Чем отличается полноприводный автомобиль
Полный привод: постоянный и подключаемый. Как устроен и в чём разница?
Чтобы передвигаться по бездорожью и уверенно чувствовать себя в поворотах, нужно «грести» всеми четырьмя колёсами – это общеизвестно. Но как передать крутящий момент на них? Стоит ли это делать постоянно или только когда нужно и где кроются подводные камни?
Главное и неизменное «действующее лицо» всех систем полного привода — это раздаточная коробка: специальный агрегат, который получает крутящий момент от коробки передач и распределяет его на переднюю и заднюю оси. А вот методик распределения, равно как и схем компоновки, есть несколько.
Системы полного привода принято делить на три типа:
Постоянный полный привод(Full-time)
Плюсы:
надёжная «неубиваемая» конструкция;
возможность езды с полным приводом как по бездорожью, так и по асфальту.
Минусы:
сложность по сравнению с жестко подключаемым приводом;
большая масса;
сложность настройки управляемости;
повышенный расход топлива.
Первое, что приходит в голову, когда есть задача передать крутящий момент на две оси, — это жестко подсоединить их к раздатке железными трубами. Но вот незадача: при прохождении поворотов колеса автомобиля проходят разные пути.
Если жестко соединить оси, то какие-то колеса будут ехать, а какие-то — пробуксовывать. В грязи, когда покрытие мягкое, это нестрашно. Во времена Второй мировой, скажем, легендарные «Виллисы» спокойно ездили с жестко соединенными осями, потому как эксплуатировались исключительно на бездорожье. А вот если покрытие твердое, то эти пробуксовки будут порождать крутильные колебания и медленно, но верно разрушать трансмиссию.
Поэтому в раздаточной коробке автомобилей с постоянным полным приводом располагается межосевой дифференциал — механизм, который распределяет мощность между осями и позволяет им вращаться с разной скоростью. И если какое-то колесо замедляется, то обороты другого увеличиваются, но настолько же падает и крутящий момент на нем.
Все это здорово, пока мы едем по асфальту, а что делать, если задней осью мы застряли в луже? На передних колесах, которые будут стоять на твердой поверхности, будет момент но не будет оборотов, зато задние будут вращаться очень быстро, но момент на них будет маленьким. Маленькой будет и мощность на заднем колесе и ровно такую же мощность дифференциал подаст на передок. Буксовать в таком случае можно хоть целую вечность — все равно не сдвинешься.
Для таких случаев дифференциал снабжают блокировкой — когда она включена, обороты на всех колесах одинаковые, а момент зависит только от сцепления колес с дорогой.
За счет наличия дополнительных узлов (дифференциала и блокировки) вся система получается достаточно тяжелой и сложной. Кроме того, постоянная передача момента на все колеса увеличивает потери энергии, а значит, ухудшает динамику и увеличивает расход топлива.
Постоянный полный привод в автомобилестроении до сих пор используется, хотя в последнее время эту систему постепенно вытесняет полный привод по требованию, о котором речь пойдет дальше.
Жестко подключаемый (Part-time)
Плюсы:
надежная механика;
максимальная простота при высокой проходимости.
Минусы:
по асфальту с полным приводом ездить нельзя.
От дифференциала и блокировок можно и отказаться, при условии, что одна из осей будет временно отключаться. По такой логике работает система жестко подключаемого полного привода.
Оси между собой соединяются без дифференциала, и момент распределяется в строгом соотношении. Как следствие, высокая проходимость и минимум затрат.
Парт-тайм на сегодняшний день практически вымер и используется только на сугубо внедорожных автомобилях. Современному водителю пользоваться этой системой неудобно. Подключать ось можно только в неподвижном состоянии, чтобы не повредить механизмы. Ну а если после покатушек в лесу выехать на шоссе и забыть отключить полный привод, то есть риск загубить всю трансмиссию.
Полный привод с муфтой
Плюсы:
дешевизна и простота устройства;
малая масса;
возможность тонкой настройки системы.
Минусы:
слабая надежность и стойкость к перегрузкам;
нестабильность характеристик.
Жесткая блокировка дифференциала — это неплохо на бездорожье, но как заставить систему полного привода дозировать момент в динамике? Степень пробуксовки ведь всегда разная… Решение было найдено в середине 50-х годов.
Обычный механический дифференциал дополнили вязкостной муфтой (вискомуфтой). Вискомуфта — это деталь, в которой ряды лопаток, связанных с входным и выходным валами, вращаются в специальной жидкости. Входной и выходной валы свободно вращаются относительно друг друга, но секрет муфты именно в наполнителе, который при повышении температуры увеличивает свою вязкость.
При обычном движении, легких поворотах или проскальзывании колес муфта не препятствует взаимному перемещению лопаток, но как только разница в скорости вращения передних и задних колес вырастает, жидкость начинает интенсивно перемешиваться и нагреваться. При этом она становится вязкой и блокирует перемещения лопаток относительно друг друга. Чем больше разница, тем выше вязкость и степень блокировки.
Сегодня муфты используются как на схемах с постоянным полным приводом совместно с механическими дифференциалами, так и самостоятельно. Ведущим валом они соединены с раздаткой, а ведомым — с дополнительной осью. При необходимости, когда одна из осей буксовала, часть момента через муфту уходит на нее.
В поздних конструкциях муфт от жидкости отказались в пользу трущихся дисков, которые работают по такому же принципу, как фрикционное сцепление. При необходимости электроника «поджимает» их и начинает передачу момента. Управлять дозировкой момента автомобиль может самостоятельно, без участия водителя.
При всем удобстве муфты имеют ряд недостатков, основной из которых — слабая выносливость на серьезном бездорожье. Трущиеся диски от нагрузки перегреваются, и муфта уходит в аварийный режим. Поэтому эта система применяется в основном на компромиссных кроссоверах и легковых автомобилях, где полный привод нужен не для преодоления буераков, а для лучшей управляемости.
Что дальше?
Дальнейшая эволюция систем полного привода, по всей видимости, будет связана с электромоторами. Первый электромобиль с двигателем на каждом колесе показал еще на Всемирной выставке в Париже 1900 года Фердинанд Порше. Тогда это был, как бы сейчас сказали, «нежизнеспособный концепт-кар». Моторы были слишком тяжелые, а конструкция — дорогой. Сейчас у такой схемы перспектив явно больше.
Есть потенциал и у гибридной схемы, где одна ось приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, а вторая — элекродвигателем. Впрочем, если говорить о настоящих внедорожниках, то никакие электроинновации и фрикционные муфты пока не заменят дешевой, простой и выносливой механики.
Задний, передний привод или 4WD — что лучше? Сравниваем и выбираем!
Привод автомобиля — одна из базовых характеристик, на которую опираются автолюбители при выборе своего будущего авто.
Привод автомобиля определяет, на какие колеса передается тяга его двигателя. Да к в чем же отличия переднего, заднего и полного привода?
Передний привод – это когда тяга двигателя передается только на переднюю пару колес. Передние колеса, цепляются за дорогу и тянут за собой весь автомобиль, при этом задние колеса свободно катятся следом.
Задний привод – это когда мощность двигателя передается только на задние колеса. Они вращаются, цепляются за грунт и как бы толкают автомобиль вперед.
Полный привод – это когда крутящий момент от двигателя передается на обе оси автомобиля, то есть одновременно на все четыре колеса.
Передний привод управляется гораздо легче, такой автомобиль сложнее пустить в занос, и именно поэтому его чаще других выбирают в качестве первой машины.
Вызвать занос на переднеприводном авто труднее, чем на заднем, но и для выхода из заноса на переднем приводе – нужно приложить больше усилий. На заднем приводе, занос – это норма и он возникает постоянно, а чтобы его устранить обычно бывает достаточно просто отпустить педаль газа. Можно сказать, что задний привод сразу показывает водителю всю опасность скользкой дороги, а передний – до последнего скрывает ее от водителя. Впрочем, даже для заднего привода есть предел скорости, после которого сброс газа не способен стабилизировать автомобиль.
Что касается полного привода, то он еще более сложен. 4WD на скользкой дороге может повести себя и как передний, и как задний, в зависимости от того, под каким колесом скользко.
Итак, какой же привод считать более безопасным?
К сожалению, простого ответа на этот вопрос не существует. Каждый вид привода автомобиля ведет себя по-разному, есть свои преимущества и недостатки, каждым видом привода надо умело пользоваться, не бросая вызов основным законам физики.
Конечно, у переднего привода проходимость немного повыше, чем у заднего и объясняется это двумя причинами. В
Ведущие колеса у переднего привода прижаты к земле весом двигателя, что соответственно уменьшает пробуксовки.
Ведущие колеса у переднего привода — рулевые, что дает водителю задавать направление тяги.
В случае пробуксовки ведущих колес, водитель передне- или полноприводный авто может передними колесами вытянуть автомобиль из снежного плена, при этом задние колеса следуют строго следом за передними. Задний привод в такой ситуации ведет себя капризней — зад машины начинает сносить, и в этот момент управлять этим процессом очень сложно.
Передний привод, на скользкий подъем взбирается увереннее. Ведущие передние колеса буксуют, но тянут машину к вершине, а задний привод, в такой ситуации, буксует и норовит развернуть автомобиль. Чемпионом скользких подъемов, безусловно, является полный привод, он поднимается по ледяному склону без каких-либо сложностей.
Итак, самым проходимым, конечно же, является полный привод. Задний привод, для штурма бездорожья подходит меньше всего, но и на переднем приводе с твердого покрытия лучше не съезжать.
Задний привод подойдет Вам, если Вы не любитель совершать поездки за город по неровной дороге. Если периодически собираетесь ездить по бездорожью, то надо покупать машину как минимум с передним приводом, ну а если же вы часто ездите по полям, гравию и прочим не асфальтированным поверхностям, без сомнений Ваш выбор стоит остановить на 4WD.
На сухом асфальте, задний привод разгоняется быстрее переднего. Во время ускорения вес автомобиля перекладывается на заднюю ось, а передние колеса разгружаются, из-за чего передний привод во время разгона допускает сильные пробуксовки. Но быстрее всего разгоняется автомобиль с полным приводом, естественно, для этого он должен быть оснащен мощным двигателем.
Итак, если Вас интересует автомобиль, с быстрым разгоном, то отлично подойдет задний привод, или же полный привод с достаточно мощным мотором.
Технологии для новичков: В чем разница между полным приводом, задним приводом и передним приводом
Любому гражданину даже далекому от автомобилей известно, что в машинах существует три основных вида привода, то есть:
-задний привод, при котором отбор мощности и крутящего момента идет соответственно на заднюю ось;
-передний привод, который работает по диаметрально противоположенному принципу и имеющий диаметрально противоположенную компоновку и;
-полный привод, который сочетает в себе все плюсы и минусы двух вышеприведенных приводов.
Но так или иначе, по каким-то причинам у многих граждан автомобилистов остается множество вопросов, а именно, для каких целей, почему и зачем на тех или иных автомашинах используют различные виды приводов и компоновок. А также, из-за чего например, на некоторые малолитражные автомобили ставится передний привод а не задний, и действительно ли система полного привода (All Wheel Drive, AWD) не тоже самое, что допустим, технология 4WD (4×4)?
Тем гражданам, кто знаком с устройством автомобилей данная статья будет не очень интересна, так как она была написана именно для водителей-новичков, которые совсем недавно получили свои ВУ (водительские удостоверения) и не имеют ни малейшего представления о том автомире, в который он/она сегодня вступают.
В качестве небольшого отступления перед началом нашего повествования, хотелось бы заметить, что не все из нижеследующих утверждений обязательно должны быть верны. Современные технологии и гибридные силовые агрегаты а также передовые материалы, могут существенным образом повлиять на их применение сегодня, сравняв или наоборот разграничив тем самым их преимущества и недостатки в различных системах и типах приводов автомобилей.
Передний привод (FWD)
На сегодняшний день это наиболее распространенный тип привода. Комбинация- двигатель/коробка переключения передач- расположены спереди и зачастую поперек центральной оси автомобиля. Вся мощность, как следует из названия, направлена и идет на колеса передней оси.
Выделяется всего 6 (шесть) разновидностей переднеприводной компоновки:
-Двигатель установлен продольно, перед передней осью.
-Двигатель установлен продольно, за передней осью.
-Двигатель установлен продольно, над передней осью.
-Двигатель установлен поперечно, перед передней осью.
-Двигатель установлен поперечно, за передней осью.
-Двигатель установлен поперечно, над передней осью.
Также выделяют еще 3 (три) типа компоновки самого силового агрегата при переднем приводе, то есть:
Последовательная компоновка — двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси.
Параллельная компоновка — двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте.
«Этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией.
Преимущества переднеприводной компоновки
Прежде всего во главу угла таких преимуществ переднего привода можно поставить его дешевизну при использовании в массовом производстве, и его технологичность, которые могут быть достигнуты в автомашинах подобной компоновки. Из-за этого преимущества данное экономичное решение часто можно наблюдать (увидеть) на всевозможных малолитражных автомобилях.
Нет ни какой необходимости перебрасывать мощность на заднюю ось, а еще автоматически отпадает потребность в карданном вале который проходил бы вдоль всего автомобиля, поэтому на переднеприводных машинах вы не увидите большого трансмиссионного тоннеля, а заодно убирается и задний дифференциал, который обычно съедает некоторое количество пассажирского и багажного пространства.
Такая комбинация хороша особенно зимой, потому что весь вес двигателя нагружает передние ведущие колеса, что создает лучшее сцепление на заснеженных дорогах. Поскольку сама трансмиссия коротка, то потери мощности от этого небольшие, тем самым вы получите лучшую отдачу и эффективность, которая в итоге выразится в меньшем расходе топлива. В обслуживании такие переднеприводные автомобили также обходятся немного дешевле.
Минусы переднего привода
Ну в первую очередь надо сказать, что передние колеса на переднеприводных компоновках переживают и несут чрезмерные нагрузки, поскольку они должны передавать крутящий момент двигателя, управлять автомобилем и одновременно еще и гасить дорожные неровности. Добавьте к этому еще смещенный к передней оси центр тяжести (как мы уже говорили, двигатель и трансмиссия соединены вместе и максимально отодвинуты к переднему бамперу автомобиля), в конечном итоге мы столкнёмся с вами с плохой маневренностью. Радиус поворота у таких машин может быть больше, потому что угол поворота ведущих колес уменьшается (благодаря большому скоплению механических частей собранных в одном месте под капотом).
Ускорение будет также менее интенсивным, поскольку центр массы автомобиля при наборе скорости будет сдвигаться по направлению к задней оси на которую мощность не передается. Поэтому на таких автомашинах очень часто можно наблюдать пробуксовку передних колес, попросту говоря они теряют некоторый процент сцепление с дорогой.
Бок о бок с ухудшенным ускорением приходит и «силовое подруливание», которое на практике проявляется в той мере, как склонность автомобиля смещаться влево или вправо при ускорении. Случается это потому, что на переднеприводных автомобилях с поперечно установленными двигателями ставятся ШРУСы разной длины. Правый ШРУС может быть более длинный чем левый, или наоборот, соответственно машину начинает тянуть в разные стороны.
Такое можно наблюдать лишь при интенсивном разгоне, когда эффект становится не очень-то приятный, но опасности из себя не представляет.
И еще один минус переднего привода, это недостаточная поворачиваемость. Техническими словами говоря, если боковой увод передних колес больше, чем боковой увод задних, то и угол поворота относительно центра масс также уменьшается, это и называется недостаточной поворачиваемостью. В таком случае автомобиль распрямляет траекторию в повороте. Очень типичный вариант для данного типа машин.
В случае сноса передних колёс-
-На автомобилях всех типов: применить торможение двигателем и повернуть руль в сторону противоположную повороту, пока сцепление не восстановится. После этого надо снизить скорость и вписаться в поворот.
-Только для переднеприводного автомобиля: лёгкий снос можно скорректировать нажатием на сцепление.
Задний привод (RWD)
Как следует из самого названия, здесь двигатель располагается спереди, а мощность от него посылается на заднюю ось через карданный вал и дифференциал в центр задней оси. Эта классическая компоновка обычно используется на спортивных и дорогих автомашинах.
Ее плюсы
Прежде всего эта компоновка дает возможность инженерам «поиграть» с распределением веса машины, а это немаловажный фактор для спортивных машин да и вообще, для любых машин в целом.
Так как у этих автомобилей трансмиссия/дифференциал размещены позади двигателя, то добиться нужной развесовки бывает на порядок проще, чем в переднеприводном варианте.
Так как на передние колеса приходится меньший вес и подкапотное пространство «не загромождено» различными дополнительными элементами, то колеса могут поворачиваться на большие углы, что прилично улучшает управляемость автомобилем.
Среди плюсов заднего привода в первую очередь отмечаются проблемы переднеприводной компоновки, а именно: это меньший радиус поворота, лучшее поведение в поворотах, ускорение, отсутствует силовое подруливание, так как дифференциал расположен строго посередине оси между двумя колесами и оба приводных вала имеют одинаковую длину.
Минусы заднего привода
Прибавляется больше нагрузки и веса, так как вы получаете карданный вал и дополнительно трансмиссионный тоннель на всю длину автомобиля. Больший вес естественно означает: большую потерю мощности, снижение КПД и увеличение расхода топлива.
Если этого не достаточно, то пожалуйста,- дополнительные компоненты увеличивают конечную стоимость автомобиля, вы получаете меньшего пассажирского и багажного пространства вследствие появления вышеупомянутого тоннеля и дифференциала на задней оси, над которым обычно располагается багажник.
Кроме того, поскольку воздействующий на передние колеса вес уменьшается, то такие автомобили быстрее теряют сцепление на заснеженных дорогах и тем самым снижают безопасность самих поездок.
И наконец, дисбаланс распределения веса часто приводит к тому, что заднеприводный автомобиль имеет избыточную поворачиваемость и при определенных условиях может легко пойти в занос.
У этой «монеты» как говорится, есть две стороны, в неопытных руках такая избыточная поворачиваемость может быть опасной, водитель просто может потерять управление и это будет не самым приятным событием в его жизни. А может случиться и наоборот, при определенных знаниях и умениях можно получать огромное удовольствие от дрифта (1GAI.RU ПРЕДУПРЕЖДАЕТ! НИКОГДА И НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ НЕ ПЫТАЙТЕСЬ ПУСТИТЬ МАШИНУ В ЗАНОС НА ДОРОГАХ ОБЩЕСТВЕННОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ, ЭТО КРАЙНЕ ОПАСНО!)
Полный привод (4×4)
Эта система обычно используется в истинных off-road машинах предназначенных для бездорожья, которые нуждаются в максимальной передаче тяги на ведущие колеса.
Большинство из этих автомобилей в обычных условиях будут работать как классическая заднеприводная машина и это благодаря раздаточной коробке, а еще ее мощность может переходить на передние колеса при необходимости.
В некоторых автомобилях комбинация 4×4 может работать перманентно, что означает, что все колеса на двух осях получают постоянную мощность и крутящий момент на все колеса двух осей в равной степени одинаково.
Почему это хорошо?
Если говорить об этом прямо, то с автомобилями 4×4 скользкие участки дорог и бездорожье больше не будет являться проблемой, и все за счет равномерного распределения мощности по осям. Неплохой разгон тоже будет сопутствовать такому автомобилю по этой же самой причине.
У автомобилей 4×4 есть и минусы
Сложность такой системы и обилие дополнительных технических устройств приводят к потере мощности, к снижению КПД и к увеличению расхода топлива. Цена такого автомобиля, как вы понимаете, тоже высокая.
Разгон такого типа машины может порадовать динамикой, но о больших цифрах на спидометре в плане максимальной скорости даже и не думайте. Эта технология дает возможность реализации максимальной отдачи крутящего момента, но не лошадиных сил, как многим кажется. И чем быстрее вы будете ехать на полноприводном автомобиле, тем быстрее будет опустошаться ваш топливный бак. Аппетиты у полноприводных машин достаточно высоки.
Полный привод (AWD)
Система полного привода AWD распределяет мощность по всем колесам, но не всегда в равных пропорциях. Все четыре колеса начинают получать одинаковую мощность только в определенных ситуациях, которые для этого требуются. Такие например, как скользкая дорога или пересеченная местность. Данная система привода нашла себя как на внедорожниках, так и на автомобилях других типов и классов.
Плюсы и минусы системы AWD
Образно говоря эта AWD старается усидеть на двух стульях от чего страдает естественно качество. При скоростном движении или при движении на малых скоростях мощность «находит» наименее затратный путь от двигателя на колеса, чтобы минимизировать потери и увеличить КПД. Когда появляется потребность в мощности, а именно в ситуациях с резким ускорением или для того чтобы подняться на крутой подъем, то эта система автоматически переключается в режим распределения 50/50 на две оси, мгновенно переводя ваш передне- или заднеприводный автомобиль в 4WD.
Пытаясь быть лучшей сразу в двух ипостасях означает следующее, что вам придется идти на компромиссы. Эта технология делает необходимым постоянно «носить» с собой лишний вес. И еще, система AWD является более сложной системой. Она дороже в обслуживании и в ремонте, чем классический автомобиль с 4WD и по сравнению с ним менее надежна и долговечна.