналы от датчиков скорости вращения колес, и моментально изменяет соотношение мощности в зависимости от дорожных условий и характера движения. Данный тип полного привода является наиболее прогрессивной системой, обеспечивающей лучшую активную безопасность и динамику вождения.

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

Фирменный постоянный полный привод на все колеса используют в своих автомобилях такие производители, как Audi (), BMW (), Mercedes () и другие.

Принудительно подключаемый

Для автомобилей повышенной проходимости оптимальный способ реализации полного привода – принудительно подключаемый. Он устроен по стандартной схеме, отсутствует лишь центральный дифференциал. Ведущая ось — задняя, подключаемая — передняя. Крутящий момент на переднюю ось передается посредством раздаточной коробки, которая управляется вручную.

Схема и элементы подключаемого полного привода

Водитель самостоятельно включает привод всех колес посредством рычагов или кнопок управления перед преодолением сложного участка или, например, бездорожья. Включение раздаточной коробки обеспечивает жесткую связь между осями и распределение крутящего момента в равном соотношении. На приборной панели загорается индикатор полного привода. Часто в конструкции дополнительно предусмотрена возможность жесткой блокировки межколесных дифференциалов, а также использование повышенной и пониженной передач.

При включенном полном приводе элементы трансмиссии испытывают сильные нагрузки, управляемость автомобиля значительно ухудшается. В нормальных условиях движения отключается, и индикатор полного привода гаснет, движение продолжается с задней ведущей осью. Трансмиссия освобождается, что обеспечивает продление ее ресурса и снижение расхода топлива. Принудительно подключаемый полный привод применяется, в основном, на внедорожниках. Например, на Toyota Land Cruiser и Land Rover Defender.

Автоматически подключаемый

Схема автоматически подключаемого полного привода

Схема автоматически подключаемого полного привода разработана с учетом возможности моментального подключения второй оси к ведущей. Основной привод — задний или передний. При фиксации разности вращения колес фрикционная муфта межосевого дифференциала замыкается по команде электроники, и мощность начинает передаваться на все колеса. Ряд моделей предусматривает отключаемый режим 4х4, и автомобиль становится моноприводным. Автоматически подключаемая система полного привода 4Motion применяется на моделях автоконцерна Volkswagen.

Применение различных систем полного привода

В зависимости от класса и назначения автомобилей применяются различные виды полного привода, наиболее подходящие по своим рабочим и эксплуатационным характеристикам.

Для автомобилей премиум-класса, где, в первую очередь, имеют значение комфорт, управляемость и безопасность, оптимальный вариант — постоянный полный привод под контролем управляющей электроники. Внедорожники класса «люкс» комбинируют постоянный полный привод и принудительно подключаемый полный привод с возможностью жесткой блокировки дифференциалов. Работу системы полного привода контролирует и регулирует электроника. В случае необходимости водитель включает жесткую блокировку, если, например, нужно выехать из грязи.