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. 

Источник