Полный привод

Сегодня, когда внедорожники и кроссоверы на подъеме, стремительно растет популярность полного привода. У него много преимуществ и мало недостатков, прежде всего это повышает комфорт и безопасность. Такой привод может быть реализован несколькими способами – на внедорожнике он работает иначе, чем на обычном автомобиле.

Первая конструкция такого типа появилась в 1824 г., когда Тимоти Берстилл i Джон Хилл построил паровой автомобиль с полным приводом. К сожалению, их прототип взорвался через три года…

Еще одним прорывом стали проекты гениального конструктора — Фердинанд Порше, который в 1900 году спроектировал для Jakob Lohner & Co прототип автомобиля с двигателями в ступицах колес, а позже автомобиль с четырьмя электродвигателями и двигателем внутреннего сгорания (т.е. это была конструкция, аналогичная той, что используется сегодня в гибридах и электромобилях ).

Первым настоящим автомобилем, оснащенным приводом 4×4, стал голландский Spyker 1902 года выпуска, в котором впервые был использован центральный дифференциал, передающий мощность от бензинового двигателя на колеса.

Наибольший прогресс в области полноприводных автомобилей произошел во время Второй мировой войны с появлением американского автомобиля Willys, который определил концепцию внедорожника. В свою очередь, популярность этого решения в легковых автомобилях в основном обусловлена ​​Audi, которая в 1980 году показала автомобиль с постоянным полным приводом (версия quattro), и японской Subaru, последовавшей за аналогичными решениями.

4 × 4 имеет много названий

Для любителей бездорожья полный привод незаменим, для этого он и был изначально придуман. Благодаря ему диаметрально повышаются внедорожные качества автомобиля, то есть умение преодолевать препятствия. Такой драйв очень это также положительно влияет на тягувот почему он так часто используется в спортивных автомобилях. С 4×4 на скользкой дороге обычно легче двигаться, а в повороте заносы позже. Но и рядовые водители часто сталкиваются с ситуациями, когда наличие полного привода недооценивается. Достаточно немного снега на улицах, и сразу видно, какие машины имеют поддержку 4×4. Такое решение значительно повышает безопасность вожденияпотому что каждое колесо имеет гораздо больший запас сцепления. Даже если один из них начнет терять сцепление с дорогой, остальные три позаботятся о передаче движущих сил на асфальт. Кроме того, эффект пробуксовки колес сведен к минимуму, благодаря чему шины изнашиваются медленнее, и машина легко тронется с места даже в непогоду. Однако розы без шипов не бывает – у 4×4 есть и недостатки. Автомобили, оснащенные ими, дороже, дороже в обслуживании, тяжелее и, как правило, немного больше горят.

Наиболее распространенные на рынке приводы 4×4 можно разделить на три основные категории:

• активируется вручную — характерно для настоящих внедорожников и пикапов;

• фиксированная с центральным дифференциалом — часто используется в автомобилях со спортивным уклоном;

• включается автоматически — в настоящее время безусловно самый популярный, используется в основном в модных кроссоверах и внедорожниках.

Однако будущее за автомобилями, в которых каждое колесо будет приводиться в движение отдельным электродвигателем.

с дороги

Ручной привод 4×4 — это тот, который водитель активирует рычагом или кнопкой. Когда автомобиль движется по дороге с хорошим сцеплением, весь привод передается на одну ось, обычно на заднюю ось. Однако, попадая в глубокую грязь, песок или другой рыхлый грунт, чтобы не «зарываться», мы сами включаем привод переднего моста. Центрального дифференциала в системе нет, привод от двигателя будет идти на т.н. раздаточная коробка и там она направляется на отдельные оси — что важно, жестко, т.е. скорость вращения на отдельных осях дифференцировать нельзя. Именно поэтому автомобили, оснащенные такой системой, не могут ездить по обычным дорогам с прикрепленным 4×4. На твердой дороге передний и задний мосты должны двигаться с разной скоростью, поэтому привод 4×4 должен быть отключен. Часто включение 4×4 требует остановки автомобиля.

На внедорожниках распределительная коробка обычно оборудована редуктор, дополнительная коробка передач, расположенная за коробкой передач, которая в режиме бездорожья снижает скорость вращения колес примерно вдвое, увеличивая при этом на столько же крутящий момент привода. В лучших внедорожниках дифференциал может быть дополнительно заблокирован, что еще больше повышает внедорожные качества.

Также на рынке есть автомобили с центральным дифференциалом, с помощью которого можно отключить передний привод. Это решение используется, например, Mitsubishi в модели L200. В данном случае речь идет о смешанном приводе. Преимуществом ручного полного привода является нетехнологичная конструкция. Так как все самые важные элементы механические — ремонтировать их проще и дешевле, с электроникой тоже проблем нет.

Машин с системой 4×4, активируемой вручную, становится все меньше. Одно из самых интересных предложений — по-прежнему надежный Toyota Land Cruiser (также можно найти версии с постоянным приводом 4×4). Помимо возможности блокировки межосевого или заднего дифференциала и понижающей передачи, езде по бездорожью способствует инновационная система CRAWL, способная заменить водителя при подъеме в гору. Мы задаем желаемый темп движения автомобиля в гору или темп спуска, а CRAWL сам заботится о подтормаживании каждого колеса, чтобы не было потери сцепления с дорогой. Jeep Wrangler также является классикой среди полноприводных автомобилей с механической коробкой передач. Среди пикапов стоит обратить внимание на новый Nissan Navara, умело сочетающий в себе черты внедорожника и внедорожника. Стандартно движущая сила идет на заднюю ось, но водитель может жестко закрепить передние колеса, включить редуктор и заблокировать заднюю ось.

Лучшая тяга

Постоянный привод на обе оси, основанный на межосевом дифференциале, является наиболее сложным и дорогим решением, но обеспечивает наибольшую устойчивость движения. Ключевым компонентом этой технологии является центральный дифференциал (также называемый центральным дифференциалом). Он получит привод от двигателя, который затем постоянно передается на переднюю и заднюю часть. Кроме того, можно различать скорость передней и задней осей (например, при прохождении поворотов). В современных автомобилях мы чаще всего встречаем два типа дифференциалов — классический с фиксированным распределением моментов или тип Торсенв котором распределение движущей силы зависит от нагрузки на оси. В первых используются либо простые конические механизмы и тогда крутящий момент делится 50:50, либо более сложные планетарные механизмы, распределяющие крутящий момент в неравных пропорциях, например 60:40.

Дифференциал Torsen известен в первую очередь по моделям Audi quattro (с продольно расположенными двигателями, у тех, у которых с поперечной установкой 4×4 он присоединяется автоматически). Согласно названию, которое происходит от слова «определение крутящего момента», Torsen способен обнаруживать изменение различных скоростей между осями (например, когда мы заносились) и самостоятельно регулировать распределение движущей силы — большая ее часть всегда направлена. к оси с лучшим сцеплением. Благодаря этому привод передается очень плавно, а машина как будто приклеивается к дороге.

Он одинаково известен Симметричный полный привод, разработанный компанией Subaru 40 лет назад (Subaru Leone 4WD был первым массовым полноприводным легковым автомобилем). Коробка передач вместе с передним дифференциалом и полуосями равной длины расположены в оси автомобиля, как и карданный вал, идущий к заднему дифференциалу, и задняя главная передача и задние карданные валы, также равной длины. Второй характерной особенностью системы SAWD является то, что она монтируется как можно ниже и в то же время располагается как можно дальше назад. В результате центр тяжести всего автомобиля расположен крайне низко и близко к геометрическому центру автомобиля, что уменьшает поперечный и продольный наклон автомобиля. SAWD можно найти, среди прочего в Subaru WRX STI, Impreza или Forester.

Интересный патент на тему постоянного привода 4×4 был недавно анонсирован компанией Ford по случаю премьеры нового Focus RS. Я имею в виду систему полного привода Ford Performance. Он основан на двух муфтах с электронным управлением по обеим сторонам заднего дифференциала. Они управляют не только распределением крутящего момента между передней и задней осями, но и распределением крутящего момента между правым и левым колесами на задней оси. Благодаря этому они обеспечивают так называемую векторизация крутящего момента, которая оказывает огромное влияние на поведение автомобиля в поворотах и ​​устойчивость в повороте.

Постоянный привод 4 × 4 также можно найти, среди прочего. для Mitsubishi Lancer Evolution, Land Rover Discovery и Defender, Porsche 911 Carrera, Kii Sorento, Jeep Grand Cherokee (Select-Trac) и Mercedes 4Matic (продольные двигатели).

Эффективно и удобно

Подавляющее большинство автомобилей с названием 4×4 (обычно производители используют свою маркетинговую символику, например BMW использует названия xDrive, VW 4Motion, Mercedes 4Matic; однако чаще всего мы встретим AWD или 4WD), имеют автоматический полный привод. системы привода. Это решение довольно простое и становится все более и более эффективным. Привод передается от двигателя на одну ось, и если выясняется, что у автомобиля проблемы с тягой, часть его переходит на другую ось через дополнительную муфту, обычно устанавливаемую на осевой дифференциал. Этого достаточно для повседневного использования, например, в городе или для движения по пересеченной местности. Это поможет нам как при скольжении, так и при выезде с заснеженной соседней улицы.

Раньше его обычно использовали вязкостная муфтакоторые включались автоматически при возникновении разницы в скорости. Сегодня за это отвечает электроника, которая позволяет системе работать в нескольких режимах – поэтому часто в автомобилях с автоматически присоединяемой 4×4 мы встречаем характерные ручки с обозначениями Auto, 2WD, 4WD, Sand, Rock и т.д. В отличие от постоянных приводы, где их распределение решает в первую очередь текущая тяга и механика, в автоматических 4×4 этим управляет управляющее устройство (гидравлическое или электронное), так что система может даже заранее среагировать до пробуксовки колес. Муфта с электрическим или электромагнитным управлением передает около 60% крутящего момента на заднюю ось при устойчивой езде, а в момент заноса плавно увеличивает передачу крутящего момента на переднюю ось. Также можно форсировать соотношение 50:50 — машина ведет себя так, как если бы у нее был постоянный привод 4×4 без межосевого дифференциала. Электрическое сцепление можно найти, среди прочего в автомобилях группы BMW с системой xDrive.

Наиболее передовым решением в случае гидропривода является муфта халдекс. Муфта, включающая привод, сжимается поршнем, который приводится в действие давлением масла. В последнем, пятом, поколении Халдекс используется специальный электронасос, который сам регулирует давление, а работой управляет 16-битный контроллер, учитывающий сигналы системы ESP и двигателя. Haldex имеет существенное преимущество перед электрическими решениями — он может передавать на колеса в два раза больший крутящий момент, даже 3000 Нм.

Присоединяемый привод 4 × 4 встречается в большинстве внедорожников, кроссоверов, компактных автомобилей и автомобилей среднего класса. Это решение относительно дешевое, все более эффективное и простое в применении. Отключение одной оси также снижает расход топлива. Недостатки? В старых системах этого типа он работает с заметным запаздыванием и способен передавать недостаточную движущую силу. Кроме того, его не следует интенсивно использовать на пересеченной местности, так как он склонен к перегреву.

4 × 4 под напряжением

На наших дорогах появляется все больше гибридных и электрических автомобилей, что также влияет на развитие технологии 4×4. В гибридах мы можем встретить привод, реализованный таким образом, что передняя ось приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, иногда с электрическим усилителем, а задняя ось приводится в движение независимым электродвигателем. Между осями отсутствует механическая связь, что значительно упрощает конструкцию, а также позволяет работать в разных режимах. В случае с полностью электрическими автомобилями говорить о полном приводе на самом деле сложно — просто на каждую ось, а иногда даже и на каждое колесо приходится отдельный электродвигатель. Электрическим приводом на одно колесо оснащены, например, Mitsubishi Outlander PHEV, гибридные Peugeot 3008 и 508, Lexus RX и NX и новый Volvo XC 90 T8. Среди полноприводных электромобилей лидируют автомобили Tesla — модели S и X.