2018-12-15 Полный привод

Полный привод предполагает раздачу крутящего момента на все 4 колеса

Одна из схем, которая применяется, например, на Лада Нива 4х4, Рено Дастер 4х4, прочих моделях и комплектациях, предполагает раздачу крутящего момента на все 4 колеса. Это полный привод. Он и обозначается на легковых машинах как 4х4. На прочих транспортных средствах бывают и 6х6, 8х8, иные варианты. Все напрямую зависит от количества осей и колес. На легковых машинах осей две, колес ведущих четыре, поэтому и 4х4. В мире легковых автомобилей с иной компоновкой на пальцах одной руки, например, тот же Mercedes-Benz G63 AMG 6x6.

Полный привод на разных моделях отличается конструкционно, но распространенных схем всего три. Отметим следующие виды: подключаемый полный привод, автоматический полный привод, постоянный полный привод. Есть и другие, тот же комбинированный, он сочетает в себе несколько из трех обозначенных или гибридный.

Вариаций на тему бывает множество, у каждой компании своя схема, наиболее распространенные системы полного привода: xDrive, 4matic, 4motion, Quattro.

В ходе эксплуатации полноприводная трансмиссия требует техобслуживания и ремонта. На нашем автопортале предлагаем подобрать автосервис в Казани, где выполнят все необходимые работы, то есть обслужат и отремонтируют:

Хендай полный привод;
УАЗ полный привод;
Ниссан полный привод;
КИА полный привод;
Тойота полный привод;
полный привод других моделей.

Еще у нас представлена информация о продавцах, которые предлагают купить все необходимые запчасти для обслуживания и ремонта трансмиссии, ее полного привода.

Остановимся кратко на специфике полного привода, его конструкционных особенностях, компонентах и схеме работы.

Особенности конструкции

Итак, чтобы разобрать как действует полный привод, чем он отличается, необходимо рассмотреть конструкционные элементы, их различия и конфигурацию, принцип действия и предназначение.

Схемы передачи крутящего момента

Начнем со способа передачи заданного крутящего момента. В целом на легковых машинах с одной ведущей осью используется две схемы. Первая предполагает компоновку, где ведущий мост и двигатель располагаются в одном месте и используется прямая передача крутящего момента от силового агрегата, через коробку передач, непосредственно на привод ведущих колес. Например, это переднемоторная, переднеприводная компоновка или заднемоторная, заднеприводная компоновка, есть и другие. Все просто.

Сложнее когда двигатель стоит в одном месте, а ведущий мост в другом, например, классика жанра, переднемоторная, заднеприводная компоновка. Здесь возникает необходимость использования промежуточного соединения для передачи крутящего момента от мотора к мосту, непосредственно на определенном расстоянии.

И вот тут на помощь приходит карданная передача. Она состоит из таких элементов как нескольких карданных валов и шарниров, иногда промежуточной опоры и ряда дополнительных компонентов. Схемы подключения встречаются различные. Неизменно одно – именно карданная передача передает заданный крутящий момент от ДВС на второй мост.

Причем тут полный привод? Да все достаточно просто. В схеме 4х4 крутящий момент от силового агрегата на одну ось, там где он стоит, зачастую это передний, а очень редко и задний мост, передается напрямую, а на удаленный мост посредством кардана. То есть карданная передача это один из базовых компонентов, которые включает трансмиссия полноприводной легковой автомашины, где на все колеса крутящий момент передается от мотора.

Исключения есть. Это те случаи когда на ведущие колеса подключаемой оси подается не крутящий момент от силового агрегата, а мощность. Иначе говоря, колеса на одной оси задействуются путем передачи крутящего момента от силового агрегата, а вторая ось с мотором никакой связи не имеет.

Схемы реализуются разные, очень редко применяется гидропривод и гидромоторы, чаще электропривод и электромоторы. Иными словами схема полного привода выглядит таким образом, что один ведущий мост работает от ДВС, а второй от гидромоторов или электромоторов. Экзотика, конечно, но гибридные полноприводные системы с электромоторами встречаются.

Актуальность использования дифференциалов

Автомобиль не железнодорожный транспорт, по прямой не перемещается. Любой легковой машине приходится маневрировать, совершать повороты. В этом и проблема. Суть в том, что когда автомобиль передвигается по прямой, существующая скорость двух противоположных колес равна. В ходе выполнения поворота данный параметр становится разным, так как колесам приходится пройти различную дистанцию. Внутренний радиус меньше внешнего радиуса, а значит внутреннее колесо преодолевает меньшее расстояние, чем внешнее. Если связь жесткая и мощность одинакова, то для внутреннего колеса текущая скорость избыточна, а для внешнего недостаточна. В итоге одно колесо буксует, а второе скользит. В жесткой связи угловая скорость на двух колесах не бывает разной. Как итог – повышенная нагрузка на компоненты, которые включает трансмиссия, полная или частичная потеря управляемости, повышенный износ шин. Мы к этому еще вернемся.

С этой проблемой справились давно и стали устанавливать дифференциал. Этот узел по конструкции планетарная передача. Она позволяет перераспределять имеющийся крутящий момент. В итоге меняется угловая скорость, наружное колесо начинает вращаться быстрее, а внутреннее медленнее.

Формула простая. Мощность (N) – это произведение крутящего момента (M) на угловую скорость (ω), выглядит так N=M·ω. Вот если нарушается это равенство, то начинает работать дифференциал. Три значения находятся в прямой зависимости. Чем выше мощность, тем больше угловая скорость и в обратном порядке. Значение передаваемого крутящего момента зависит от текущих характеристик работы трансмиссии и ее компонентов. Дифференциал обязательно устанавливается на ведущий мост. Так как данный узел соединяет приводы двух колес, то его принято именовать межколесным.

Если привод 4х4, то ведущих мостов пара, значит и межколесных дифференциалов два. Это второй обязательный узел, входящий в полный привод.

Теперь об исключениях и карданной передаче. На колеса кое-когда подается не крутящий момент, а непосредственно мощность от электрического двигателя. В таком случае необходимости в межколесном дифференциале нет. Какая потребуется угловая скорость ведущего колеса в определенный момент – такой и будет. За это отвечают датчики, электромотор или у каждого колеса свой электродвигатель, включается когда нужно. Мощность регулируется, а значит меняется и угловая скорость.

Обычный свободный дифференциал, который предназначен для видоизменения значения угловой скорости колес, соответственно начинает спасать ситуацию. Передает всю мощность или большую ее долю на колесо, которое либо проскальзывает, либо зависло в воздухе.

Выход из ситуации нашли. Имя ему – блокировка дифференциала. Ее рассмотрим подробнее ниже, отметим что она используется не всегда. А суть блокировки в том, что она отключает, частично или жестко полностью, дифференциал. В результате перераспределения мощности нет или она снижена и то колесо, что обладает сцеплением с дорогой, заставит машину ехать.

В силу этого полный привод предполагает наличие блокировки дифференциала. В нашем случае она зовется межколесной блокировкой дифференциала, зачастую присутствует на межколесном дифференциале задней оси, где стоят ведущие, но неуправляемые, как правило, о системах подруливания не будем, колеса. На передней оси с управляемыми колесами блокировка межколесного дифференциала используется нечасто. Это то же самое что машину оставить без дифференциала, с жесткой, прямой обратной связью и отсутствием возможности эффективно менять угловую скорость. Об этом уже говорили, износ трансмиссии, ходовой, в том числе шин, потеря управляемости.

И последнее что отметим. Иногда используется имитация блокировки дифференциала с применением элементов тормозной системы.

Циркуляция мощности и все что с ней связано

Идем далее. Теперь поговорим еще об одной особенности. В полном приводе, когда два моста и оба ведущих, крутящий момент перераспределяется между ними. Если задние и передние колеса одинакового диаметра, а так и есть за редким исключением, то при выполнении маневров, повороте, уходе влево или вправо текущая скорость колес переднего моста больше чем задних. Если мосты взаимосвязаны жестко между собой, проявляется циркуляция мощности, ее часто зовут паразитной. Растет расход топлива, увеличивается износ элементов трансмиссии, ходовой части, тех же шин, двигателя. Что с этим делать? Решений нашли несколько.

Одно из них – использовать только один ведущий мост, а второй подключать по мере необходимости либо вручную, для этого используется раздаточная коробка, либо автоматически, например, с использованием вискомуфты, электромагнитной муфты, иначе говоря многодискового управляемого электроникой сцепления, либо другим способом.

Еще один вариант – использовать межосевой дифференциал между парой мостов, для разделения мощности между ними.

Современный инновационный способ – не применять передачу крутящего момента с одного моста на другой, а ставить дополнительный электрический мотор или один, или на каждом из двух колес обособленный.

Это что касается теории. Теперь немного об особенностях конструкции раздатки, дифференциалов и муфт.

Раздаточная коробка

Итак, полноприводные трансмиссии подразделяются на следующие виды: подключаемый полный привод, автоматический полный привод, постоянный полный привод.

Раздаточная коробка, она же раздатка, обязательно ставится на внедорожники с полным постоянным приводом. Встречается она и на моделях с подключаемым в ручном режиме полным приводом. А вот на машинах с автоматическим полным приводом зачастую используются либо другие решения, либо комбинация раздаточной коробки с дополнительным устройством.

Раздаточная коробка – узел, востребованный для перераспределения или отбора крутящего момента от мотора на ведущие колеса. Это в самом простом исполнении, которое сейчас встречается повсеместно.

Очень редко на современных машинах раздатка – коробка передач. То есть существует возможность изменять передаточное число для повышения или понижения крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса. Такой механизм называют демультипликатором или «понижайкой». Количество передач отличается, но зачастую одна понижающая, другая повышающая (прямая, высшая) и нейтральное положение. Хотя редко, сейчас такая схема практически не используется, но есть вариант когда еще есть дополнительная понижающая передача. В целом раздаточных коробок с демультипликатором все меньше.

Следующая важная деталь. В раздатке может устанавливаться межосевой дифференциал, чтобы избежать циркуляции мощности. Два вида. Один симметричный, крутящий момент подается на обе оси 50х50, другой несимметричный, например, 60х40. Правило одно. Зачастую величина подаваемого при помощи карданной передачи крутящего момента не бывает больше, чем значение крутящего момента на ведущей оси, где стоит силовой агрегат, или в равном объеме, или на подключаемую ось меньше. Хотя многое зависит от конструкции самого дифференциала. Об этом ниже.

Возникает проблема, связанная со спецификой работы свободного дифференциала. Работает то же правило что и в ситуации с колесами, размещенными на ведущем мосту. Если одно из четырех колес на обоих ведущих мостах начнет проскальзывать или повиснет, всю мощность межосевой дифференциал перенаправит на это колесо. Далее по аналогии с работой межколесного дифференциала. Машина не сдвинется с места или произойдет неуправляемый занос, повышенный износ трансмиссии, ходовой части.

Оттого, как и в ситуации с дифференциалом межколесным, используется блокировка межосевого дифференциала. В качестве примера Лада Нива 4х4, у нее раздатка с межосевым дифференциалом, который блокируется на пониженной и повышенной передаче.

Есть раздаточные коробки без межосевого дифференциала. Тогда варианта два. Либо жестко подсоединяются две ведущие оси, либо ставится вспомогательное устройство для подачи крутящего момента на подключаемую ось. Это устройство и реализует функции, решает задачи межосевого дифференциала.

По принципу действия раздатка передает крутящий момент:

непрерывно между парой мостов (полный постоянный привод);
только по мере необходимости (шофер самостоятельно включает второй мост);
автоматически (работает в паре с другими устройствами, например, электромагнитной муфтой как Рено Дастер 4х4);
с использованием комбинированных вариантов.

Также некоторые раздатки способны отключать один из мостов или приводные валы колес, то есть в один момент автомашина с полным приводом, в другой с задним, а в третий с передним. В современных автомобилях, как правило, за это несет полную ответственность электроника и целый ряд датчиков. Они учитывают текущую скорость, крутящий момент и ряд других параметров и на основании этого принимают соответствующее решение.

И последнее на что стоит обращать внимание – как раздаточная коробка включается. Классика жанра – рычаг и механическая передача усилия, никакой электроники, как у Лада Нива 4х4, надежная схема, но со своими нюансами. Как правило, в такой раздатке нет синхронизаторов, приходится останавливаться, чтобы включить блокировку, пониженную или повышенную передачу или включить мост.

Автоматический режим предполагает наличие гидропереключателя или сервопривода. За все несут ответственность датчики, блоки управления и полный привод работает без участия водителя.

Третья схема, комбинированный, селективный вариант. Есть в салоне кнопки или шайба, при их помощи включается второй мост или доверяется все электронике, это так называемый автоматический режим. Рено Дастер 4х4, например, функционирует именно по такому простому алгоритму.

Дифференциалы и устройства их заменяющие

Планетарная передача – один из базовых компонентов традиционного полного привода. На модели с полным приводом и парой ведущих осей устанавливается до трех дифференциалов (пара межколесных на мостах и один единственный межосевой).

В ряде схем межосевой дифференциал не предусмотрен, а в ряде его функции исполняют другие устройства. И совсем экзотика когда нет одного из межколесных дифференциалов и нет межосевого дифференциала (системы с электродвигателями, гибридные).

Также редкий случай когда на легковом автомобиле три оси, тогда еще речь идет о межтележечном дифференциале. Так у Mercedes-Benz G63 AMG 6x6 дифференциалов пять – три межколесных, межосевой и межтележочный.

Теперь о конструкционных особенностях. Традиционный свободный дифференциал, как правило, межколесный, реже межосевой – механический, группа из нескольких шестерен, которые имеют ведущий вал, косозубое, цилиндрическое, коническое, гипоидное или другой вид сцепления, а еще и сателлиты.

В отдельных случаях, на межосевых свободных дифференциалах, реже на межколесных, используется блокировка. Зачем она требуется – уже объяснили. То есть, если проще, чтобы вся мощность не поступала на одно ведущее колесо, которое либо проскальзывает, либо подвешено. Блокировка бывает полной (устанавливаются локеры) или частичной (их еще называют самоблоками или на английский манер LSD). Схемы управления применяются:

механическая (обычный рычаг);
электрическая, электронная (редуктор);
гидравлическая (гидроцилиндр);
пневматическая (пневмоцилиндр).

На текущий момент от свободных с принудительной, жесткой блокировкой межосевых дифференциалов отступают в пользу самоблокирующихся и с электронным управлением. Подразделяются они по принципу действия на несколько типов. Первый выполняет свои функции при изменении текущего крутящего момента, второй – при разности угловых скоростей и третий комбинированный. Разновидностей множество, отметим следующие:

многодисковая фрикционная муфта (иногда многодисковое сцепление) с электронным типом управления, электро- или гидроприводом;
вискомуфта, она же вязкостная муфта с полуосями, дисками и боковыми шестернями, одна из разновидностей фрикционной дисковой муфты с дилатантной жидкостью (со специальными добавками, силиконом);
червячный (на основе червячной передачи);
винтовой (один из видов червячного);
кулачковый (с плунжерами и звездочками);
шариковая муфта, в том числе Нестерова и Красикова;
с героторным насосом.

И это далеко не все LSD. Отметим три вида по принципу действия, подключения блокировки:

первый, выполняет свои функции при видоизменении величины крутящего момента, это червячный, винтовой, дисковый самоблоки;
второй – LSD, у которых блокировка подключается при изменении угловой скорости, вязкостная или обгонная муфта, устройства с героторным насосом;
третий – промежуточный вариант между двумя первыми, это кулачковые самоблоки дифы Нестерова и Красикова.

Рассмотрим обозначенные виды самоблокирующих дифференциалов кратко, по порядку.

Дисковые самоблоки

Фрикционная многодисковая муфта – наиболее распространенная разновидность дифференциалов на сегодняшний день. Наиболее яркий и узнаваемый ее представитель муфта Haldex. Не вдаваясь в тонкости конструкции. Устанавливается на легковые машины с переднемоторной компоновкой. В конструкции есть один или пара пакетов фрикционов (дисков из стали, это и есть фрикционные муфты, базовый конструкционный элемент).

Принцип работы следующий. На постоянной основе работает только одна ось. Когда совершается изменение крутящего момента и/или угловой скорости по команде системы электронного управления на основании информации целого ряда датчиков, фрикционы сжимаются и таким образом подключается второй мост. Когда дорожная ситуация стабилизируется, пакеты фрикционов разжимаются и связь прерывается.

Ряд муфт, правда, предполагает не только автоматическое, но и полуавтоматическое управление, то есть в принудительном порядке связь между задним редуктором и карданом не прерывается, но только до определенной конструкционными особенностями скорости. Стоит «защита от дурака» и электронная система управления связь прерывает сама.

Для отбора мощности с ведущего моста в преобладающем числе случаев используется конический угловой редуктор. Это раздаточная коробка без межосевого дифференциала.

Выделим пару очень важных, актуальных моментов. Момент первый. В отдельных муфтах крутящий момент в небольшом объеме, он не превышает 10 % (как правило, чуть больше, чуть меньше), постоянно передается на подключаемый мост. Осуществляется это для того, чтобы муфта срабатывала быстрее. Тут хитрые маркетологи вставляют свои пять копеек и указывают что привод полный постоянный. Уличить во лжи нереально, физически на самом деле так, хотя лучше использовать термин адаптивный привод.

Настоящий «честный» постоянный полный привод – крутящий момент 50 на 50 между мостами, свободные межосевой и пара межколесных дифференциалов с возможностью механической блокировки, два постоянно подключенных моста, которые отключить невозможно. Это если, конечно, не вносить конструкционные изменения. И Ниву заднеприводной умельцы делали.

Следующий момент. Любой тип привода на все четыре колеса с фрикционными муфтами при максимальной полной нагрузке не может быть постоянным длительный период времени, иначе выйдут из строя фрикционы. В некоторых случаях муфта может просто «сгореть», поэтому и отключается автоматически.

Схем фрикционных муфт множество, отметим основные. Первой у нас появилась вязкостная муфта, она же вискомуфта. Вот с нее и начнем. Два пакета фрикционов, один на кардане, второй связан с межколесным дифференциалом. И есть дилатантная кремнийорганическая жидкость, она состоит из силикона и других компонентов с повышенной вязкостью. Принцип работы заключается в следующем. Когда колеса ведущего моста начинают пробуксовывать, фрикционы на кардане вращаются быстрее, перемешивают жидкость. Она сгущается, твердеет, обеспечивая тем самым устойчивую связь с фрикционами, соединенными с межколесным дифом в заднем редукторе. Задний мост подключается. Когда передача крутящего момента выравнивается, жидкость возвращается в исходное состояние и связи между фрикционами прерывает, мост отключается. Вискомуфта проста, дешева, не требует обслуживания. Но может перегреваться (силикон закипает), неремонтопригодная, уменьшает клиренс, поздно срабатывает (с запозданием из-за инертности материала), не совместима с ABS и нет возможности ручного управления.

Далее у нас муфта Haldex. А кто о ней не слышал. Пять поколений уже есть на текущий момент. Появилась еще в далеком 1998 году. Принцип работы основан на использовании электронасоса и гидроцилиндра. В гидроцилиндре поршень. Насос нагнетает жидкость, поршень прижимает фрикционные диски друг к другу, подключается второй мост. В первом поколении задействовался механический принцип работы, основанный на использовании электрогидравлического клапана. Со второго поколения ставится электромагнитный клапан, а все управление передано электронике, то есть муфта стала электронноуправляемой и все зависит от работы множества датчиков. В четвертом поколении муфту научили работать даже тогда, когда нет проскальзывания и пробуксовки колес. То есть когда надо подключил полный привод, но лишь на определенное время. Муфты Haldex компактные, с минимальным временем срабатывания, надежно защищают трансмиссию и могут работать с целым рядом электронных систем. Из минусов меньшая надежность чем у механических самоблоков, необходимость обслуживания и замены масла.

И осталось нам рассмотреть многодисковые муфты с электрическим приводом. Их еще называют электромагнитными. Принцип работы следующий. В муфте есть электромагнит. Когда нужно электроника отдает команду, исполнительные механизмы подключают к муфте электрический ток, возникает электромагнитное поле, два пакета фрикционов прижимаются друг к другу, обеспечивая устойчивую связь между карданом и дифференциалом в редукторе, мост подключается.

В настоящее время большинство автомобилей с полным приводом оборудуются многодисковой муфтой, либо электромагнитной c электроприводом, либо муфтой типа Haldex с гидроприводом. Все это хозяйство управляется электроникой и работа поддерживается целым набором датчиков.

Существуют и другие виды многодисковых муфт, например, героторные. Пакеты фрикционов сжимаются путем использования давления масла, нагнетаемого ротором масляного насоса.

Все варианты перечислить трудно, например, отметим дифференциалы с обгонными муфтами (Ferguson), с автоматом включения центробежного типа. Особое место занимают активные дифференциалы. Есть и другие.

Подводя итог. Все многодисковые муфты подразделяются на два вида – управляемые с электронным типом управления и неуправляемые (механические и на основе дилатантной жидкости). По типу привода с электрическим приводом (электромагнитные) и с гидравлическим приводом. По наличию или отсутствию масла «мокрые» со смазкой и «сухие» без смазки фрикционов.

На ряде автомобилей стоят винтовые и червячные дифференциалы, которые в целом принято называть Torsen, остановимся на них подробнее.

Червячные самоблоки

Червячные самоблокирующие дифференциалы встречаются менее часто чем дисковые фрикционные муфты, но распространенное решение. Самый известный среди них Torsen. Такое устройство, как правило, ставится поперечно, используется в качестве как межосевого, так и межколесного дифференциала. Состоит из корпуса, ряда пар червяков. Зачастую червяки по своей сути сателлиты и оборудованы прямозубыми шестернями на краях для обеспечения стабильной связи между собой. И еще любая пара зацепляется со своей шестерней (полуосевой). Полуосевых шестерен две и они имеют связь с полуосями (валами) колес (правого и левого). Вместо шестерен могут ставиться сателлиты, или есть промежуточные варианты, предполагающие установку и шестерен, и сателлитов. Иначе говоря по своей сути это червячная передача с эвольвентным типом зацепления. Принцип работы основан на склонности червячной передачи к самоторможению. Полуосевая шестерня может повернуть червяк, а червяк наоборот не способен поворачивать полуосевую шестерню. Кардан обеспечивает вращение корпуса дифференциала. Тот передает заданный крутящий момент прямо на полуосевые шестерни, а те на колеса через полуоси. Но червяки остаются неподвижными, статичными. Весь узел работает как обычный конический свободный дифференциал.

Когда осуществляется маневр, например, поворот вправо, колесо слева обязано вращаться несколько быстрее. Полуосевая шестерня, расположенная слева, вращается быстрее и задействует червяк, который начинает вращаться, правая шестерня по отношению к корпусу вращается в противоположном направлении и медленнее чем левая. Соответственно и правый червяк в паре вращается в обратную сторону. Прямозубые шестерни червяков вращаются, чем обеспечивается их устойчивая связь. Это, что и есть, условие функционирования червячных передач с заданной скоростью.

Вторая ситуация. Когда то же правое колесо проскальзывает или вывешивается, проистекает изменение угловой скорости, усилие передается на правый червяк, а тот через прямозубую шестерню следом на левый червяк. Но левый червяк не способен обернуть свою левую полуосевую шестерню, а она не вращается сама. В результате осуществляется блокировка дифференциала. Механизм довольно чувствительный, так пара червяков используется не одна, а три и более.

По такой схеме работает, например, Torsen Type-1. Есть и другие червячные дифференциалы, но принцип сходен.

Винтовые дифференциалы

По сути вариант червячной передачи. Пара рядов винтовых, в колодцах, сателлитов (по сути червяков), расположенных продольно в корпусе. Они работают в паре, причем каждый ряд со своей шестернью (полуосевой). Сателлиты из разных рядов функционируют попарно.

Таких пар бывает от трех, есть и пять. Шестерни соединены с полуосями колес. Принцип действия такой. Когда легковая машина поворачивает, шестерня крутится медленней корпуса и поворачивает сателлит. Тот передает усилие взаимосвязанному сателлиту на другой оси, а далее на вторую шестерню. Таким образом меняется текущее значение скорости колес. Из-за разности крутящего момента образуются силы (осевые и радиальные), они и припирают шестерни и сателлиты к передней и задней крышкам, корпусу. Из-за повышенной силы трения возможна частичная блокировка дифференциала. Такие дифференциалы выпускают различные компании, самые известные Torsen (Type-2 и Type-3 ), Quaife.

Кулачковые дифференциалы

Кулачковые дифференциалы большая редкость. У них предусмотрена установка плунжеров (так называемых сухарей), своего рода сателлитов, а также сепаратора. В нем сухари размещаются в один или два ряда. Предусмотрены внутренняя и наружная звездочки с кулачками. Они подсоединены к валам. Ставится чашка корпуса дифференциала. Сухари в зацеплении с кулачками (у внутренней звездочки наружными, у наружной – внутренними). Когда угловые скорости равны, узел трудится как единое целое. Как только машина поворачивает одна из звездочек обгоняет сепаратор, другая отстает. Отстающая звездочка толкает плунжеры в сторону опережающей звездочки и угловые скорости колес меняются.

Шариковые дифференциалы

Шариковые дифференциалы встречаются очень редко, можно сказать сейчас не встречаются и вовсе. Есть шарики, они двигаются в закольцованных канавках при помощи шестерен или шнеков. Образуются шариковые цепочки, играющие роль сателлитов. Принцип его работы механический. Когда изменяются угловые скорости, шарики нагружаются и их движение останавливается. В результате дифференциал блокируется, возникает жесткая устойчивая связь между двумя валами. В роли межосевых дифференциалов такая схема встречалась на Ford Escape, а вот как межколесные используются дифференциалы Красикова и Нестерова. Достаточно редкие самоблоки встречаются на Украине, в России. На УАЗ, Шевроле Нива и Лада Нива 4х4 устанавливаются как компоненты тюнинга.

Схемы полного привода

Итак ключевые компоненты 4х4 (полного привода) – дифференциалы (передний и задний межколесные, плюс межосевой), карданная передача (карданы), раздаточная коробка, муфты, которые имеют существенные различия. Комплектация определенного полного привода, его схема может и не включать отдельные узлы.

Обратим внимание на следующие виды: подключаемый полный привод, автоматический полный привод, постоянный полный привод.

Постоянный полный привод

Этот вид привода еще называется Full-Time. Суть состоит в том, что все мосты ведущие и крутящий момент на все колеса подается в постоянном режиме. Есть раздатка, снабженная межосевым дифференциалом, на переднем и заднем ведущих мостах дифференциалы межколесные. В классической схеме крутящий момент распределяется наполовину (50 на 50) по мостам, если, конечно, межосевой дифференциал симметричный. Конструкция отличается. В первую очередь она зависит от компоновки двигателя, в большинстве передняя, но как исключение из общих правил и задняя.

И еще очень важные параметры – какие дифференциалы ставятся, есть ли у них блокировка полная или частичная.

Такая схема характерна для настоящих «проходимцев». Особенно если привод раздатки механический предусмотрена механическая блокировка всех установленных дифференциалов. Частично к таким автомобилям относится Лада Нива 4х4. У этой модели привод полный постоянный, есть блокировки межосевого дифференциала, но отсутствует возможность блокировки межколесных дифференциалов.

Сейчас схемы блокировки дифференциалов применяются разнообразные, как и привод раздаточной коробки. Выше уже обо всем рассказали. Отметим лишь что дополнительно иногда ставится электронная система контроля тягового усилия.

Удел таких автомобилей с полным постоянным приводом – дороги с грунтовым покрытием или полное бездорожье. На трассах с твердым покрытием их эксплуатировать проблематично. Особенно на высоких скоростях. Да и затратно. Среди плюсов надежность конструкции, постоянная работа полного привода вне зависимости от типа дорожного покрытия и условий эксплуатации. Минусы – повышенный расход топлива, большой вес.

Подключаемый полный привод

Данный вид привода называют Part-Time, он же 4WD. В постоянном режиме функционирует только одна ось, вторая включается вручную по мере надобности. На УАЗ полный привод имеет такую схему работы. Есть раздаточная коробка, межколесные дифференциалы (в преобладающем числе случаев задний, а порой и передний с блокировкой), но межосевого нет. Когда потребуется второй мост включается жестко вручную, с использованием механической передачи, сервопривода или гидропереключателя. Схема очень проста и в этом достоинство. Недостаток в том, что жесткая связь ведет к формированию паразитной циркуляции мощности, увеличенной нагрузке на трансмиссию и понижению управляемости.

Плюсы – простая и надежная конструкция. Минусы заключаются в том, что такой привод постоянно использовать нельзя, только непродолжительный период времени.

Автоматический полный привод

Указанный вид привода зовут AWD или On Demand. Вращается исключительно одна ось, вторая включается электроникой в автоматическом режиме по мере необходимости. Часть систем предполагает и дополнительно полуавтоматическое управление. Ставятся всевозможные разновидности самоблокирующихся дифференциалов, многодисковые муфты, работает система датчиков. А сам привод тесно связан с множеством электронных систем, несущих ответственность за работу трансмиссии, рулевого управления, тормозов. Раздатка если и есть, то это, как правило, угловой редуктор для отбора мощности и ее передачи через кардан на подключаемую ось. Причем величина крутящего момента по осям распределяется зачастую непропорционально.

В целом это с передним приводом (силовой агрегат устанавливается поперечно) и подключаемой задней осью, как Рено Дастер 4х4, или задним приводом (мотор стоит продольно) и подключаемой передней осью (как часть немецких BMW, а также еще и Mercedes-Benz) автомобиль. Полноприводным он становится по мере необходимости, хотя все условно. Отдельные системы автоматического полного привода по праву можно считать постоянно работающими.

В целом есть два механизма работы такого привода. Первый реактивный, когда ось путем блокировки муфты включается при пробуксовке колес. Таким алгоритмом обладает на Хендай полный привод, а также на моделях КИА полный привод, за исключением моделей DynaMax AWD.

Второй превентивный алгоритм блокировки срабатывает, когда водитель нажимает педаль акселератора, возникает потребность в обеспечении тяговых усилий всех четырех колес. Причем если используется такой тип механизма, то часть крутящего момента на подключаемую ось (5-10%) передается постоянно. Подобным образом действуют муфты Haldex, в частности, системы полного привода: xDrive, 4matic, 4motion, Quattro. В целом такой тип привода порой выделяют в отдельную группу и зовут адаптивным постоянным полным или улучшенной версией Part-Time. Именно в этом направлении сейчас идет развитие схемы 4х4.

Плюсы – эффективность управления и настройки, небольшой вес. Минусы – меньший уровень надежности электроники по сравнению с механикой, низкая устойчивость к перегрузкам.

Другие разновидности полного привода

На ряде внедорожников, например, возьмем на Ниссан полный привод All-Mode 4wd, применяется система, которая в полной мере использует все достоинства постоянного и подключаемого полного привода. Важно правильно использовать режимы и не запутаться в них.

Есть и электромеханический полный привод. На один ведущий мост передается весь крутящий момент от двигателя, на второй – от электромотора или нескольких электрических двигателей.

Системы полного привода

Рассмотрим кратко такие системы полного привода: xDrive, 4matic, 4motion, Quattro.

Quattro – система полного привода компании Audi. Существует в семи поколениях, ставится на автомобили германского производителя начиная с 1981 года. По генерациям, с первой включительно по пятую постоянный полный привод, в остальном по поколениям:

первое – со свободным жестко, межосевым принудительно блокируемым дифференциалом, на заднем и переднем мостах межколесные свободные дифференциалы;
второе – межосевой дифференциал самоблокирующийся, стандартный Torsen Type-2, межколесные передний и задний дифференциалы свободные, плюс задний с жесткой блокировкой (она отключается при скорости превышающей 25 км/ч);
третье – в зависимости от силового агрегата и текущей комплектации межосевой дифференциал или Torsen Type-2, или с гидравлическим многодисковым сцеплением, управляемым электроникой, передний межколесный дифференциал свободный, задний самоблокирующийся Torsen Type-2;
четвертое – с межосевым дифференциалом Torsen Type-2, свободными межколесными дифференциалами сзади и спереди и их имитацией блокировки EDL;
пятое – с межосевым дифференциалом Torsen Type-3, а остальная компоновка как у предшественника;
шестое – многодисковая фрикционная муфта, межколесные дифференциалы свободные, с имитацией блокировки.

В настоящее время Quattro седьмого поколения – это адаптивный (автоматически подключаемый электроникой, постоянный) полный привод:

с муфтой Haldex на машинах с поперечным размещением силового агрегата;
с самоблоком Torsen на машинах с поперечным расположением мотора;
самый дорогой по стоимости вид с многодисковой фрикционной муфтой Magna и муфтой кулачковой на задней оси.

И еще есть E-tron Quattro – это гибридный полный привод с двумя электрическими моторами на мостах.

xDrive – система полного привода от BMW, доступна в четвертой генерации, первая представлена в 1985 году. Сначала для блокировки межосевого и заднего дифференциалов использовалась вискомуфта. Во второй генерации стали применять многодисковую муфту с гидроприводом для блокировки используемого межколесного дифференциала, а также электромуфту, отвечающую за блокировку межосевого дифференциала. В третьей генерации стали задействовать электронный тип блокировки дифференциалов (как межосевого, так и межколесных). В настоящее время это адаптивный (автоматически подключаемый, можно сказать постоянный) полный привод, с распределением крутящего момента по мостам при помощи фрикционной муфты и электронного способа управления, а также блокировкой межколесных дифференциалов. Работает в паре с множеством электронных систем. Тем или иным образом тесно связаны полный привод и системы DSC, DTC, HDC, AFS, ICM, иные.

4Motion – система полного привода Volkswagen. Применяется с 1998 года. Это наследник системы полного привода Syncro. По факту, если кратко, адаптивный полный привод (подключаемый автоматом), основанный на использовании либо муфты Haldex на моделях с поперечным расположением двигателя, либо Torsen для машин с продольным расположением мотора. Спереди и сзади межколесные дифференциалы. Ставится раздаточная коробка, по сути, угловой редуктор.

4Matic – система полного привода Mercedes-Benz. Появилась в 1985 году. Сейчас доступна в пятой генерации. Во всех поколениях применяются межколесные дифференциалы и адаптивный полный привод (у производителя полный постоянный). Схемы отличаются в зависимости от расположения силового агрегата, наличия определенных электронных систем, которые работают в паре итого, как коробка передач стоит.

Системы полного привода используют не только германские автопроизводители. Так на Тойота полный привод достаточно вариативен, начиная с простого Part-Time и заканчивая многорежимным MultiMode и гибридным с электродвигателями на задней оси.

У каждого производителя свои особенности.

Поэтому, если потребуется техобслуживание или ремонт системы полного привода в Казани, обращайтесь на наш автопортал. Поможем подобрать автосервис, где выполнят все необходимые работы и продавцов, предлагающих все востребованные в данном случае запчасти и жидкости.

2018-12-15 Полный привод

Похожие новости

Новости партнёров