Полный привод

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Полноприводный легковой автомобиль Nissan Avenir (4WD), вид снизу:
1 — поперечнорасположенная механическая коробка перемены передач
2 — левый внутренний шарнир равных угловых скоростей
3 — раздаточная коробка
4 — карданные валы к заднему мосту
5 — задний ведущий мост
6 — масляный поддон поперечнорасположенного двигателя
7 — пыльник рулевой рейки
8 — левый рычаг передней подвески
9 — правый рычаг передней подвески
10 — тяга к рычагу переключения передач
11 — глушитель

По́лный при́вод (4×4, 4WD, AWD, Four-wheel drive и т. п.) — конструкция трансмиссии автомобиля, позволяющая передавать крутящий момент, создаваемый двигателем, на все колёса.

До восьмидесятых годов полный привод ассоциировался исключительно с вездеходами, а полноприводные автомобили имели увеличенные дорожный просвет и другие атрибуты повышенной проходимости.

Однако после появления системы quattro на чисто дорожных автомобилях Audi и ряда аналогичных систем у других компаний, привод на все колёса стал рассматриваться и как средство повышения ходовых качеств обычных автомобилей без задачи повышения проходимости. В этом случае обеспечивается наиболее эффективное использование мощности двигателя при любом режиме движения, улучшается управляемость, особенно на скользких покрытиях.

Именно с этими целями полный привод используется на спортивных автомобилях, например, Lamborghini Murciélago и некоторых моделях Porsche, широко распространён на автомобилях Subaru, а также на представительских автомобилях для повышения уровня активной безопасности — примеры такого использования включают системы 4Matic (на автомобилях Mercedes Benz), XWD (Saab), xDrive (BMW), AWD (Volvo), 4 Motion (Volkswagen), а из отечественных разработок — трансмиссию малосерийной представительской «Волги» ГАЗ-3105.

Компоновка полного привода[править | править исходный текст]


«Классическая»[править | править исходный текст]

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля с раздаточной коробкой.
Трансмиссия трёхосного полноприводного автомобиля ЗИЛ-157.

Грузовые автомобили повышенной проходимости, автобусы, сконструированные на их базе (ПАЗ-3206, штабные автобусы на шасси ГАЗ-66), внедорожники.

Двигатель размещён продольно, в одном блоке со сцеплением и коробкой передач. Крутящий момент передаётся через промежуточный карданный вал на раздаточную коробку (ГАЗ-63, ГАЗ-69), впрочем, раздаточная коробка может быть в одном блоке с коробкой передач (УАЗ-469, УАЗ-452). От раздаточной коробки карданные валы передают крутящий момент на передний ведущий мост и на задний (или на тележку, если автомобиль трёхосный и более). Средний мост при этом проходной, от него к заднему идёт карданный вал. На выпускавшихся ранее трёхосных ЗИС-151, ЗИЛ-157, КрАЗ-214 отдельный карданный вал шёл к среднему мосту, а к заднему подходили последовательно два карданных вала с промежуточным подшипниковым узлом, установленном на среднем мосту.

На основе переднего привода[править | править исходный текст]

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля на основе переднеприводного с продольным расположением двигателя.
Схема трансмиссии полноприводного автомобиля на основе переднеприводного с поперечным расположением двигателя.

На основе переднеприводных легковых автомобилей многие фирмы, особенно японские, выпускают версии с приводом на заднюю ось (как отключаемым, так и постоянно включенным). Встречаются модели как с продольным расположением двигателя, например ранние Toyota Sprinter Carib, автомобили фирмы Subaru, так и с поперечным (представлены в настоящее время в большинстве случаев). Штатная коробка передач переднеприводного автомобиля (как механическая, так и автоматическая) изменена, установлен редуктор отбора мощности к задней оси, крутящий момент передаётся через карданный вал на заднюю ось. Дифференциал с блокировкой (если он есть, на моделях с постоянным приводом) находится в картере коробки передач. На автомобилях с отключаемой задней осью подключение её производится или рычагом или кнопкой (вакуумный сервопривод с электрическим управлением). Многие легковые автомобили с полным приводом имеют защиту поддона картера двигателя, дорожный просвет не увеличен в сравнении с переднеприводной моделью (используются одни и те же детали подвески).

Из советских легковых автомобилей эту компоновку имели автомобили ЛуАЗ-967 и ЛуАЗ-969, на них устанавливался двигатель воздушного охлаждения автомобилей «Запорожец», изменённая коробка передач имела подключаемый вал отбора мощности к задней оси.

С задним расположением двигателя[править | править исходный текст]

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля на основе заднеприводного с продольным расположением двигателя.
Subaru Sambar 4WD, Япония. Откинув задний бампер, можно получить доступ к двигателю.

Существует небольшое количество моделей полноприводных автомобилей с заднемоторной компоновкой, например микроавтобусы Subaru Domingo, малотоннажные грузовики (грузоподъёмностью около 500 кг) других японских фирм. Основной привод на заднюю ось, коробка передач объединена с главной передачей. Привод на переднюю ось отключаемый или постоянно включен. Доступ к двигателю происходит через откидной задний бампер или через разбираемый пол в салоне микроавтобуса. Подвеска колёс независимая.

Некоторые колёсные бронированные машины также имеют заднее расположение двигателя (например, БРДМ-2, БТР-60), но в их конструкции используются агрегаты от «классических» грузовых полноприводных автомобилей (двигатель с коробкой передач, раздаточная коробка).

Схемы полного привода[править | править исходный текст]

Можно выделить три основных схемы полного привода: подключаемый полный привод (part-time), постоянный полный привод (full-time) и постоянный по требованию полный привод (on-demand full-time).

Подключаемый полный привод[править | править исходный текст]

Самая простая и в то же время самая надёжная схема полного привода: при нормальной эксплуатации крутящий момент передаётся только на одну ось, а при необходимости подключается вторая ось — с помощью раздаточной коробки. При подключении о́си жёстко связываются между собой и вращаются с одинаковой скоростью, что создаёт некоторые ограничения: полный привод можно использовать только на покрытиях, допускающих проскальзывание колёс (грязь, песок, снег, лёд и т. п.). Какие колёса будут пробуксовывать — передние или задние — это зависит от нагрузки на ось в данный момент.

Схема, иллюстрирующая положение колёс при повороте автомобиля. Управляемые колёса передней оси катятся по окружности большего радиуса, нежели задние.

Второй фактор: автомобиль никогда не едет прямо, даже при движении вроде как в прямолинейном направлении он всегда совершает небольшие манёвры вправо-влево. Управляемые колёса передней оси катятся по окружности большего радиуса, нежели задние. Скорость вращения передних колёс несколько больше, чем скорость вращения задних. Данное условие справедливо при равном диаметре колёс.

При жёсткой связи ведущих мостов в трансмиссии может возникнуть циркуляция мощности. При повороте циркулирующая мощность (ЦМ) может быть значительной. ЦМ не используется для преодоления сил сопротивления движению автомобиля, дополнительно нагружает механизмы трансмиссии и шины, вызывая их повышенный износ. Кроме того, из-за увеличения суммарной мощности, передаваемой через механизмы трансмиссии, возрастают потери мощности в трансмиссии на буксовании колёс, увеличивая расход топлива и изнашивание деталей двигателя. Поэтому ЦМ является вредной, и ее часто называют паразитной мощностью. Чтобы уменьшить дополнительное изнашивание механизмов трансмиссии, шин и расход топлива, вызванных ЦМ и перераспределением крутящего момента, при раздаточной коробке с блокированным приводом необходимо включать передний ведущий мост только для повышения проходимости и устойчивости автомобиля. При движении по хорошим дорогам необходимо принудительное отключение переднего ведущего моста для устранения циркуляции мощности или перераспределения крутящего момента.

Таким образом основной недостаток подключаемого полного привода проявляется при перемещении по поверхности с часто меняющимися свойствами — асфальт с пятнами льда или снега, твердый грунт с участками грязи и т. д. Необходимо либо постоянно подключать и затем выключать передний мост (что иногда сопряжено с определенными сложностями в зависимости от реализации способа подключения моста), либо перемещаться на заднем мосту, рискуя застрять, либо перемещаться на полном приводе, изнашивая трансмиссию циркуляциями мощности на хороших участках дороги.

Постоянный полный привод[править | править исходный текст]

Постоянный полный привод подразумевает постоянное подключение всех колёс к двигателю, для чего он подключается к осям через дифференциал. Некоторые модели автомобилей имеют принудительную блокировку межосевого дифференциала, например, ВАЗ-2121 «Нива», что позволяет им становиться аналогичными автомобилям с подключаемым полным приводом (в общем это повышает проходимость автомобиля). Некоторые современные автомобили имеют электронное управление межосевым дифференциалом, позволяющее динамически менять соотношение передаваемого момента между осями. В основном это используется для уверенного движения по дорогам, например, в системах динамической стабилизации. Тем не менее, в некоторых ситуациях это может внести неоднозначность в реакциях автомобиля на педаль газа.

Некоторые вседорожники имеют раздаточную коробку, поддерживающую как режим постоянного полного привода, так и режим подключаемого полного привода, то есть имеют дифференциал, блокировку дифференциала и возможность полного отключения одной оси. Такая схема считается наиболее предпочтительной для многоцелевого вседорожника.

Полный привод по требованию[править | править исходный текст]

Эта схема классифицируется продавцами автомобилей как разновидность постоянного полного привода. Преимуществ «настоящего» постоянного полного привода не даёт. Фактически, это подключаемый полный привод с тем отличием, что подключение происходит автоматически. В этой схеме одна ось подключена жестко, а вторая (передняя или задняя, чаще — задняя) подключается при проскальзывании первой через разнообразные муфты (вискомуфта (Гольф-3), Халдекс (Гольф-4), многодисковая гидромуфта (Subaru с АКПП серий TZ)…), многодисковое сцепление, работающее в масляной ванне (автомобили Nissan, система ATESSA). Управление муфтой осуществляется электроникой или механико-гидравлическим образом, за исключением вискомуфты. Недостатком такой схемы можно считать необходимость улавливания момента включения полного привода для корректировки управления автомобилем. В некоторых случаях это приводит к неоднозначности реакций на добавление тяги (открытие газа) и усложняет контроль над автомобилем на бездорожье. Вискомуфта сравнительно ненадёжна и может быть быстро выведена из строя на тяжёлом бездорожъе.

Ссылки[править | править исходный текст]