Какой тип полного привода выбрать
Разбираемся в типах полного привода. Рассматриваем все плюсы и минусы того или иного решения.
avtoventury
В прошлой публикации мы пытались расставить все точки над i в вопросе, все ли внедорожники годны для бездорожья. Теперь рассмотрим тему более детально.
С первого взгляда все просто: у полноприводной машины крутящий момент передается от двигателя сразу на все четыре колеса. Такой автомобиль удобен как минимум неприхотливостью к качеству дорожного покрытия — будь то грунтовка, гололедица, мокрая глинистая проселочная дорога или центральный проспект в сильный ливень. Из очевидных плюсов — хорошая проходимость вне дорог с твердым покрытием, а на асфальте — хорошая динамика и отличный старт со светофоров практически без пробуксовки!
Однако иногда случаются казусы — сидит человек во внушительном внедорожнике со стильным шильдом «4WD» на блестящем крыле, но и сам внедорожник «сидит». Конечно, причин тому может быть масса, и самая распространенная из них — сам водитель. Хотя нередко бывает и так, что трансмиссия автомобиля совсем не рассчитана на такие испытания.
Возникают логические вопросы: «Почему не рассчитана?», «А какая рассчитана?». Ответам на эти вопросы и посвящается наша статья.
Существует три типа полноприводных трансмиссий: part-time (подключаемый вручную), full-time (постоянный) и torque on-demand (подключаемый электроникой).
Part-time
Этот тип появился первым. Он представляет собой схему жесткого подключения переднего моста. То есть передние и задние колеса всегда крутятся с одинаковой скоростью. Межосевой дифференциал отсутствует.
Дифференциал — это механическое устройство, которое принимает крутящий момент с приводного вала и распределяет его между ведущими колесами пропорционально, автоматически компенсируя разницу в их скорости вращения. Можно сказать, что дифференциал направляет момент на ведущие колеса, позволяя им вращаться с разными/дифференцированными угловыми скоростями (отсюда само название — дифференциал).
Дифференциалы стоят в переднем и заднем мостах на всех автомобилях, оснащенных полным приводом. На некоторых машинах дифференциал применен и в раздаточной коробке (эта схема полного привода называется full-time, о ней речь пойдет чуть позже).
Попробуем разобраться, зачем нужен дифференциал. Колеса любой машины вращаются с одинаковой скоростью, только когда машина едет прямо. Стоит ей начать поворот, как каждое из колес начинает жить своей жизнью. Одно из колес каждого моста начинает крутиться быстрее, чем второе, а сами мосты соревнуются друг с другом в скорости. Происходит это из-за того, что колеса идут по разным траекториям. То, которое снаружи поворота, проходит больший путь, чем то, которое внутри. Так же и мосты. Соответственно, внутреннее колесо (или ось, к которой оно относится), если бы не дифференциал, просто проворачивалось бы на месте, компенсируя движение наружного колеса.
Понятно, что ни о какой езде с большими скоростями в таком случае говорить нельзя. Не позволит этого отсутствие управляемости, да и нагрузки на трансмиссию быстро выведут ее из строя, не говоря уже о преждевременно стертых шинах. Дифференциал как раз и позволяет одной оси обгонять другую при возникновении разницы их скоростей.
Межосевого дифференциала нет у part-time, момент на оси передается поровну, вращение осей с разными скоростями невозможно, поэтому езда с подключенным «передком» на дорогах с твердым покрытием крайне не рекомендуется. При коротком прямолинейном движении даже на пониженной передаче ничего плохого не случится (вытащить телегу с катером из озера вы сможете). Но при попытке совершить поворот возникает та самая разница в длинах путей мостов. Помним, что момент передается одинаково — 50/50, и выход его излишка только один: проскальзывание колес передней либо задней оси на одной из них.
В грязи, на песке или гравии ничто не мешает колесам при необходимости проскальзывать благодаря слабому сцеплению колес с грунтом. Но на асфальте в сухую погоду выход этой мощности реализуется точно таким же образом, что влечет повышенную нагрузку на трансмиссию, быстрый износ резины, ухудшение управляемости и курсовой устойчивости на высоких скоростях.
Если машина нужна в основном для бездорожья, а на асфальте полный привод использовать не планируется, part-time вполне себя оправдает, так как один из мостов подключается сразу жестко, блокировать ничего не нужно. Да и конструкция проще и надежнее: нет дифференциала и блокировок, нет механических или электрических приводов к этим блокировкам, нет лишней пневматики или гидравлики.
А вот если вы просто хотите преспокойно кататься по асфальту в любое ненастье и не переживать по поводу чередующихся обледенелых и чистых асфальтовых участков, снежных заносов, залитых водой полос или любых других скользко-рыхло-неприятных участков, part-time не лучший вариант: если ехать с постоянно включенным передним мостом, то это грозит повреждениями или износом, включать-выключать мост не очень удобно, да и можно не успеть его включить.
Автомобили с таким типом полного привода: Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Nissan Navara, Ford Ranger, Mazda BT-50, Nissan NP300, Suzuki Vitara, Suzuki Jimni, Great Wall Hover, Jeep Wrangler, UAZ.
Expedition
Full-time
Имеющиеся недостатки подключаемого полного привода привели к созданию постоянного полного привода, лишенного этих проблем. Это то самое заветное «4WD» безо всяких «если»: четыре ведущих колеса со свободным межосевым дифференциалом, который позволяет образовавшейся лишней мощности выходить за счет прокручивания одного из внутренних сателлитов в редукторе,
AWD или 4WD — какая машина «полноприводнее» — журнал За рулем
Разбираемся с аббревиатурами, которыми производители помечают свои полноприводные модели.
«AWD в сравнении с 4WD выдает меньший крутящий момент».
Мнение одного интернетовского «знатока»
Обилие хитроумных аббревиатур типа AWD, 4WD, а также Part-Time 4WD, Full-Time 4WD, 4х4, 4matic и прочих сокращений — неплохой рекламный ход, внушающий обладателю автомобиля, что тот не ошибся при покупке машины, выбрав «самое-самое». При этом, к сожалению, подобные шильдики зачастую не имеют однозначного толкования. Кто не верит, может набрать в поисковой строке, скажем, AWD и 4WD — вас занесет в такие дебри, из которых уже можно и не выбраться. Про техническую грамотность вообще лучше не заикаться.
Между тем, по большому счету основных типов машин, называемых полноприводными, — три (если глубоко не залезать в те самые дебри с «халдексами», несимметричными дифференциалами и др.). Типичные представители «троицы» показаны на фото ниже.
| УАЗ Patriot. Привод на заднюю ось — постоянный. Привод на переднюю ось — подключаемый; межосевого дифференциала нет. | Лада 4х4. Привод на обе оси — постоянный, есть межосевой дифференциал. Лада 4х4. Привод на обе оси — постоянный, есть межосевой дифференциал. | Renault Duster. Привод на переднюю ось — постоянный. Привод на заднюю — подключаемый через муфту. (Известны и обратные схемы, когда основной ведущей осью является задняя, а через муфту подключается передняя…) Renault Duster. Привод на переднюю ось — постоянный. Привод на заднюю — подключаемый через муфту. (Известны и обратные схемы, когда основной ведущей осью является задняя, а через муфту подключается передняя…) |
Материалы по теме
А вот и первая особенность, для многих — неожиданная. С точки зрения педанта звания полноприводного автомобиля из указанной троицы по-настоящему достойна только тольяттинская машина! Ведь только у нее полный привод работает в 100% случаев, в то время как для остальных это, в общем-то, подключаемая функция: «уазик» часто катается в режиме заднеприводных Жигулей, а Дастер — подобно переднеприводной вазовской «восьмерке».
Вторая особенность тоже забавная — о ней мало кто догадывается. Даже при отключенных осях (передней на «уазике» и задней на Дастере) куча элементов трансмиссии на этих автомобилях все равно постоянно вращаются! На УАЗе будут крутиться полуоси переднего моста и кардан, на Дастере — задний редуктор и приводы задних колес, а также кардан. А это — шум и расход топлива даже в моноприводном режиме.
Теперь — о самом хитром: как на указанных машинах распределяются моменты. Рассмотрим несколько ситуаций. При этом условно считаем, что трение и прочие потери отсутствуют, нагрузки на колеса — одинаковые, продольная и поперечная развесовки — равномерные, а условия сцепления шин с покрытием — одинаковые, если отсутствуют иные оговорки.
Автомобиль едет по ровной дороге по кругу
Материалы по теме
Лада 4х4. Если межосевой дифференциал не заблокирован, то моменты на всех четырех колесах равны. Соответственно, никакой пробуксовки не будет. Если же заблокировать межосевой дифференциал, то, как и на УАЗе, при движении по хорошей дороге в повороте появится относительная пробуксовка передних и задних колес.
Renault Duster. При движении в режиме Lock муфта жестко подсоединяет задний мост, что может привести к пробуксовке на хорошем покрытии.
Ведущее колесо повисло
Полный привод для легковой машины — есть ли в этом смысл?
На волне популярности полного привода в спорте нашли свою нишу и полноприводные машины с моторами попроще. Например, много машин Audi Quattro, Opel и Volvo оснащались сравнительно слабыми двигателями. Но помимо возросшей проходимости и динамики, на скользких покрытиях выявились и другие плюсы. Например, оказалось, что буксировка легковых полуприцепов на машинах с полным приводом заметно облегчается.
Упадок
У снижения спроса были и другие причины, помимо цены. Машины с постоянным полным приводом сложнее управлялись в руках непрофессионала. В зависимости от сцепления колес машина демонстрировала то переднеприводные, то заднеприводные повадки. То есть новичку нельзя просто объяснить, сбрасывать ему газ в заносе или добавлять…
К тому же полный привод плохо сочетался с системами АБС, их приходилось усложнять или же усложнять саму схему трансмиссии введением муфт-разобщителей. При этом прогресс в конструкции подвесок и покрышек вновь привел мощность машин, управляемость и сцепные качества к балансу. Обычные переднеприводные и заднеприводные машины получили возможность ехать по асфальту быстрее, чем более архаичные «полноприводники». И кстати, прогресс не остановился, вспомните хотя бы успехи переднеприводных Megane RS, Focus ST и Astra OPC на треке — они опередили большинство полноприводных соперников.
Со временем выяснилось, что больший интерес у покупателей вызывают более простые, а значит, и более дешевые полноприводные машины с автоматически подключаемым, а вовсе не постоянным полным приводом. Полный привод в основном был нужен для улучшения проходимости, о спорте и динамике речи не шло — несовершенные системы не позволяли компенсировать даже увеличение снаряженной массы и потерь на трение в трансмиссии, не говоря уже о том, что подключающийся не вовремя полный привод мог быть опасен в поворотах.
Пик популярности полного привода незаметно минул к началу 90-х, многие машины этого периода уже не имели полноприводных модификаций. Ford на модели Mondeo отказался от полноприводных вариантов, Opel Vectra тоже потеряла такую опцию. Снизились и продажи полноприводных BMW и Mercedes. Полноприводные машины стали больше ассоциироваться с набиравшими популярность кроссоверами, а там об управляемости и устойчивости речи уж и не шло.
Легковой полный привод — история в картинках — журнал За рулем
Вспоминаем, как рождались легковые полноприводные автомобили, и особенно пристально вглядываемся в собственную историю, в которой со всеми ведущими были не только Нива да УАЗ.
Спорить о приоритетах в истории вообще и в технике в частности — дело неблагодарное. Если вдруг кому-то покажется, что он точно знает, кто сделал нечто раньше всех, вскоре неминуемо станет известно об ином изобретателе, соорудившем если не совсем то же самое, то нечто похожее.
Daimler Dernburg (1907 год) со всеми ведущими и всеми управляемыми колесами иногда называют одним из первых легковых полноприводных автомобилей. Но машина на грузовой раме — это скорее предшественник вседорожника Mercedes-Benz Geländewagen.Материалы по теме
Вот и про полный привод впору спорить до потери голоса. Но создатели автомобилей в любом случае могут не беспокоиться. Паромобиль со всеми ведущими колесами британцы соорудили еще в первой половине восемнадцатого века!
Умножая и деля
Полноприводные автомобили появились, едва самобеглые коляски вошли в пору раннего отрочества — уже в самом начале ХХ века. Причем среди первых была еще и… гибридная, как сказали бы теперь, конструкция. Фердинанд Порше, многие годы увлекавшийся всякими электрическими устройствами, создал для австро-венгерской компании Lohner полноприводный бензоэлектрический экипаж с мотор-колесами.
Развитие полноприводной схемы с самого начала шло в двух параллельных направлениях, которые условно можно назвать грузовым и легковым. В первом случае приоритет, разумеется, отдавали проходимости, во втором — устойчивости и управляемости на высоких скоростях. О легковом приводе мы, в основном, и будем говорить.
Прародитель нынешних скоростных полноприводников — голландский Spyker 60/80 HP, 1903 год.Прародитель нынешних скоростных полноприводников — голландский Spyker 60/80 HP, 1903 год.
В 1903 году голландская фирма Spyker построила большой, сверхмощный по тем временам гоночный автомобиль Spyker 60/80 НР с рядным шестицилиндровым мотором. Его полноприводная трансмиссия даже имела межосевой дифференциал! Справедливо считать, что именно от этой голландской машины пошли все современные «кваттры» и «фирматики». Но «по дороге» появлялись и необычные гоночные конструкции.
В конце 1930‑х годов Гарри Миллер построил заднемоторный полноприводный автомобиль Miller Gulf.В конце 1930‑х годов Гарри Миллер построил заднемоторный полноприводный автомобиль Miller Gulf.
Гоночный Miller FWD со всеми ведущими колесами.Гоночный Miller FWD со всеми ведущими колесами.
В конце 1920‑х за полноприводные машины взялся Гарри Миллер — знаменитый американский конструктор-новатор, чьи переднеприводные гоночные автомобили не раз выигрывали престижные соревнования. Совместно с фирмой FWD (разумеется, Four Wheel Drive) создали машину Miller 91 c «восьмеркой» мощностью под 300 л.с., постоянным полным приводом и тремя (межосевым и межколесными) дифференциалами. Примерно так же был сделан и гоночный Bugatti Type 53 в 1932 году. Эти машины за дорогу цеплялись более уверенно, нежели моноприводные, но в управлении были очень сложны, особенно на неоднородном покрытии. Кроме того, заметно рос расход топлива, а на заправку в ходе гонки приходилось терять драгоценное время, выигранное было у
Полноприводные Волги, Москвичи и Лады: 10 советских quattro — журнал За рулем
Многие годы в СССР считали, что полный привод нужен лишь для улучшения проходимости. Но в 1980-е появились первые отечественные «кваттро».
Материалы по теме
С тех пор как мир в 1980-м познакомился с Audi quattro — скоростным спорткупе с четырьмя ведущими колесами, эпидемия создания подобных автомобилей распространялась с колоссальной скоростью.
Audi не был первым автомобилем, где полный привод сделали, в первую очередь, не для ползанья по грязи, а для более полной реализации возможностей мощного мотора и улучшения управляемости. Эту модель отличали особо тщательная инженерная проработка и филигранная доводка.
Вслед за десятком фирм, которые стали заниматься подобными конструкциями, идеей заинтересовались, конечно, и советские инженеры. Но специфический отечественный рынок (вернее — его отсутствие) подобным затеям не способствовали. Тем не менее во второй половине 1980-х наши заводы постепенно стали создавать свои «кваттро».
ВАЗ-2108 4х4 (ВАЗ-29084)ВАЗ-2108 4х4 (ВАЗ-29084)
Началось все, конечно, с ралли — с автомобилей международной группы В. В 1988-м в Тольятти построили ВАЗ-2108 4х4 (он же — ВАЗ-29084). От «восьмерки» в машине осталось немного. Двигатель объемом 1,85 л и мощностью 150 л.с. стоял в базе, за сиденьями и приводил все колеса. Конечно, для серийного производства такая конструкция была непригодна. Впрочем, если бы дело всерьез дошло до международной омологации, партию машин все же сделали бы. Но — не случилось.
Москвич-21416
Тем временем на АЗЛК создали более близкую к повседневной жизни полноприводную конструкцию — Москвич-21416. Первые прототипы имели так называемую свободную трансмиссию — без межосевого дифференциала и с межколесными без блокировки. Те, кто ездил на таких автомобилях, вспоминали, что на скользких покрытиях, а иногда и просто на высокой скорости машины вели себя, как необузданные звери. Прорабатывая с британской фирмой FFD варианты трансмиссий, в частности — с вискомуфтой, остановились на простых и дешевых дифференциалах повышенного трения Quaife. Автомобиль максимально унифицировали со стандартным Москвичом. Однако сзади была независимая подвеска со стойками, аналогичными передним.
ГАЗ-3105 Волга
Не менее интересна была Волга ГАЗ-3105 — представительский автомобиль, который должен был сменить Чайку. От нее новая Волга ушла, как космическая ракета от стартовой площадки. Двигатель V8 объемом 3.4 л развивал 170 л.с. и работал с пятиступенчатой механической коробкой передач. Полный привод — с возможностью блокировки межосевого дифференциала. Привод к переднему дифференциалу шел внутри полого вторичного вала коробки передач. Испытатели отзывались о ГАЗ-3105 хорошо. Но те, кому в первую очередь адресовали дорогущую Волгу, — государственные чиновники уже теряли интерес к отечественной продукции. Тираж ГАЗ-3105 составил менее шести десятков машин.
Lada Samara T3Lada Samara T3
Свой вариант раллийной «кваттро» с внешностью ВАЗ-2108 создала и французская фирма Poch для марафона «Париж-Дакар». От советской машины у Lada Samara T3 остались, правда, лишь некоторые внешние черты и отдельные элементы. Под кузовом, собранным на трубчатой раме, стояли двигатель и узлы трансмиссии Porsche 959. Мотор в 3,6 л мощностью около 300 л.с. расположили в базе. Тем не менее интерес к Lada Samara французский спортпрототип увеличил.
НАМИ-0290 АпельсинНАМИ-0290 Апельсин
Еще одни советский спортпрототип для ралли — НАМИ-0290 Апельсин. Машина базировалась на кузове ЗАЗ-1102 Таврия и некоторых узлах Нивы. В базе, за сиденьями стоял двигатель ВАЗ-2106 с турбонаддувом, развивавший около 120 л.с. Апельсин стал одним из знаков бурного, как казалось тогда, подъема советского автомобилестроения середины 1980-х.
Lada 4×4 VictoryLada 4×4 Victory
Уже в начале 1990-х на волне расцвета отечественного тюнинга тольяттинская фирма «Металлик-Квадро» создала ВАЗ-21099 Виктория (Lada 4×4 Victory). Внешне почти неотличимый от стандартного, автомобиль в приводе задних колес оснастили узлами полноприводного Volkswagen Golf с вискомуфтой. Машину делали единичными экземплярами. Так что даже мелкосерийной ее можно считать условно.
ИЖ-2126 4х4ИЖ-2126 4х4
Что такое полный привод автомобиля
Системой полного привода является конструкция трансмиссии, которая распределяет крутящий момент на все четыре колеса автомобиля. Крутящий момент – это некий сборщик всех лошадиных сил двигателя в одну упряжку. Соответственно, чем больше этого крутящего момента, тем сильнее и быстрее автомобиль будет набирать ход. Стоит учесть, что крутящий момент полностью зависит от объема двигателя. Литровый мотор не будет иметь отличный крутящий момент, и машина будет разгоняться значительно медленней.
Если вы хотите, чтобы ваш автомобиль разгонялся быстро, то приобретайте модель с большим объемом двигателя, например, двухлитровым или трехлитровым. Они будут отлично выполнять свои функции, а вы будете чувствовать себя уверенней за рулем такого мощного и быстрого автомобиля.
До 80-х годов все ошибочно считали, что полным приводом могут обладать только мощные вездеходы с внушительным дорожным просветом и другими опциями, увеличивающие проходимость. Но после появления системы Quattro на автомобилях марки Ауди, полноприводную систему начали считать еще и средством для повышения ходовых качеств у простых автомобилей. В таких случаях управляемость транспортным средством, его проходимость значительно улучшились в условиях ровного дорожного полотнаи даже на гололеде. Такой системой оснащаются и спортивные автомобили, например,Lamborghini и роскошный Porsche.
Подключаемый полный привод
Большинство неопытных водителей уверены, что каждый внедорожник имеет полный привод. Это не совсем так, потому что некоторые внедорожники оснащены системой полного привода “part-time”, что в переводе с английского означает “частично включенный”. Эта система не подразумевает постоянную работу полного привода. В городских условиях на хорошем асфальте автомобиль работает в режиме заднего привода. Для того, чтобы перевести автомобиль в работу полного привода, необходимо нажать на рычаг селектора раздаточной коробки и привести его в нужное положение. На самом деле это сделано из соображений экономии и безопасности, потому что у вас есть возможность включать полный привод на короткое время, а не использовать полный привод постоянно.
Постоянная работа полного привода в городе может привести к разрушению некоторых составных частей трансмиссии. Это чреватопотерей управляемости и к заносу автомобиля. Главная причина этих бед заключается в переднем мосте, который на дороге с твердым покрытием следует отключать, чтобы привести автомобиль к системе заднего привода. Таким образом, вы снизите проходимость внедорожника. По этим причинам стоимость таких автомобилей на рынке значительно падает. Ко всему прочему, этот внедорожник с большим аппетитом является универсальным автомобилем с задним приводом. На таком внедорожнике лучше передвигаться по асфальтированной дороге и избегать бездорожья.
Автоматический полный привод
Существует аналогичная полноприводная система, которая носит название “Ondemand”. Что в переводе на русский значит «по требованию». Ее главное преимущество заключается в автоматическом запуске полноприводного режима. В обычном состоянии внедорожник будет работать в режиме заднего привода. Но если вы попадете в труднопроходимые места, то электроника заметит пробуксовку колес и автоматически подключит передний мост. В таком случае вы можете быть уверены, что автомобиль беспрепятственно преодолеет бездорожье. Это происходит потому, что с заднего моста система отбирает крутящий момент и равномерно распределяет его между передней и задней осью.
Иногда на переднем мосте оказывается 40%, а на заднем оставшиеся 60%. Конечно, это зависит только от конкретного внедорожника. В лучшем случае система распределит между передним и задним мостом одинаковый крутящий момент, то есть 50 на 50. Также некоторые автомобиля являются переднеприводными, поэтому система “Ondemand”подключает задний мост только в случае необходимости. Ко всему прочему, водитель также может самостоятельно активизировать данную систему, если чувствует, что для прохождения данного участка дороги необходим полный привод. Система отлично работает в снежных условиях, поэтому современные «паркетники» оснащены ею.
Постоянный полный привод
Автомобили с системой «full-time»всегда имеют полный привод на все колеса без исключений.
Выражение «full-time» означает «полное время» или просто «все время». Данную систему можно разделить на две разновидности: внедорожная и городская.
Внедорожник с городской системой «full-time» оснащен межосевым дифференциалом, у него есть возможность передвигаться в системе полного привода. Единственным минусом является отсутствие блокировки межколесного дифференциала, что иногда приводит к проскальзыванию соединения между передним и задним колесом.
Поэтому на пересеченной или болотной местности эту систему лучше не использовать, иначе есть вероятность, что вы застрянете в труднопроходимом месте. По-настоящему мощными и проходимыми являются автомобили с внедорожной системой «full-time», которые лучше конкурентов преодолевают условиях серьезного бездорожья. Внедорожники оборудованы блокировкой межколесного дифференциала. С такой комплектацией автомобиль стоит достаточно дороже, можно сказать, что цена намного выше, чем на многие полноприводные автомобили.
В заключении хочется сказать о том, что некоторые внедорожники на самом деле ими и не являются. Это просто массивные и габаритные автомобили с не менее внушительными внедорожными амбициями. Поэтому если вы предпочитаете ездить по ровному дорожному полотну, но все-таки хотите полноприводный внедорожник, то просто купите обычный автомобиль с полным приводом. Он не хуже внушительных кроссоверов, ко всему прочему, легковые полноприводные автомобили стоят гораздо дешевле внедорожников.