С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Устройство полного привода

Устройство полного привода


Полноприводная трансмиссия: как устроена и работает схема полного привода

Как известно, автомобили бывают с передним, задним и полным приводом. Каждое из решений имеет как плюсы, так  минусы, особенно если проводить  прямое сравнение между переднеприводными, заднеприводными и полноприводными машинами в конкретных условиях. 

Что касается полного привода, трансмиссия полноприводного авто условно может считаться симбиозом переднего и заднего привода, при этом также имеется целый ряд особенностей и отличий  от указанных выше аналогов.

В этой статье мы рассмотрим различные типы и виды систем полного привода автомобиля, как устроены такие системы, что представляет собой  полный привод, схема трансмиссии полноприводного авто.

Трансмиссия полноприводного автомобиля

Итак, конструкция трансмиссии полноприводного автомобиля позволяет реализовать эффективную передачу крутящего момента на все колеса, то есть как на переднюю, так и на заднюю ось. На практике такие схемы позволяют отдать максимум мощности от ДВС на колеса, повысить проходимость и устойчивость на дороге, улучшить управляемость, добиться улучшения в плане активной безопасности автомобиля.

Полноприводная трансмиссия обычно обозначается как 4х4, 4WD или же AWD. Основные преимущества полного привода хорошо заметны в разных условиях, начиная с езды по бездорожью и заканчивая движением на высокой скорости по автобану.

Полноприводный автомобиль, то есть оснащенный полноприводной трансмиссией, лишен многих недостатков моноприводных авто (когда ведущими являются только передние или задние колеса, то есть с приводом на переднюю или заднюю ось).

В конструкции различных типов трансмиссий с приводом только на передние или задние колеса на многих транспортных средствах активно используются свободные дифференциалы. Указанные элементы в случае проскальзывания и пробуксовки фактически оставляют ведущим только одно колесо, которое имеет худшее сцепление с покрытием. В этом состоит особенность работы дифференциала.

Более того, в случае, когда оба колеса имеют приемлемое сцепление с дорожным покрытием, активная подача мощности заставляет их буксовать, ухудшается управляемость, машина может застрять.

Обычно минусы моноприводных авто сразу проявляются на снегу  или льду, в грязи на бездорожье и т.д. Чтобы улучшить ситуацию, автопроизводители часто используют для частичного решения проблемы самоблокирующиеся межколесные дифференциалы. При этом полностью избавиться от недостатков все равно не удается.

Единственным выходом остается реализация привода на все колеса автомобиля.  Для этого трансмиссию нужно дорабатывать и дополнять общую конструкцию, что приводит к заметному удорожанию и  усложнению последней (использования большого количества дополнительных деталей, общая схема устройства).

Однако только полный привод способен обеспечить лучшую проходимость и сцепление с дорожным покрытием при разгоне и в движении, сохраняется и повышается курсовая устойчивость, автомобиль более предсказуемо ведет себя на льду и т.д.

Что касается устройства полноприводной трансмиссии, общая схема предполагает наличие:

  • МКПП или АКПП (механическая или автоматическая коробка)
  • раздатка (раздаточная коробка) или использование многодисковой муфты;
  • межосевой дифференциал;
  • карданная передача, задний дифференциал, передний дифференциал;

Типы полного привода и виды полноприводных трансмиссий

Как уже было сказано, существует несколько обозначений полного привода. При этом по ним можно понять, какая схема используется на конкретном авто. Прежде всего, следует выделить постоянный полный привод 4х4.

Такой привод отличается от аналогов тем, что крутящий момент постоянно распределяется и передается на все колеса, причем это происходит одновременно. Встретить постоянный полный привод можно на разных авто, причем независимо от особенностей расположения двигателя (продольно или поперечно).

Чтобы добиться наилучшего распределения момента, системы 4х4 в современном исполнении дополнительно имеют самоблокирующийся дифференциал, что обеспечивает возможность гибко распределять мощность по осям в разных соотношениях в зависимости от условий.

Также нужно отметить, что постоянный полный привод  современных авто активно управляется электроникой. В качестве примера можно упомянуть хорошо известную систему Audi Quattro, постоянный полный привод BMW xDrive или Mercedes 4Matic.

Электронные системы на авто с постоянным полным приводом получают различные сигналы от группы датчиков (например, датчики частоты вращения колес), после чего практически моментально происходит изменение соотношения мощности.

Также электроника учитывает дорожные условия,  возможную пробуксовку колес, сносы и т.д. Указанный тип полного привода можно считать одним из лучших решений на рынке, так как подобная система позволяет значительно повысить активную безопасность и улучшить динамику.

Из недостатков можно выделить разве что увеличенный расход топлива, а также то, что все элементы полноприводной трансмиссии постоянно находятся под нагрузками. Это несколько сокращает ресурс и надежность, особенно при активной и агрессивной эксплуатации. 

  • Принудительный полный привод (принудительно подключаемый полный привод или система принудительно подключаемого полного привода)  является  одним из лучших способов реализации такого привода на внедорожниках и авто повышенной проходимости ( например, Toyota Land Cruiser).

Такой привод  похож по устройству на схему постоянного полного привода, однако центральный дифференциал отсутствует. Задняя ось в этом случае ведущая, а подключаемой является передняя. Крутящий момент на передние колеса передается за счет наличия раздаточной коробки, при этом водитель управляет раздаткой самостоятельно (вручную) посредством включения рычагов и/или кнопок.

Простыми словами, при езде по бездорожью или преодолении сложных участков можно выполнить включение раздаточной коробки, что позволит реализовать жесткую связь между осями и произвести распределение крутящего момента. При этом момент распределяется в соотношении 50/50.

Как правило, на панели приборов будет гореть индикатор, указывающий на то, что включен полный привод. Еще конструктивно на многих внедорожниках с таким типом привода имеется возможность жестко заблокировать межколесный дифференциал (блокировка дифференциала), а также присутствует дополнительный ряд повышенных и пониженных передач.

Обратите внимание, важно понимать, что на авто с подключаемым полным приводом трансмиссия испытывает серьезные нагрузки, в отличие от постоянного полного привода. Также ухудшается управляемость авто. Это значит, что при обычной езде в стандартных условиях  раздаточная коробка должна быть отключена,  то есть оптимальным является режим движения, когда ведущей является задняя ось.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как правильно ездить на коробке-робот. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации и езды на роботизированной коробке передач различных типов.

В этом случае трансмиссия разгружена, расход горючего снижается, можно двигаться с высокой скоростью без ограничений, так как при включенном полном приводе обычно настоятельно не рекомендуется двигаться со скоростью выше 30-40 км/ч. Получается, принудительно подключать полный привод нужно только в соответствующих условиях. Такой подход позволяет увеличить ресурс и добиться нужных показателей топливной экономичности.

  • Система автоматически подключаемого полного привода или автоматически подключаемый полный привод (AWD) предполагает возможность немедленного подключения ведомой оси к ведущей. При этом основным (ведущим) приводом может быть как передняя, так и задняя ось. Автоматически подключаемая система полного привода  обычно используется на кроссоверах и паркетниках с улучшенной проходимостью (например, 4Motion  от Volkswagen).
Если просто, как только система определяет, что возникает разница в частоте вращения ведущих колес основного привода, за счет фрикционной муфты межосевого дифференциала происходит немедленное замыкание, после чего крутящий момент начинает передаваться на все 4 колеса.

Система  управляется электроникой и обычно имеет функцию полного отключения  автоматического режима активации полного привода. Другими словами, 4х4 отключаемый, то есть автомобиль можно сделать исключительно передне или заднеприводным.

Особенности использования системы полного привода

Как видно, те или иные решения могут быть использованы на разных авто с учетом класса ТС, особенностей и целевого назначения  автомобиля. Другими словами, различные виды полного привода подбираются в зависимости от рабочих характеристик, а также особенностей эксплуатации машины.

Например, модели высокого класса, где на первом месте стоит комфорт,  динамика, управляемость и высокий уровень активной и пассивной безопасности, зачастую оснащаются системой постоянного полного привода с электронным управлением.

Элитные внедорожники премиального класса с улучшенной проходимостью могут иметь постоянный полный привод или оборудуются  системой принудительного полного привода, получают возможность блокировки дифференциалов и т.д. При этом полный привод контролируется электронной системой, а в случае необходимости преодоления сложного участка водитель самостоятельно производит включении жесткой блокировки.

Если же внедорожник рассчитан на активную езду по бездорожью, в этом случае  оптимальным решением будет отказаться от сложной электроники и самоблокирующихся дифференциалов, то есть автомобиль оборудуется только принудительно подключаемым полным приводом.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое вариатор X-tronic. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, а также преимуществах и недостатках указанной вариаторной коробки передач X-Tronic СVT.

При этом сохраняется возможность включать блокировки вручную. Результат — повышенная надежность и простота конструкции, увеличенный ресурс, возможность оперативного выявления неполадок и даже ремонта в полевых условиях.

Если же говорить о массовых моделях среднего класса (городские кроссоверы), такие машины обычно имеют автоматически подключаемый полный привод в совокупности со свободными дифференциалами. Прежде всего, это позволяет удешевить конструкцию (минимум электроники и отсутствие дорогих самоблокирующихся дифференциалов).

Параллельно сохраняются вполне приемлемые показатели проходимости и топливной экономичности, что позволяет  уверенно эксплуатировать машину в зимний период, совершать поездки по пересеченной местности, преодолевать несложные препятствия, использовать грунтовые дороги  с низким качеством покрытия и т.д. 

Все четыре колеса: зачем машине полный привод

На заре автомобилестроения компании, которые производили грузовой транспорт, проводили множество испытаний, целью которых было улучшение проходимости машин. Хороших дорог в то время было мало, и грузовики стали единственным транспортом, способным перевозить грузы в населенные пункты, удаленные от основных трасс. И только с изобретением полного привода (напомним, что основным приводом на тот момент был задний) проблема проходимости грузовых транспортных средств была решена. Что же такое полный привод, каковы его особенности, достоинства и недостатки – мы расскажем в этой статье.

История полного привода

Первый прототип полноприводной трансмиссии был изобретен в 1824 году английскими инженерами Тимоти Берстоллом и Джоном Хиллом. Эта конструкция применялась на построенном ими омнибусе, у которого все четыре колеса вращались одновременно. Идея англичан была подхвачена американцем Эмметом Бандельером, который в 1883 году запатентовал аналог современного полного привода, в котором появилось устройство, отдаленно напоминающее современный дифференциал. Оно распределяло крутящий момент от парового двигателя между передними и задними полуосями. Впрочем, дальнейшего развития эта конструкция не получила.

На автомобиле с бензиновым двигателем внутреннего сгорания полный привод впервые появился в 1903 году. Это был Spyker 60 HP, созданный специально для участия в автомобильных гонках.

Spyker 60 HP ’1903

В его конструкции, помимо прочих новшеств, были применены три дифференциала – на переднюю и заднюю оси, а также межосевой дифференциал. Изобретение голландцев стало толчком к массовому производству автомобилей с полным приводом. Начиная с 1904 года, целый ряд автомобильных компаний, таких как American Motor Truck Company, Couple Gear Freight Company, Duplex Power Car Company, Astro-Daimler и другие, снабжали свои транспортные средства (грузовики) полным приводом. Вплоть до 1980-х годов этим типом привода снабжались грузовые машины, а также автомобили высокой проходимости – внедорожники фирм Land Rover, Mercedes-Benz и так далее.

Range Rover 3-door ’1970–86

Когда же на рынке появился полный привод Quattro, разработанный инженерами Audi, эта конструкция трансмиссии начала постепенно приживаться на легковых автомобилях всех классов. Наиболее популярен этот тип привода у марки Subaru – практически все современные модели этого японского автопроизводителя (за исключением спорткара BRZ) обладают ассиметричным полным приводом.

Конструкция и разновидности полного привода

Полный привод – тип конструкции трансмиссии, при котором крутящий момент от двигателя равномерно передается не все четыре колеса автомобиля. Различают три основные конструкции полного привода: постоянный полный, подключаемый полный и полный привод по требованию. Рассмотрим подробнее конструкции полного привода.

Постоянный полный привод – это «пионер» подобных конструкций. Он имеет классическую компоновку: крутящий момент от двигателя через карданный вал подается на межосевой дифференциал, откуда момент передается на дифференциалы передней и задней ведущих осей. Для этого типа привода характерно наличие блокировки межосевого дифференциала (как ручной, так и автоматической), что напрямую влияет на улучшение проходимости автомобиля. В случае с электронной системой управления блокировкой дифференциала, автоматика самостоятельно распределяет крутящий момент между осями.

Схема постояннго полного привода

Также для такого типа привода характерно наличие раздаточной коробки передач, при помощи которой водитель может управлять полноприводной трансмиссией, переключая ее в необходимый в данный момент режим (например, подключая или отключая одну из осей). Автомобили, которые имеют постоянный полный привод – Subaru Forester, Audi A4 Allroad Quattro, Daihatsu Terios, Land Rover Defender.

Как работает подключаемый полный привод

Подключаемый полный привод – это конструкция, эволюционировавшая из постоянного полного привода. Здесь тоже есть раздаточная коробка, но отсутствует межосевой дифференциал. Еще одна отличительная особенность этой конструкции в том, что одна из осей является ведущей (чаще всего – задняя), а вторая подключается по мере необходимости (например, для преодоления сложного бездорожья). Причем, двигаться в полноприводном режиме на авто с таким типом трансмиссии рекомендуется на небольшой скорости, так как обе оси жестко связаны между собой, а передняя ось при этом движется быстрее, чем задняя, вследствие чего машина не едет прямо даже по прямому отрезку дороги, а постоянно вихляет влево-вправо. Поэтому при движении по нормальным дорогам рекомендуется отключить передний мост, чтобы избежать подобных явлений. Автомобили с подобным типом полного привода — Jeep Wrangler, Nissan Patrol.

Наконец, третьим типом полноприводной конструкции является полный привод, включаемый по требованию. В этой конструкции чаще всего ведущей осью является передняя, а задняя подключается автоматически через специальные устройства – муфты. Такой тип характерен для машин с поперечным расположением двигателя. Для моделей с продольным расположением мотора ведущей осью является задняя, а передняя подключается по мере необходимости. При этом, крутящий момент постоянно передается на обе оси, а перераспределяется он только при наступлении определенных условий (например, пробуксовки колес одной из осей).

Подключаемый полный привод BMW xDrive

В зависимости от производителя и типа муфты, различают виско- либо гидромуфты. В таком типе привода подключение второй оси регулирует электроника, улавливая момент, когда колеса одной из осей начинают пробуксовывать. Как только пробуксовка колес прекращается, режим полного привода автоматически отключается. Таким типом привода комплектуется большинство современных кроссоверов – BMW X3, Kia Sorento, Hyundai ix35, Mitsubishi Outlander и так далее.

Достоинства и недостатки типов полного привода

У каждого из указанных нами типов трансмиссий есть свои плюсы и минусы. Перечислим их.

К плюсам постоянного полного привода можно отнести три аспекта – высокую надежность этой конструкции, которая обеспечивает отменную управляемость автомобилем и его проходимость. К минусам – сложность этой конструкции, и, как следствие, дороговизну ее обслуживания и ремонта.

К достоинствам временно подключаемого полного привода отнесем относительную простоту конструкции, что сказывается на ее дешевизне по сравнению с постоянным полным приводом, и хорошую проходимость, которую обеспечивает этот тип привода. Недостатки у этого типа привода тоже есть – это плохая управляемость на дорогах общего пользования, и «временность» работы полного привода.

Наконец, плюсами автоматически подключаемого полного привода являются высокая экономичность (по сравнению с первыми двумя системами), хорошая управляемость на дорогах общего пользования при езде как по прямой, так и в поворотах. Недостатком такой системы является только ее неважная проходимость в условиях среднего и тяжелого бездорожья.

Какие существуют виды трансмиссий полного привода

Многие потенциальные покупатели полноприводных автомобилей и не подозревают, что многие автомобили с шильдиком «4WD» не всегда имеют четыре ведущих колеса.

Дело в том, что трансмиссии полноприводных автомобилей устроены по-разному. В настоящее время известны следующие схемы трансмиссий полноприводных автомобилей:

1. постоянный полный привод; 2. автоматически подключаемый полный привод;

3. вручную включаемый полный привод.

Трансмиссия с постоянным полным приводом

В трансмиссии с постоянным полным приводом крутящий момент от двигателя через агрегаты трансмиссии (сцепление, коробка передач, раздаточная коробка, межосевой дифференциал, карданные валы, главные передачи и дифференциалы передней и задней осей) всегда передается на колеса автомобиля.

Схема постоянного полного привода:1 — межколесный дифференциал передней оси; 2 — коробка передач; 3 — межосевой дифференциал; 4 — карданная передача задней оси; 5 — главная передача задней оси; 6 — межколесный дифференциал задней оси; 7 — раздаточная коробка; 8 — карданная передача передней оси; 9 — главная передача передней оси; 10 — вискомуфта.

Как работает трансмиссия полного привода

Работает трансмиссия следующим образом. Вращение коленчатого вала двигателя передается через коробку передач на раздаточную коробку, где распределяется по осям автомобиля.

Если одна из осей автомобиля, или одно из его колес начинают пробуксовывать, вручную, или автоматически блокируются межосевой и межколесные дифференциалы. В результате крутящий момент будет передаваться на все колеса автомобиля.

Трансмиссия с полным приводом — подключаемого автоматически

Автомобиль с трансмиссией, в которой полный привод включается автоматически, при обычной езде имеет одну ведущую ось (переднюю, или заднюю). Вторая ось подключается через специальную муфту (вискомуфту, муфту Haldex) при проскальзывании другой оси.

Крутящий момент распределяться между осями может по-разному в зависимости от настроек электронного блока управления.

Трансмиссия с полным приводом, подключаемым автоматически, считается наиболее перспективной. Она позволяет в обычных условиях движения делать работу автомобиля более экономичной за счет не полного привода. Подобного рода трансмиссия часто применяется на кроссоверах.

Трансмиссия с полным приводом — подключаемого вручную

В трансмиссии, где полный привод подключается вручную, нет межосевого дифференциала. По этой причине возможно проскальзывание колес при движении в повороте. Подключение второго моста выполняется либо на раздаточной коробке, либо непосредственно на ступицах колес.

Сейчас трансмиссия с полным приводом, подключаемым вручную, практически не применяется на серийных автомобилях.

Но именно она обеспечивает жесткую связь между осями. Крутящий момент распределяется поровну между передней и задней осью. С такой трансмиссией автомобиль становится настоящим внедорожником.

Видео: Ferrari FF 4WD System.

Вот такая получилась статья!

(Никто ещё не поставил оценку. Будьте первым!) Загрузка...

Принцип работы муфт полного привода внедорожников

29 января 2016, 12:02

В ряде систем полного привода имеется специальная муфта, при помощи которой регулируется уровень передачи крутящего момента на ось автомобиля. Кстати, выход из строя муфты становится одной из частых причин отказа полного привода. Муфта может выйти из строя, если своевременно не осуществлять её техническое обслуживание:
  • не заменять масло в муфте;
  • не обращать внимания на звон подшипника.
Наибольших успехов в сфере разработки муфт полного привода добилась компания Фольксваген. Ей разработана система 4Motion, на которой следует остановиться более подробно.Технологию начали использовать за два года до Миллениума. До этого работа полного привода немецких автомобилей базировалась на вискомуфтах.Использование муфты Haldex стало революцией в области полного привода. Данная муфта:
  • фрикционная;
  • имеет большое количество дисков;
  • управляется электрогидравлическим способом.
Её применение позволило создавать автомобили с автоматически подключаемым полным приводом. Кстати, муфта Haldex устанавливается сейчас не только на немецкие автомобили, но и на машины других европейских производителей.В первых поколениях муфт насос работал за счет разницы вращения осей. Он создавал необходимое давление масла. А уже под давлением масла сжимались диски муфты. Клапана и блок управления регулировали уровень давления масла.На современные полноприводные автомобили устанавливается муфта 4-го поколения. Принцип её действия схож с принципом действия муфт предыдущих поколений. Однако в устройстве имеется уже электронный насос. Разность скоростей имеет теперь второстепенное значение, работа муфты осуществляется на основании обмена сигналами между различными датчиками и блоком управления. Таким образом, можно отметить, что современная муфта полного привода – это достаточно эффективное устройство, позволяющее целесообразно распределять крутящий момент между осями автоматически, без участия человека.

Существенным минусом подобных муфт является то, что они, при больших нагрузках, могут выходить из строя. А их замена или ремонт – дело дорогостоящее.

Одной из характерных болезней муфт является шум подшипника Причем, актуально это, как для старых вискомуфт так и для современных элетроуправляемых. Если подшипник начинает звенеть, то его нужно менять, чтобы не было более серьезных последствий. Сделать это можно и в домашних условиях. Главное – иметь определенные теоретические знания и прямые руки. Конечно, технология ремонта несколько отличается, в зависимости от марки и модели машину. Но общий принцип таков:
  • Необходимо загнать машину на яму или вывесить на подъемнике.
  • Идентифицировать под днищем машин кардан и редуктор. К редуктору крепится сама муфта. Часто проводят еще и ряд операций по отсоединению элементов системы полного привода друг от друга. Такие манипуляции облегчают снятие муфты. Заодно, можно провести профилактику и остальных элементов системы.
  • На всякий случай слить масло с редуктора.
  • Демонтировать муфту и извлечь подшипник.
  • Удалить во всех доступных местах всю ржавчину, которая образовалась за время работы старого подшипника.
  • Установить новый подшипник на то место, где ему полагается стоять, правильно его сориентировав.
  • Аккуратно все собрать в правильном порядке и загерметизировать.
Инструкция, стоит повторить, получилась довольно общей и короткой. Но в каждом конкретном случае возникают свои особенности и сложности. У кого-то, например, новый подшипник не становится на место, тогда можно задействовать в ремонте, с большой долей аккуратности, кувалду или молоток.В зависимости от марки и модели автомобиля, в муфте полного привода необходимо менять масло после 30 и 60 тысяч пробега, в некоторых источниках встречается цифра в 100000 километров. Но лучше не затягивать. Сам процесс замены масла не вызывает серьезных трудностей. В муфте имеется сливное отверстие и заливная горловина. Процесс замены масла достаточно типичен:
  • открыть сливное отверстие, слить масло;
  • залить свежее масло в заливную горловину;
  • убедиться, что масла залито достаточно.

Стоит подчеркнуть, что самые распространенные муфты Haldex расположены в главной передаче. Зафиксированы случаи, когда при техническом обслуживании авто сервисмены путали заливные и сливные отверстия самой муфты и редуктора, что приводило не к смертельным, но к неприятным последствиям.Безусловно, тем, кто обслуживается в официальных автосервисах, не стоит ломать голову над поиском необходимого масла для муфты.Что касается остальных, тех, кто любит и желает обслуживать машину собственными руками, рекомендуются следующие варианты:
  • заехать на официальный автосервис и узнать, какое масло используют местные специалисты;
  • зайти на форум, посвященный конкретной марке и модели автомобиля, и задать вопрос там;
  • связаться с разработчиками той или иной муфты и уточнить информацию у них.
Ни в коем случае нельзя тянуть с заменой масла в муфте. Осуществлять замену необходимо в те сроки, которые предусмотрены технической документацией на автомобиль.

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости