Дивно, але факт - дуже багато автовласників зовсім не розуміються на типах повнопривідних трансмісій. А ситуацію посилюють автомобільні журналісти, які самі важко розбираються в типах приводів і тому, як вони працюють.

Найсерйозніша помилка полягає в тому, що багато хто досі вважає, що правильний повний привід повинен бути обов'язково постійним, і категорично відкидають системи повного приводу, що автоматично підключається. При цьому повний привід, що автоматично підключається, буває двох типів, що розділяється за характером роботи: реактивні системи (що включаються за фактом пробуксовки провідної осі) і превентивні (у яких передача моменту на обидві осі активується по сигналу від педалі газу).

Я розповім про основні варіанти повнопривідних трансмісій і покажу, що за електронно-керованими повнопривідними трансмісіями майбутнє.

Усі приблизно уявляють як влаштована трансмісія автомобіля. Вона призначена для передачі моменту, що крутить, від колінчастого валу двигуна на провідні колеса. У трансмісію входить зчеплення, коробка передач, головна передача, диференціал та приводні вали (кардан та півосі). Найважливішим пристроєм у трансмісії є диференціал. Він розподіляє крутний момент, що підводиться до нього, між приводними валами (напівосями) провідних коліс і дозволяє їм обертатися з різною швидкістю.

Для чого це потрібно? Під час руху, зокрема при поворотах, кожне колесо автомобіля рухається індивідуальною траєкторією. Отже, всі колеса автомобіля в поворотах обертаються з різною швидкістю і проходять різні відстані. Відсутність диференціала і жорсткий зв'язок між колесами однієї осі призведе до підвищеного навантаження на трансмісію, нездатності автомобіля повертати, не кажучи про такі дрібниці, як знос шин.

Отже, для експлуатації на дорогах з твердим покриттям будь-який автомобіль має бути оснащений одним або декількома диференціалами. Для автомобіля з приводом на одну вісь встановлюється один міжколесний диференціал. А у разі повнопривідного автомобіля необхідно вже три диференціали. По одному на кожній осі, та одного центрального, міжосьового диференціала.

Щоб докладніше зрозуміти принцип роботи диференціала, вкрай рекомендую до перегляду документальне короткометражне кіно Around the Corner, зняте 1937 року. За 70 років у світі не змогли зробити більш просте та зрозуміле відео про роботу диференціала. Навіть не обов'язково знати англійську мову.

Головний недолік, а скоріше особливість роботи вільного диференціала відома всім - якщо на одному з провідних коліс автомобіля буде відсутнє зчеплення (наприклад, на льоду або вивішене на підйомнику), то автомобіль навіть не зрушить з місця. Це колесо вільно обертатиметься з подвоєною швидкістю, тоді як інше залишиться нерухомим. Таким чином, будь-який монопривідний автомобіль можна знерухомити якщо одне колесо провідної осі втратить зчеплення з дорогою.

Якщо ж взяти повнопривідний автомобіль з трьома звичайними (вільними) диференціалами, його потенційна здатність пересуватися у просторі може бути обмежена навіть якщо БУДЬ-ЯКЕ з чотирьох коліс втратить зчеплення з дорогою. Тобто, якщо повнопривідний автомобіль з трьома вільними диференціалами поставити лише одним колесом на ролики/лід/вивісити у повітрі - він не зможе зрушити з місця.

Як зробити так, щоб автомобіль зміг пересуватися у цьому випадку?Дуже просто – необхідно заблокувати один або кілька диференціалів. Але ми пам'ятаємо, що жорстке блокування диференціала (а по суті такий режим прирівнюється до його відсутності) не застосовується до експлуатації автомобіля на дорогах з твердим покриттям через підвищені навантаження на трансмісію та нездатність повертати.

Тому при експлуатації на дорогах з твердим покриттям необхідна змінна ступінь блокування диференціала (мова зараз в одночасному про міжосьовий диференціал) в залежності від умов руху. А ось на бездоріжжі можна пересуватися хоч із повністю заблокованими всіма трьома диференціалами.

Отже, у світі існує три основні типи рішення повного приводу:

Класична повнопривідна трансмісія(у термінології автовиробників позначається як full-time) має три повноцінні диференціали, тому такий автомобіль у будь-яких режимах руху має привід на всі 4 колеса. Але як я вже писав вище, якщо хоч одне з коліс втратить зчеплення з дорогою – автомобіль втратить здатність пересуватися. Отже, такому автомобілю обов'язково потрібне блокування диференціала (повне або часткове). Найпопулярніше рішення, яке практикується на класичних позашляховиках - механічне жорстке блокування міжосьового диференціала з розподілом моменту по осях у пропорції 50:50. Це дозволяє суттєво підвищити прохідність автомобіля, але з жорстко заблокованим міжосьовим диференціалом не можна їздити дорогами з твердим покриттям. Опціонально позашляхові автомобілі можуть мати додаткове блокування заднього міжколесного диференціала.

У трансмісії Full-time присутні три диференціали A,B і С. А part-time міжосьовий диференціал A відсутній і його замінює механізм жорсткого підключення другої осі вручну.

Одночасно з цим з'явився окремий напрямок механічно повного приводу, що підключається(Part-time). У такої схеми повністю відсутня міжосьовий диференціал, але в його місці перебуває механізм підключення другої осі. Така трансмісія зазвичай застосовується на недорогих позашляховиках та пікапах. В результаті на дорогах з твердим покриттям такий автомобіль може експлуатуватися тільки з приводом на одну вісь (зазвичай задню). А для подолання складних ділянок на бездоріжжі водій вручну включає повний привід шляхом жорсткого блокування передньої та задньої осі між собою. В результаті момент передається на обидві осі, але не варто забувати про те, що на кожній осі продовжує залишатися вільний диференціал. Це означає, що при діагональному вивішуванні коліс автомобіль нікуди не поїде. Вирішити цю проблему можна тільки за допомогою блокування одного з міжколесних диференціалів (насамперед заднього), тому деякі моделі позашляховиків мають диференціал, що самоблокується, на задній осі.

І найуніверсальніше і найпопулярніше в даний час рішення - повний привід, що автоматично підключається(A-AWD - Automatic all-wheel drive, що часто позначається просто як AWD). Конструктивно така трансмісія дуже схожа на повний привід (part-time), що підключається, у якої відсутня міжосьовий диференціал, а для підключення другої осі використовується гідравлічна або електромагнітна муфта. Ступінь блокування муфти зазвичай управляється електронікою і існує два механізми роботи: превентивний та реактивний. Про них трохи нижче у подробицях.

У трансмісії міжосьовий диференціал відсутній, із коробки передач виходить два вали, один на передню вісь (зі своїм диференціалом), інший – на задню, до муфти.

Важливо розуміти, що для максимально ефективної повнопривідної трансмісії (незалежно від full-time це або a-awd) потрібна наявність змінного блокування міжосьового диференціала (муфти) залежно від дорожніх умов (про міжколісні диференціали окрема розмова, не в рамках цієї статті) . І тому існує кілька способів. Найпопулярніші з них: в'язкісна муфта, шестерний диференціал, що самоблокується, електронне управління блокуванням.

1. В'язкова муфта (диференціал з такою муфтою називається VLSD - Viscous Limited-slip differential) найпростіший, але при цьому малоефективний спосіб блокування. Це найпростіший механічний пристрій, який передає крутний момент за допомогою в'язкої рідини. У випадку, коли швидкість обертання вхідного і валу виходить муфти починає різнитися, в'язкість рідини всередині муфти починає збільшуватися аж до повного затвердіння. Таким чином відбувається блокування муфти і розподіл моменту, що крутить, порівну між осями. Недоліком в'язкісної муфти є занадто велика інерційність у роботі, це не критично на дорогах з твердим покриттям, але практично унеможливлює її застосування для експлуатації на бездоріжжі. Також істотним недоліком є ​​обмежений термін служби, і як наслідок до пробігу в 100 тисяч кілометрів в'язкісна муфта зазвичай перестає виконувати свої функції і міжосьовий диференціал стає постійно вільним.

В'язкі муфти в даний час іноді застосовують для блокування заднього міжколесного диференціала на позашляховиках, а також як блокування міжосьового диференціала на автомобілях Subaru з механічною коробкою передач. Раніше були випадки застосування в'язкісної муфти для підключення другої осі в системах з повним приводом, що автоматично підключається (автомобілі Toyota), але від них відмовилися через вкрай низьку ефективність.

2. До шестерні самоблокуються диференціалів відноситься відомий диференціал Torsen. Його принцип заснований на властивості черв'ячної або косозуби передачі «заклинювати» при певному співвідношенні крутних моментів на осях. Це дорогий та технічно складний механічний диференціал. Застосовується на дуже великій кількості повнопривідних автомобілів (практично всі моделі Audi з повним приводом) і не має обмежень щодо використання на дорогах з твердим покриттям або бездоріжжям. З недоліків слід мати на увазі, що при повній відсутності опору обертанню на одній із осей - диференціал залишається в розблокованому стані і автомобіль не в змозі зрушити з місця. Саме тому автомобілі з диференціалом Torsen мають серйозну вразливість - при повній відсутності зчеплення на обох колесах однієї осі автомобіль не в змозі зрушити з місця. Саме цей ефект можна побачити у цьому відео. Тому, на нових моделях Audi зараз застосовується диференціал на коронних шестернях з додатковим пакетом фрикціонів.

3. До електронного управління блокуванням відносяться як прості способи пригальмовування колес, що буксують, за допомогою штатної гальмівної системи, так і складні електронні пристрої керуючі ступенем блокування диференціала в залежності від дорожньої обстановки. Їх перевага полягає в тому, що в'язкісна муфта і диференціал Torsen, що самоблокується, є повністю механічними пристроями, без можливості втручання електроніки в їх роботу. А саме електроніка здатна моментально визначати на якому колесі автомобіля потрібно крутний момент і в якій кількості. Для цих цілей використовується комплекс електронних датчиків - датчики обертання на кожному колесі, датчик положення керма та педалі газу, а також акселерометр, що фіксує поздовжні та поперечні прискорення автомобіля.

При цьому хочу зауважити, що система імітації блокування диференціала на основі штатної гальмівної системи найчастіше виявляється не настільки ефективною, ніж безпосереднє блокування диференціала. Зазвичай імітація блокування за допомогою гальмівної системи застосовується замість міжколісного блокування і зараз застосовується навіть на автомобілях з приводом на одну вісь. Прикладом електронно-керованого блокування міжосьового диференціала може бути повнопривідна трансмісія VTD, що застосовується на автомобілях Subaru з п'ятиступінчастою автоматичною коробкою передач, або система DCCD, що застосовується на Subaru Impreza WRX STI, а також Mitsubishi Lancer Evolition з активним центральним диференціалом. Це найдосконаліші повнопривідні трансмісії у світі!

Тепер перейдемо до головного предмета обговорення - трансмісії з повним приводом, що автоматично підключається (a-awd). Технічно найпростіший і недорогий спосіб реалізації повного приводу. У тому числі його перевага полягає у можливості використання поперечного компонування двигуна в моторному відсіку, але існують варіанти його застосування і при поздовжньому розташуванні двигуна (наприклад, BMW xDrive). У такій трансмісії одна з осей є провідною і на неї в звичайних умовах зазвичай припадає більшість крутного моменту. Для автомобілів з поперечним розташуванням двигуна це передня вісь, з поздовжнім відповідно задня.

Головний недолік такого типу трансмісії полягає в тому, що колеса на осі, що підключається, фізично не можуть обертатися швидше, ніж колеса «основної» осі. Тобто для автомобілів, де муфта підключає задню вісь, пропорція розподілу моменту по осях коливається в діапазоні від 0:100 (на користь передньої осі) до 50:50. У випадку, коли "основна" вісь задня (наприклад, система xDrive), часто номінальне співвідношення моменту по осях встановлюють з невеликим зсувом на користь задньої осі, для поліпшення повертання автомобіля (наприклад, 40:60).

Всього існує два механізми роботи повного приводу, що автоматично підключається: реактивний і превентивний.

1. Реактивний алгоритм роботи передбачає блокування муфти, що відповідає за передачу моменту на другу вісь, за фактом пробуксовування коліс на провідній осі. Це посилювалося величезними затримками при підключенні другої осі (зокрема з цієї причини не прижилися в'язкісні муфти в такому типі трансмісії) і призводило до неоднозначної поведінки автомобіля на дорозі. Така схема стала масово застосовується на спочатку передньопривідних автомобілях з поперечним розташуванням двигуна.

У поворотах робота реактивної муфти виглядає так: У нормальних умовах практично весь момент, що крутить, передається на передню вісь, і автомобіль по суті є передньопривідним. Як тільки настає різниця обертання коліс на передній та задній осі (наприклад, у разі зносу передньої осі) міжосьова муфта блокується. Це призводить до раптової появи тяги на задній осі і недостатня повертаність змінюється надмірною. В результаті підключення задньої осі відбувається стабілізація швидкостей обертання передньої та задньої осі (муфта ж заблокувалася) – муфта знову розблокується і автомобіль оновиться передньопривідним!

На бездоріжжі ситуація краще не стає, насправді це звичайний передньопривідний автомобіль, на якому момент включення задньої осі визначається пробуксовкою передніх коліс. Саме з цієї причини багато кросовери з таким типом приводу на бездоріжжя зовсім не здатні рухатися заднім ходом. І на такій трансмісії особливо добре відчувається момент підключення задньої осі. При цьому на дорогах з твердим покриттям автомобіль завжди залишається передньопривідним.

В даний час такий алгоритм роботи повного приводу, що автоматично підключається, використовується рідко, зокрема це кросовери Hyundai/Kia (крім нової системи DynaMax AWD), а також автомобілі Honda (система Dual Pump 4WD). Насправді такий повний привід абсолютно некорисний.

2. Муфта з превентивним блокуванням працює інакше. Її блокування відбувається не за фактом пробуксовування коліс на «основній» осі, а заздалегідь, в той момент, коли потрібна тяга на всіх колесах (швидкість обертання коліс вторинна). Тобто, блокування муфти відбувається в той момент, коли ви натискаєте на газ. Також враховуються такі речі, як кут повороту керма (при сильно вивернуті колеса ступінь блокування муфти знижується, щоб не навантажувати трансмісію).

Запам'ятайте, для підключення задньої осі не потрібне пробуксування передньої!Блокування муфти повного приводу, що автоматично підключається, в першу чергу визначається положенням педалі газу. У звичайних умовах на задню вісь передається близько 5-10% моменту, що крутить, але як тільки ви натискаєте на газ - муфта блокується (аж до повного блокування).

Серйозна помилка, яку вже не перший рік припускаються автомобільні журналісти - не можна плутати алгоритми роботи повного приводу, що автоматично підключається. Система повного приводу, що автоматично підключається, з превентивним блокуванням постійно передає момент на всі 4 колеса! Для неї немає такого поняття, як «раптове підключення задньої осі».

До муфт з превентивним блокуванням відносяться Haldex 4 (моя окрема стаття по темі) і 5 покоління, муфти Nissan/Renault, Subaru, система BMW xDrive, Mercedes-Benz 4Matic (для поперечно встановлених двигунів) і багато інших. У кожної марки свої алгоритми роботи та особливості управління, це слід мати на увазі при порівняльному аналізі.

Так виглядає муфта підключення передньої осі у системі BMW xDrive

Також слід звертати особливу увагу на навички керування автомобілем. Якщо водій не знайомий з принципами керування автомобілем на дорозі і зокрема з тим, як потрібно проходити повороти (я про це зовсім недавно), то з дуже великою ймовірністю він не зможе поставити автомобіль з системою приводу, що автоматично підключається боком, у той час як у Це елементарно вдасться зробити на повнопривідному автомобілі з трьома диференціалами (звідси помилкові висновки, що тільки Subaru може їхати боком). Ну і звичайно не варто забувати, що кількість тяги на осях регулюється педаллю газу і кутом повороту керма (у тому числі, як я вже писав вище – при сильно вивернутих колесах муфта повністю не заблокується).

Схема роботи муфти Haldex 5 покоління, повністю керована електронікою (нагадаю, Haldex 1,2 і 3 поколінь мав у конструкції диференціальний насос, який приводився в дію різницею в обертанні валу, що входить і виходить). Порівняйте з дуже складною конструкцією муфти Haldex 1 покоління.

Крім цього, практично завжди такі системи доповнені електронною імітацією блокування міжколісних диференціалів за допомогою гальмівної системи. Але слід пам'ятати, що вона теж має свої особливості роботи. Зокрема вона працює лише у певному діапазоні оборотів. На низьких оборотах вона не вмикається, щоб не «задушити» двигун, а на високих – щоб не спалити колодки. Тому немає сенсу заганяти тахометр у червону зону та сподіватися на допомогу електроніки, коли автомобіль застряг. Для використання на бездоріжжі системи з гідравлічною муфтою мають більш високу стійкість до перегріву, ніж фрикційні електромагнітні муфти. Зокрема, Land Rover Freelander 2/Range Rover Evoque може бути прикладом автомобіля з повним приводом, що автоматично підключається на основі муфти Haldex 4 покоління і дуже вражаючими здібностями на бездоріжжі.

Що зрештою?Не потрібно боятися систем повного приводу, що автоматично підключається, з превентивним блокуванням. Це універсальне рішення як для дорожньої експлуатації, так і епізодичної експлуатації на бездоріжжі середньої складності. Автомобіль з такою системою повного приводу адекватно керується на дорозі, має нейтральну повертаність і залишається повнопривідним. І не вірте оповіданням про «раптове підключення задньої осі».

Додаток: Дуже важливе для розуміння питання, це розподіл моменту, що крутить, по осях. Рекламні матеріали автовиробників часто вводять в оману та ще більше заплутують у розумінні принципів роботи повнопривідної трансмісії. Перше, що необхідно запам'ятати - момент, що крутить, існує тільки на тих колесах, у яких є зчеплення з поверхнею. Якщо колесо висить у повітрі, то незважаючи на той факт, що воно вільно обертається двигуном, момент, що крутить, на ньому дорівнює НУЛЮ. По-друге, не плутайте відсотки переданого крутного моменту на вісь і пропорцію розподілу крутного моменту по осях. Це важливо для систем повного приводу, що автоматично підключається, т.к. відсутність центрального диференціала лімітує максимально можливий розподіл моменту по осях у співвідношенні 50/50 (тобто фізично неможливо, щоб співвідношення було більше у бік осі, що підключається), але при цьому на кожну вісь може передаватися до 100% крутного моменту. У тому числі і підключається. Це пояснюється тим, що у випадку, якщо на одній осі немає зчеплення, то момент на ній дорівнює нулю. Отже всі 100% моменту будуть на муфтою осі, що підключається, при цьому співвідношення розподілу моменту по осях все одно буде 50/50.

Зараз дуже багато так званих кросоверів мають не зовсім чесний повний привід. Він не постійний, та ще й підключається на дуже короткий час (хочеться відзначити автоматично, що підключається) – добре це чи погано ми обов'язково поговоримо в іншій статті, сьогодні ж я хочу поговорити про «автоматичне підключення» за допомогою «віскомуфти» — а що це таке ви знаєте? Адже цей агрегат зараз дуже затребуваний, але на жаль багато хто просто не уявляє принцип його роботи, хоча ця назва у всіх на слуху. Що ж як завжди я розібрався в темі і постараюся вам докладно розповісти, що це таке і як власне все працює, буде і докладне відео наприкінці, так що читаємо – дивимося…

Заради справедливості хочеться помітити, що вискомуфти застосовуються не тільки в системах повного приводу, але також і в системах охолодження автомобілів і не тільки. Спочатку як завжди визначення.

Віскомуфта (або в'язкісна муфта) - Це автоматичний пристрій для передачі крутного моменту засобами в'язкісних властивостей спеціальних рідин.

Якщо сказати простіше, то момент, що крутить, передається шляхом зміни в'язкості спеціальної рідини в корпусі в'язкісної муфти.

Про рідину всередині

На самому початку мені хочеться розповісти про рідину, яка знаходиться всередині в'язкісної муфти, що це таке і які властивості вона має.

Для початку хочеться сказати, що всередину заливають дилатантну рідину, яка заснована на силіконі. Її властивості дуже цікаві, якщо її сильно не нагрівати і не перемішувати, вона залишається рідкою. А варто її сильно змішати і трохи нагріти, вона згущується і дуже сильно розширюється, стає більше схожою на застиглий клей. Після того як змішування знову стає не суттєвим, вона знову набуває свого початкового агрегатного стану, тобто стає рідкою.

Варто відзначити, що рідина залита на весь термін служби цього вузла і не піддається заміні.

Пристрій та принцип роботи

Якщо хочете, то це дуже схоже на гідротрансформатор автоматичної трансмісії, де момент, що крутить, передається за допомогою тиску масла. Тут теж передача моменту, що крутить, відбувається за рахунок рідини, проте є глобальні відмінності в принципі роботи.

Основних пристроїв віскомуфт всього два:

• Є замкнутий герметичний корпус, в якому один навпроти одного обертаються два турбінні колеса з крильчатками (буває і більше), одне встановлено на провідному валу, інше на веденому. Звичайно ж вони обертаються у нашій дилатантній рідині. Поки вали обертаються синхронно, перемішування рідини практично не відбувається. А варто однієї осі встати, а інший дуже швидко обертатися (пробуксовування коліс), то рідина всередині починає дуже швидко перемішуватися і нагріватися, а значить згущуватися. Таким чином, перша провідна крильчатка, зачіпляється з веденою і починає передаватися момент, що крутить, на другу вісь. Після того, як автомобіль впорався з бездоріжжям, перемішування припиняється і задня вісь автоматично вимикається.

• Друга конструкція має замкнутий корпус. Тільки на ведучому і ведомому валах знаходяться кілька груп плоских дисків. Частина на веденому, частина на ведучому. Вони також обертаються у спеціальній рідині. Поки обертання відбувається рівномірно змішання рідини мінімально і вона рідка, але після того, як одна вісь встає, друга починає буксувати, змішування величезне! Вона не тільки густіє, а й розширюється. Тим самим дуже сильно притискаючи диски один до одного. У результаті, передача моменту, що крутить, — починає обертатися і друга вісь.

Віскомуфт досить простий і ефективний механічний пристрій, при належному використанні може ходити без будь-яких проблем дуже довго.

Де застосовують віскомуфти?

Власне основних застосувань лише два, проте зараз залишається лише одне:

• Застосовувалися для охолодження двигуна. На шток закріплювалася віскомуфта з вентилятором. Вона рухалася від колінчастого валу автомобіля за допомогою ремінної передачі. Чим швидше обертався двигун, тим більше густіла рідина і зв'язок з вентилятором ставав жорсткішим. Якщо оберти падали, то не відбувалося такого сильного змішування, значить були прослизання, тобто вентилятор обертався, не так сильно охолоджував радіатор. Така система ефективна для холодного (зимового) періоду, коли двигун не сильно прогрівається, а його ще й охолоджують. Наразі застосування таких систем на нових автомобілях вже й не зустріти, її замінили електронні вентилятори (з датчиками в рідині), які живляться від електрики та ніяк не пов'язані з колінчастим валом двигуна.

• Автоматичне підключення повного приводу. Саме в цьому напрямку віскомуфти залишилися дуже затребуваними. Практично на 70 – 80% кросоверах чи паркетниках зараз застосовуються такі системи. Правда, їх поступово починають витісняти повністю електромеханічні варіанти, але поки що вони дорожчі і не такі практичні.

З одного боку віскомуфта це дуже простий, дешевий, практичний та універсальний механічний пристрій, з іншого у неї досить багато мінусів.

Плюси та мінуси віскомуфти

Для початку пропоную поговорити про переваги цього сайту:

• Проста конструкція. Дійсно конструкція дуже банальна, нічого понад складне в ній немає.
• Дешевий. Через свою простоту коштує зовсім не дорого
• Міцна. Корпус вискомуфти може витримати тиск 15 – 20 атмосфер, все залежить від конструкції. Якщо спочатку не було жодних поломок, це означає, що вона може проходити дуже і дуже довго.
• Практична. ПРИ ПОВИННОМУ ВИКОРИСТАННІ. Встановлюється на весь термін служби автомобіля, не вимагає ніякої уваги.
• На ґрунтовій дорозі або асфальті також може працювати. Якщо ви скажемо різко «стартанули» з місця або йде пробуксування на льоду чи пилу. То задній міст автоматично підключиться. Це дає переваги з керованості навіть у місті.

Незважаючи на достоїнства конструкції, варто відзначити, про її недоліки, адже їх також багато.

• Ремонтопридатність. Як правило, не ремонтується, тобто одноразова, відремонтувати невигідно і простому обивателю дуже складно. Майже завжди змінюють на нову.
• Підключення. Немає лінійної залежності підключення повного приводу, вгадати коли загальмуються диски всередині, практично неможливо! Тому немає контролю за повним приводом.
• Не можна підключити привід вручну самому.
• Низька ефективність повного приводу. Передача максимального моменту, що крутить, буде тільки тоді, коли передні колеса будуть дуже сильно буксувати.
• Великі вискомуфти не використовуються. Тому що для неї потрібен великий корпус, оскільки вона висить знизу, це реально сильно знижує кліренс автомобіля. Використання малих корпусів, тобто малих вискомуфт веде до обмеженої передачі крутного моменту на задню вісь, тому що там менше дисків і малий об'єм спеціальної рідини
• Довго працювати віскомуфта не може. Це вкрай небажано! Вона не розрахована на тривалі навантаження, інакше банально вийде з ладу, її повністю заклинить. Тобто нам це говорить, що потикатися на серйозну бездоріжжя не можна! Використовувати можна швидше для засніжених дворів та невеликого бруду на дачі, от і все.

На багатьох автомобілях повний привід, що підключається. Так само влаштований і повний привід на автомобілях Чері Тігго, привід на задні колеса, що тут підключається автоматично, через електромагнітну муфту.

Муфта керується блоком керування повним приводом. Принцип роботи електромеханічної муфти практично такий самий, як і у зчеплення. При подачі напруги на муфту диски всередині муфти притискаються один до одного і через них починає передаватися момент, що крутить, на задні колеса.

Повний привід підключається на чері тигго тільки в момент пробуксовування передніх коліс, причому приблизно після другого повороту колеса. Коли потреба у повному приводі відпадає, він вимикається. Також привід відключається при перевищенні певного порога швидкості, оскільки робота муфти не розрахована великі швидкості.

На панелі інструментів чері є лампа перевірки повного приводу. При включенні запалювання лампа спалахує і проводиться самотестування системи. Якщо все гаразд, то лампа гасне. За наявності несправностей лампа продовжуватиме горіти.

На жаль, ніяких пізнавальних знаків того, що привід увімкнувся, в машині немає. Але ви легко це зрозумієте, коли застрягнете і почнете буксувати. Коли привід задніх коліс підключиться, ви відчуєте легкий поштовх, і машина почне неспішно була зі з завалу.

Крутний момент до задніх колес передається через роздавальну коробку (2), передній кардан (4), електромагнітну муфту (5), задній кардан (6), редуктор (7) заднього моста і приводи задніх коліс.

Схема трансмісії повного приводу автомобіля

1 - коробка передач, 2 - роздавальна коробка, 3 - приводи передніх коліс, 4 - передня карданна передача, 5 - електромагнітна муфта, 6 - задня карданна передача, 7 - редуктор заднього моста, 8 - приводи задніх коліс.

Роздавальна коробка

Роздавання жорстко кріпиться на картері коробки передач. Приводом для роздатки є коробка диференціала. Сама роздавальна коробка двоступінчаста. Міжосьовий диференціал у роздаванні відсутній, а перерозподіл моменту між осями виконує електромагнітна муфта залежно від дорожніх умов.

Вали карданних передач виготовлені з тонкостінної сталі. Електромагнітна муфта передає момент, що крутить, на задні колеса тільки коли муфта частково або повністю блокується від сигналу блоку управління повним приводом.

Блок керування повним приводом розташований під сидінням водія. Блок приводу отримує інформацію від блоку управління двигуном і на підставі отриманих даних включає або відключає муфту, подаючи або знімаючи таким чином момент, що крутить, до задніх колес.

Блок отримує таку інформацію:

- Поздовжнє прискорення автомобіля (від датчика прискорення під консоллю панелі приладів)

- швидкість руху автомобіля та різниця частоти обертання коліс (від колісних датчиків)

"Чесний повний привід" - не зовсім чіткий, але переконливий термін, священна мантра інтернет-гуру. Однак сьогодні переважна більшість виробників робить ставку на електроніку та багатодискові муфти, що автоматично підключають задній міст.

Добре мати на випадок штурму снігового замету машину з колісною формулою 4х4, а в решту часу – економічний монопривод. І при рушанні з місця на мокрому асфальті корисно бути у всеозброєнні. Але вже за мить, коли швидкість набрана, зайва провідна вісь – лише перевитрата пального.

Це стовідсотковий формат кросовера, і для того, щоб стали можливими швидкі або короткочасні включення другої пари провідних коліс, з'явилися різноманітні багатодискові муфти їх підключення.

ЕКОНОМІЯ МЕТАЛУ І ПАЛИВА
Недорога і компактна багатодискова муфта, що не викликає додаткових вібрацій і вкрай чуйна, витіснила сьогодні на 90% повнопривідних машин усі інші види трансмісії, звівши формулу нинішньої споруди масового кросовера до єдиного принципу: поперечно розташований попереду мотор постійно наводить передні колеса, а задні потреби.

Повний привід, реалізований таким чином, набагато простіше від справжніх позашляхових конструкцій. Роздавальної коробки немає, біля переднього диференціала залишаються лише додаткова пара шестерень відбору потужності та вихідний вал. Ще один плюс: завдяки малій вазі та розмірам стало можливим розвантажити від тяжкості муфти і без того важку передню частину автомобіля. Багатодискова муфта оселилася просто на задньому редукторі.

РІЗНІ
Але муфта муфті різниця. За однакового принципу підключення другого моста конструкції можуть мати значні відмінності.

Спочатку було вирішено якимось чином змусити спрацьовувати муфту від прослизання передньої половинки, пов'язаної з мотором і передніми колесами, щодо задньої, з'єднаної із задніми колесами. Забуксував перед, пішла різниця оборотів половинок, муфта заблокувалася, підключився зад. Логічно?

Найперші муфти застосовував Volkswagen Golf у своїй трансмісії Syncro. Пакет фрикціонів у них не стискався, а був залитий силіконовою рідиною, яка густіла при великих навантаженнях і сама передавала обертання. Керувати такою віско-муфтою було неможливо, характеристика її роботи залишала бажати кращого, і 100% моменту, що крутить, на задні колеса вона передати не могла. До того ж, при буксуванні в бруді силікон закипав, муфта швидко перегрівалася і... згоряла.

Інша конструкція потрапила на ранні Ford Escape. Там диски муфти вже стискалися, але це відбувалося суто механічно, за допомогою кульок і клиноподібних прорізів, в момент провертання передньої частини відносно задньої. Муфта працювала чіткіше, але різкіше, викликаючи несподівані удари у відповідальній фазі слизького повороту.

Уявіть собі, що у віражі ваш автомобіль раптово з передньопривідного перетвориться на класику, а під скидання газу муфта також раптово відключиться. Наслідки можуть бути фатальними.

Ця проблема й надалі досить довго переслідувала виробників муфт. Щоб адекватніше регулювати потік потужності до задніх колес, а заразом і оберігати диски муфти від перегріву, спробували використовувати гідравліку.

ПРИХІД HALDEX
Останньою версією некерованої муфти стала перша генерація Haldex 1998 року. Тут диски стискав гідроциліндр, тиск олії для якого виробляв насос. Насос змонтували на одній половинці муфти, а привід йшов від іншої. Тобто тепер при різниці обертів передніх та задніх коліс наростав тиск стиснення та муфта блокувалася. Haldex працював м'яко і виявився успішним.

Виграшів отримали відразу два: масло, що тепер циркулює і через гідронасос, краще охолоджувалося, а гідропривід чіткіший і, головне, швидше спрацьовував. Але все ж таки залишалася невикористовувана частина функціоналу приводу - попередження підключення заднього моста на самому початку розвитку небезпечної ситуації, часткове блокування муфти для проходження поворотів. З цим могла і мала впоратися електроніка.

Так у 2004 році з'явилося друге покоління Haldex все з тими ж дисками та насосом, але з електронним клапаном, а в «мозки» системи стабілізації машини впровадили відділ, який завідує повним приводом.

Компактний. Весь набір елементів муфти Haldex зібраний у щільний блок і за габаритами лише трохи більший за стандартний диференціал

Система стала керованою, і крутний момент, що передається назад, перестав безпосередньо залежати від різниці швидкостей передніх і задніх коліс.

ПОПЕРЕДЖЕНИЙ ЗНАЧИТЬ ОЗБРОЄНИЙ
Все б добре, але залишалися «незачепленими» ситуації, при яких добре б отримати повний привід, що відбувся, ще до пробуксовування передніх коліс. Іншими словами, насос, що працює від різниці оборотів половинок муфти, більше не влаштовував інженерів-трансмісіонерів. Адже його рятівний тиск у деяких режимах руху просто був відсутній.

Рішення виявилося простим і загалом застосовується досі в більшості реалізованих за допомогою муфти приводів.

Чергове – четверте – покоління Haldex отримало прикріплений зовні електронасос і вже знайомі нам клапани регулювання перед гідроциліндрами. Тепер у будь-який час муфта могла бути повністю або частково замкнута лише за сигналом електроніки.

Такий принцип дав безліч позитивних ефектів. З'явилися режими старту з місця, коли муфта на короткий період розгону повністю блокується. Додалися режими суттєвого блокування у поворотах, коли гарне зчеплення на сухому асфальті дозволяє на всю котушку використовувати повний привід.

Як не дивно, зросли всюдихідні якості. Адже тепер стало можливо простим натисканням кнопки перемикати алгоритм роботи муфти з асфальтового на позашляховий або довірити цю справу автоматиці.

Дізнаєтесь три основні режими роботи трансмісії вашого кросовера? Безперечно, у вас саме така муфта в приводі задніх коліс!

Тільки мить. Дві складові швидкодії системи – електронний мозок та надшвидкий електроклапан, час відкриття якого менше 0.1 с

ДАЛІ БІЛЬШЕ
Електронне управління муфти стало зручно поєднати і з системою стабілізації, і з програмою безпеки фрикціонів. Невеликий термодатчик усередині муфти відтепер стежив за робочою температурою та відключав привід, якщо перегрівання фрикціонів було близько. Звичайно, автомобіль, що став хвилин на десять недопривідним, може вивести з рівноваги, але це незрівнянно краще диму з-під днища і поломки трансмісії.

Крім того, чим більше кросоверів з електронно-керованими муфтами опинялося в руках власників, тим ширші та точніші ставали програми систем повного приводу. Сьогодні найкращі з них вже не бояться перегріву не тільки в пухкому снігу, а й при відвертому грязьовому буксуванні. А ще й хіміки з матеріалознавцями не сиділи склавши руки. Нові матеріали дисків і накладок дозволили вдвічі підняти температуру аварійного відключення, а також підвищити момент, що передається фрикціонами, до величин свідомо більших, ніж може видати мотор.

Сучасні матеріали фрикціонів, високоякісні олії та просунуті програми управління замиканням дисків дають можливість навіть тримати муфту частково підключеною, не боячись її перегріву. Автомобіль при цьому отримує розподіл моменту, що крутить, по осях у пропорції 10:90, а то й 40:60, що для брендів, що тяжіють до задньопривідного компонування, дозволяє поєднувати класичні звички на дорозі з легкою повнопривідністю, часом майже непомітною. І навіть безперервно варіювати ступінь підключення, покращуючи керованість машини та допомагаючи системі стабілізації робити свою справу.

Враховуючи гнучкість алгоритмів роботи і високий рівень доведеності конструкції багатодискових муфт, на сьогоднішній день це наймасовіший варіант організації повного приводу і навряд чи в найближчому майбутньому на нас тут чекає щось принципово нове.

Якось так склалося, що повний привід, що підключається, вважається рішенням не особливо надійним, не здатним до передачі великого моменту і взагалі паліативним, пов'язаним з економією коштів. Причому впевнені в цьому 9 з 10 моїх знайомих, які про машини знають зовсім не з чуток. Але погодьтеся: слова "економія" і "дешевше" звучить якось дивно, якщо йдеться про новітніх Х5, Х6 і Cayenne, ну або про "скромну" 550Xi або Panamera. Мабуть, причина зовсім в іншому – навряд чи можна стільки «заощадити» на банальному міжосьовому диференціалі.

Якби диференціали були настільки дорогими, то замість міжколісного, напевно, теж застосовували б щось інше? І широко відомий Torsen явно вартує не мільйони. Так, річ не в ціні самого диференціалу. Сюрпризи піднесли виявлені нюанси у налаштуванні керованості та роботи різних електронних «помічників»: ABS, ESP та інших систем підвищення активної безпеки. І все це тому, що вимоги до активної безпеки машин сильно зросли за останні десятиліття, і керованість навіть простеньких машин на рівні, який і не снився спорткарам вісімдесятих.

Чим гарний постійний повний привід? Тим, що момент, що крутить, присутній на всіх колесах постійно, розподіляючись за певними правилами, жорстко заданим пристроєм механізму. Безпосередньо задати розподіл неможливо, але є інші способи «навчити» машину робити те, що потрібно. Наприклад, впровадженням блокування, використанням гальмівних механізмів чи ще.

Здається, що особливої ​​потреби в подібних тонкощах на дорогах з твердим покриттям немає, адже їздили Audi Quattro, Alfa 155, Lancia Delta Integrale... У будь-якій книзі в описі конструкцій повного приводу обов'язково сказано, що зменшення крутного моменту на колесах за рахунок його розподілу на всі чотири колеса дозволяє збільшити бічну складову навантаження, а значить, швидше проходити повороти. До того ж можна продати тягу двигуна на будь-якому покритті. До того ж диференціал – штука надійна, його не так легко зламати, роблять їх із запасом, ресурс у диференціала дуже високий. Загалом суцільні плюси.

1 / 3

2 / 3

3 / 3

На жаль, дуже швидко знайшлися й мінуси. Будь-яка зміна тяги на повнопривідній машині викликає перерозподіл маси по осях і колесах, а складна трансмісія слідом розподіляє момент. Частка моменту дістанеться всім чотирьом колесам, але її кількість залежатиме від багатьох факторів. Від зчеплення кожного з коліс, від маси деталей трансмісії, від втрат на тертя у вузлах тощо. У результаті виходить, що передбачити, як саме зміниться потяг на кожній осі, складно. Враховуючи ще й постійну зміну навантаження, зміни в кутах відведення передньої та задньої осі стають практично непередбачуваними. Тільки дуже досвідчений водій може відчувати всі нюанси реакції машини на дії, що управляють, і бути готовим до будь-якого розвитку подій. Із цієї ситуації довелося шукати вихід.

Як це зроблено?

Стабільність машини можна збільшити спеціальними конструктивними заходами. Наприклад, збільшивши момент інерції навколо вертикальної осі, розподіливши навантаження на користь однієї з осей таким чином, щоб вона постійно на одній була більшою, ніж на іншій, змінивши товщину покришок або кути установки. Нічого не нагадує? Звичайно ж, автомобілі Audi. На них постійний повний привід став звичним і мав щонайменше кілька особливостей цього списку.

На фото: Audi A6 Allroad 3,0 TDI quattro "2012-14

Розташований перед віссю двигун забезпечував великий момент інерції навколо вертикальної осі і гарантовано високе завантаження передньої осі. Багатоважільна передня підвіска забезпечує найкраще зчеплення саме на передній осі у широких діапазонах навантаження.

На Porsche 911 Carrera 4 аналогічна схема приводу просто перевернута на 180 градусів, а особливості компонування ті ж. А ось на машинах інших марок ця схема якось не прижилася - виняток становлять лише рідкісні машини для гонщиків і невелика кількість кросоверів.

На фото: Porsche 911 Carrera 4 Coupe "2015-н.в.

У Subaru схема повного приводу і компонування майже збігаються з такою у Audi, за винятком більш простих підвісок і компактного мотора. Разом з тим за рахунок менших розмірів та меншого перевантаження передньої осі керованість куди більш «спортивна».

Mitsubishi, Lancia і Alfa Romeo навіть і згадувати не варто: їх компонування з поперечним мотором, та ще на дуже компактних авто спочатку не призначалося непідготовленим водіям.

На фото: Під капотом Alfa Romeo 156” 2002–03

Виходить, якщо не вживати спеціальних конструктивних заходів, машина з постійним повним приводом має складну керованість. Вона може демонструвати звички то передньопривідного, то задньопривідного автомобіля залежно від тяги, навантаження та ще тисячі причин. Для отримання прийнятного для серійної машини результату доведення керованості доведеться витратити солідні зусилля, адже середньостатистичний водій подібних сюрпризів не любить, йому потрібна однозначність у поведінці. Звичайно, її можна отримати, встановивши складні електронні системи контролю за стійкістю, але це складний і дорогий спосіб. Куди легше спростити схему трансмісії, встановивши муфту, що підключає другу вісь тільки у разі потреби. Звичайно, без електроніки все одно не обійтися, але у випадку передньопривідної машини з поперечним розташуванням двигуна трансмісія стане на порядок простіше. Наприклад, замість дуже складної та важкої роздавальної коробки можна обійтися простим кутовим редуктором.

На машинах з поздовжнім розташуванням двигуна та класичним компонуванням переваг установки муфти трохи менше. У масі значного виграшу отримати не вийде, зате передню вісь можна майже не підключати, позбавившись ривків тяги на кермовому управлінні. І ще можна знизити витрати палива, що для серійного автомобіля теж важливо.

Підключати чи не підключати?

Не такий вже складний постійний повний привід, і не так вже й дорогий. І невипадково часто оснащували постійним повним приводом. Та що там кросовери – згадайте нашу Ниву, яка вийшла дешевою та сердитою одночасно.

Для спочатку передньопривідних машин дійсно простіше і дешевше виявилося зробити привід, що підключається. Різниця в масі 50 кг – це вже дуже серйозно, а переваги однозначної керованості та можливості легкого налаштування систем АБС істотно знижували ціну «доведення» моделі.

Вивіскомуфти, що використовуються спочатку для підключення задньої осі, виявилися не найкращим вибором, і їх швидко змінили на електронно-керовані конструкції. Щоправда, деякі виробники, наприклад, Honda, трималися за свої специфічні способи підключення повного приводу (йдеться про Dual-Pump-System). Але після масового впровадження навіть найпростіших систем із керованим підключенням стало очевидним, що такого приводу цілком вистачає абсолютна більшість водіїв. Причому вистачає навіть у разі потужних машин та підвищених вимог до керованості та прохідності.

Недоліки у системи повного приводу, що підключається, теж є. Насамперед вони пов'язані з тим, що тут є багато вузлів, які дорого коштують. Тому їх постійно намагаються зробити дешевше та простіше. Результати, щоправда, не завжди тішать.

Наприклад, муфта може тримати не весь момент мотора, що крутить, на першій передачі, а лише його частина, або тримати момент тільки обмежений час. Вона може не давати можливості роботи з пробуксовкою, а швидкість підключення – не регулюватися або регулюватись занадто грубо. Муфта може бути не розрахована на тривалу роботу, у результаті під навантаженням часто перегрівається.

Електроніка, яка обслуговує систему підключення, також може бути спрощена. У цьому випадку алгоритми іноді не враховують частину режимів руху, знижуючи простоту безпечної керованості.

Зрештою, у муфти завжди є вузли, що зношуються - наприклад, самі зчеплення, а найчастіше ще й вузли гідроприводу або електрики.

І все ж у міру зниження собівартості електроніки та застосування подібних систем на дешевших машинах якість такого механізму підключення неухильно підвищується. Хоча в цілому муфта все ще набагато дорожча за простий диференціал, і спроби зробити її ще дешевше не припиняються.

Зазначу, що такі конструкції підключення, ефективність роботи яких перевершує всі системи постійного повного приводу. До них можна віднести майже всі останні покоління повнопривідних трансмісій із змінним вектором тяги на Subaru та Mitsubishi та на преміальних німецьких авто. Вони дають можливість безпосередньо керувати моментом, що крутить, на одному або декількох колесах на вибір. Це дозволяє створювати автомобілі з ідеальною керованістю та фантастичними можливостями. За кермом такої машини будь-яка крива на будь-якому покритті буде прописана майже ідеально, причому з мінімальними витратами зусиль з боку водія. На жаль, це складні та дорогі системи, які націлені на отримання фантастичних показників на гоночних трасах. І сконструйовані вони незважаючи на вартість експлуатації.

Не варто лякатися і простіших систем. Наприклад, куди масовіші авто наділяють відмінною керованістю і прохідністю муфти Haldex кількох останніх поколінь. Молодші моделі Land Rover, Range Rover, VW, Audi, Seat і Volvo широко використовують конструкції цього бренду. І в експлуатації такі системи зарекомендували себе досить надійними.

Повнопривідні машини BMW отримують і відмінну прохідність, і бездоганну поведінку на асфальті. З того часу, як постійний повний привід на Е53 замінили на підключається, систему безперервно вдосконалюють, і результати прогресу вражають. Навіть надійність змогли підвищити до цілком прийнятного рівня.

Сьогодні навіть дуже недорогі системи з суто електричним приводом від азіатських брендів не пасують на бездоріжжя, та й на шосе машини з ними радують чудовою поведінкою.

Що буде далі?

Ще десяток років – і окрім джиперів про постійний повний привод мало хто згадає. А в міру витіснення машин із ДВС електромобілями складні трансмісії вимруть самі по собі, як мамонти. І боюся, всім настав час переглянути своє ставлення до постійного повного приводу. Це не дороге і не елітне рішення, а лише не особливо затребувана технологія з середини вісімдесятих. З того часу, коли можливості моторів набагато випередили можливості шин та електроніки. Тоді і з'явилася легенда про найповніший і постійний привод. Яка, щоправда, живе й досі.