Как это работает: вкратце об отличиях систем полного привода

Давно прошли времена, когда только техника для бездорожья могла похвастаться всеми ведущими колесами. Сегодня даже легковой автомобиль с полным приводом уже не редкость.

Современные варианты полного привода могут иметь различные конструкции и варианты их реализации. Это обусловлено условиями эксплуатации и поставленными перед автомобилем задачами. Одни изначально предназначены для передвижения по асфальтированным дорогам или поездкам за город без удаления от дорог с твердым покрытиям. Другие представляют собой утилитарную технику, способную погрузиться в грязь и доставить владельца в любую точку, предварительно заданную на карте.

Нужно понимать, что именно условия эксплуатации предъявляют требования к сложности конструкции и ее надежности, разным режимам работы и поведению автомобиля на дороге и, соответственно, производным от этого – стоимостью.

Принципиально любые полноприводные схемы можно разделить на две основные: постоянный полный привод (FullTime) и подключаемый полный привод (PartTime). Все остальные конструкции не более чем варианты исполнения.

Начнем с простого:

Схема PartTime. Автомобиль с постоянным задним приводом (иногда с передним), с возможностью подключения переднего привода (заднего). Межосевой дифференциал отсутствует.

Конструктивно самый простой вариант полного привода. При передвижении в особо тяжелых условиях в раздаточной коробке предусмотрена понижающая передача. Включение полного привода может осуществляться различными способами: рычагом, непосредственно связанным с раздаточной коробкой и электро или пневмоприводом. Для уменьшения расхода топлива, во время длительных пробегов по дорогам общего пользования, есть возможность отключения приводных валов от колес – механическими муфтами свободного хода (МСХ или «хаб»). Хабами можно управлять вручную или с помощью электропривода. Во втором варианте этой схемы используются электроприводы хабов.

Простота и надежность являются основными плюсами данной конструкции. Отрицательными моментами можно назвать возможность применения полного привода только в условиях бездорожья, скользких покрытиях, песках и снегу. При несоблюдении правил эксплуатации (езде на высоких скоростях и по асфальту с включенным полным приводом) увеличится износ элементов трансмиссии и резины.

В некоторых вариантах конструкции, для облегчения подключения переднего привода и ухода от применения хабов, применяются система разъединения одной из полуосей подключаемого моста. Это позволяет не передавать вращение от колес на карданный вал.

Полный привод по этой схеме ставится на ряд внедорожных автомобилей: Great Wall Haval, Jeep Cherokee (в стандартной комплектации - раздаточная коробка Command Trac), Jeep Wrangler, SsangYong Kyron, SsangYong Rexton (в комплектации с механической коробкой), Suzuki Jimny, УАЗ (все модификации).

FullTime 4WD – действительно постоянный и полный привод. Имеет три дифференциала (межосевой, передний межколесный и задний межколесный).

Варианты межосевого дифференциала могут иметь различное перераспределение крутящего момента. Классическим является соотношение 50/50. В современных автомобилях часто применяются несимметричные дифференциалы с отношением распределения момента 30:70 или 40:60. Для улучшения внедорожных качеств возможно применение различных систем блокировки центрального дифференциала. Наиболее распространенными являются: гидромеханические муфты с электронным управлением и вискомуфты. Особняком стоит самоблокируемый дифференциал типа Torsen. Так как он несет в себе чисто механическую конструкцию его работа не требует каких-либо дополнительных управляющих систем. Если автомобиль изначально предназначен для покорения бездорожья, в нем предусматривается принудительная полная блокировка центрального дифференциала и (зачастую как опция) заднего.

Полный привод по этой схеме ставится на ряд автомобилей: Land Rover Discovery, Land Rover Defender, Lada Niva, Jeep Grand Cherokee/WK (в комплектации с раздаточной коробкой NV245), Mercedes G-class (с 1989 года).

Псевдопостоянный полный привод. Широко используются в кроссоверах, которые производители называют автомобилями с постоянным полным приводом, но конструктивно они таковыми не являются. Скорее это обычная схема PartTime, но подключение происходит в автоматическом режиме.

Одними из первых на рынке появились системы с возможностью подключения второй оси с помощью вязкостной муфты. Одной из первых на своих автомобилях их внедрила компания Toyota. На ее примере и объясним как работает система.

Система была названа V-Flex Fulltime 4WD. Как уже отмечалось назвать ее полноценным полным приводом можно условно. Изначально межосевой дифференциал отсутствовал, а раздаточная коробка состояла из простого углового редуктора, соединенного с карданом. Перед задним редуктором установлена вязкостная муфта (V-Flex II). Когда передние колеса начинали пробуксовывать и возникала разность скоростей относительно задних, муфта замыкалась и соединяла кардан с входным валом редуктора. Если скорость передних и задних колес была равной машина оставалась переднеприводной. При относительно низкой стоимости конструкции, система имела ряд недостатков. Например: позднее и замедленное "срабатывание" вискомуфты, невозможность полной блокировки, потенциальная опасность при активной езде, низкая долговечность и надежность самой вязкостной муфты.

Столкнувшись с вышеуказанными проблемами, производители задумались над устранением недостатков, и свет увидели системы, где за включение полного привода стала отвечать управляемая электроникой гидромеханическая муфта. Принцип включения полного привода немного изменился.

Передача крутящего момента осуществляется с помощью пакета фрикционных дисков, сжимаемых гидравликой. Степень сжатия пакета меняет передаваемый через муфту момент, вплоть до 100%. Появился блок управления, позволяющий временно подключать задний привод не только при пробуксовке, а и в зависимости от условий движения. Муфта также позволяет дозировано распределять момент, подавая на вторую ось усилие в разных пропорциях. До момента срабатывания системы привод машина остается моноприводной. Но полностью избавится от недостатков, не удалось и здесь. При частых срабатываниях или нагрузках, муфта может перегреться и на время отключиться.

Примером такого устройства является муфта Haldex - одна из самых распространенных конструкций, применяемых в системах полного привода. При этом она развивается и совершенствуется. Свет увидело уже 5-е поколение муфт.

Принцип работы муфт Haldex разных поколений одинаков, отличается лишь способ создания рабочего давления в гидравлике и системах управления. В первом и втором поколениях Haldex разница скоростей вращения передней и задней осей автомобиля использовалась для работы насоса, создающего рабочее давление масла, а в IV и V поколениях давление в гидросистеме муфты создается электрическим насосом. 

Передаваемый крутящий момент корректируется блоком управления полного привода, получающего и анализирующего информацию от большого количества датчиков. Разность скоростей вращения колес осей перестала быть ключевой для включения полного привода. Появилась возможность включать муфту заранее. Например, при резком разгоне. Вообще система работает настолько корректно и плавно, что ощутить момент включения/выключения полного привода практически невозможно. Автомобиль остается полноприводным всегда, когда этого требуют дорожные условия. 

Полный привод с гидромеханическими муфтами - идеальное решение по конструкции и стоимости. Благодаря ему любой преднеприводной автомобиль с минимальными затратами можно сделать полноприводным. Это неплохой вариант для автомобилей, которые большую часть времени передвигаются по дорогам с твердым покрытием и самое серьезное бездорожье для них - грунтовка по дороге на дачу. Полный привод им скорее нужен для улучшения управляемости при скоростном маневрировании на скользких поверхностях. Серьезные препятствия этим машинам не под силу. При длительном передвижении по плохим дорогам чувствительная гидромеханическая муфта перегревается, и датчики безопасности подают сигнал на отключение. В этом случае машина из полноприводной превращается моноприводную. Это может быть неприятным сюрпризом где-нибудь посреди лужи или снежной целины (чем это чревато - мы узнали при езде по снегу на Ferrari FF). Да и в рабочем состоянии муфта не может передать 100 процентов крутящего момента. Поэтому, все-таки для серьезных внедорожников нужны другие варианты включения полного привода.

Полный привод по этой схеме ставится на ряд автомобилей (Haldex или аналогичные собственные разработки): BMW X5 с 2004 года (система XDrive), Chevrolet Captiva, Ford Kuga, Infiniti EX/QX/FX35, Honda CR-V, Hyundai Santa Fe (с 2007 года), Hyundai Tucson, Kia Sportage (с 2004 года), Nissan X-Trail (постоянный привод на передний мост, задний подключается при проскальзывании переднего)

Одной из лучших по исполнению, но достаточно сложной технически является разработанная компанией Mitsubishi система Super Select. Японцы из Mitsubishi первыми среди соотечественников применили на внедорожниках схему "отключаемого" полного привода с межосевым дифференциалом.

Конструкция оказалась настолько удачной, что ее повторила компания Toyota. Были внесены незначительные изменения, и под собственным названием MultiMode она увидела свет на ее моделях.

Совмещение возможности постоянно ездить на полном приводе (присутствует центральный дифференциал) и возможность отключать его для экономии топлива сделала этот вариант полного привода одним из лучших для современного автомобилиста. На серьезном же бездорожье достаточно включить принудительную блокировку межосевого дифференциала, чтобы превратить машину в «танк», способный на серьезные поступки.

Соединив все варианты полного привода в одной системе, конструкторы дали водителю неограниченную свободу выбора. В зависимости от его пожеланий, такая конструкция из обычного PartTime, легко превращается в FullTime 4WD и наоборот.

Полный привод по этой схеме ставится на ряд автомобилей: Mitsubishi Pajero Sport (последнего поколения), Mitsubishi Pajero, Lexus / Toyota Land Cruiser (некоторые модификации)

Сейчас мы дали общую информацию о системах полного привода. И,  скорее всего,  наш читатель, ознакомившись с ней, может серьезно задуматься, - «а что же нужно мне»? Первое и, пожалуй, основное - подумайте, где и как вы будете эксплуатировать автомобиль.

Любителю скоростной езды нужен легковой автомобиль с постоянным приводом, предпочтительно, с электронным управлением. Если вы эксплуатируете машину в умеренном режиме, а полный привод вам нужен как страховка в зимнее время - автомобиль с подключаемым полным приводом (как в ручном, так и в автоматическом режиме) вполне может стать вашим выбором. Любителям активного отдыха и выезжать на рыбалку лучше присмотреть автомобили с возможностью «жесткого» включения полного привода или блокировки центрального дифференциала и с наличием понижающего ряда в раздаточной коробке. Помните, полноприводный автомобиль всегда стоит дороже, чем его аналог с моноприводом. Хорошо взвесьте все за и против, прежде чем сделать окончательный вывод.

http://autoportal.ua/articles/kaketorabotaet/27106.html