Полный привод: постоянный и подключаемый. Как устроен и в чём разница?
Чтобы передвигаться по бездорожью и уверенно чувствовать себя в поворотах, нужно «грести» всеми четырьмя колёсами – это общеизвестно. Но как передать крутящий момент на них? Стоит ли это делать постоянно или только когда нужно и где кроются подводные камни?
Главное и неизменное «действующее лицо» всех систем полного привода — это раздаточная коробка: специальный агрегат, который получает крутящий момент от коробки передач и распределяет его на переднюю и заднюю оси. А вот методик распределения, равно как и схем компоновки, есть несколько.
Системы полного привода принято делить на три типа:
Постоянный полный привод (Full-time)
Плюсы:
Система постоянного полного привода 4Matic (Mercedes-Benz)
Первое, что приходит в голову, когда есть задача передать крутящий момент на две оси, — это жестко подсоединить их к раздатке железными трубами. Но вот незадача: при прохождении поворотов колеса автомобиля проходят разные пути.
Если жестко соединить оси, то какие-то колеса будут ехать, а какие-то — пробуксовывать. В грязи, когда покрытие мягкое, это нестрашно. Во времена Второй мировой, скажем, легендарные «Виллисы» спокойно ездили с жестко соединенными осями, потому как эксплуатировались исключительно на бездорожье. А вот если покрытие твердое, то эти пробуксовки будут порождать крутильные колебания и медленно, но верно разрушать трансмиссию.
Поэтому в раздаточной коробке автомобилей с постоянным полным приводом располагается межосевой дифференциал — механизм, который распределяет мощность между осями и позволяет им вращаться с разной скоростью. И если какое-то колесо замедляется, то обороты другого увеличиваются, но настолько же падает и крутящий момент на нем.
Все это здорово, пока мы едем по асфальту, а что делать, если задней осью мы застряли в луже? На передних колесах, которые будут стоять на твердой поверхности, будет момент но не будет оборотов, зато задние будут вращаться очень быстро, но момент на них будет маленьким. Маленькой будет и мощность на заднем колесе и ровно такую же мощность дифференциал подаст на передок. Буксовать в таком случае можно хоть целую вечность — все равно не сдвинешься.
Для таких случаев дифференциал снабжают блокировкой — когда она включена, обороты на всех колесах одинаковые, а момент зависит только от сцепления колес с дорогой.
За счет наличия дополнительных узлов (дифференциала и блокировки) вся система получается достаточно тяжелой и сложной. Кроме того, постоянная передача момента на все колеса увеличивает потери энергии, а значит, ухудшает динамику и увеличивает расход топлива.
Постоянный полный привод в автомобилестроении до сих пор используется, хотя в последнее время эту систему постепенно вытесняет полный привод по требованию, о котором речь пойдет дальше.
С «честным» полным приводом, а некоторые и с рамой. Ищем настоящие внедорожники до 8000 долларов
Продолжаем разговор о том, какой внедорожник (с «дифференциальным» полным приводом, желательно понижающей передачей и блокировками) не старше 15 лет можно выбрать за 5000-8000$. В прошлый раз мы вспоминали модели российских марок – теперь пришла очередь иномарок.
Hyundai Terracan
Корейский внедорожник выпускался с 2001-го по 2006 год, но как раз самые свежие экземпляры подходят под наше техзадание как по возрасту, так и по стоимости (они как раз предлагаются за 7000-8000$). Ну а главное – перед нами классический внедорожник рамной конструкции с «корнями» Mitsubishi Pajero V20.
Сзади – неразрезной пружинный мост, спереди – независимая торсионная подвеска на двойных поперечных рычагах. На выбор – или жестко подключаемый передний мост без межосевого дифференциала, или же система автоматического полного привода с электронно-управляемой многодисковой муфтой. Второй вариант не столь брутален, зато более практичен и удобен для повседневного использования. Хотя были доступны и другие моторы, на рынке представлены машины с дизелем 2.9 CRDi, а вот «автомат» популярен так же, как и «механика».
Рамная конструкция, 5-дверный
Постоянный задний привод, подключаемый жестко/автоматически передний мост, понижающая передача
3.5 V6 (195 л.с.), 2.5 TD (100 л.с.), 2.9 CRDi (150-163 л.с.)
Kia Sorento
В первом поколении (2002-2009 г.в.) Sorento также имел рамную конструкцию, спереди была применена независимая пружинная подвеска на двойных поперечных рычагах, сзади – зависимая схема с неразрезным мостом. Как и в случае с Terracan, покупателям было предложено два варианта полноприводной трансмиссии: с подключаемым жестко (Part-time) или автоматически при пробуксовке задних колес передним мостом (TOD). До 2006 года версия с Part-time была основной, затем эта роль перешла к TOD. В общем, настоящий внедорожник!
В свое время мы рассказывали о его надежности, правда, надо понимать, что с тех пор уже много лет прошло, а машины новее не становятся. Остается добавить, что при бюджете 8000$ можно рассчитывать на экземпляр 2006-2007 г.в., наверняка с 2,5-литровым дизелем (170 л.с.) и «автоматом».
Рамная конструкция, 5-дверный
Постоянный задний привод, подключаемый жестко/автоматически передний мост, понижающая передача
2.4 (140), 3.3 V6 (248), 2.5 CRDi (140-170 л.с.)
SsangYong Rexton/Kyron/Action
Можно рассматривать все три модели разом. Несмотря на некоторые различия в деталях, философия у этих «корейцев» одна: рама, постоянный задний привод и подключаемый передний, принудительно или автоматически. Понижающая передача. Сзади – зависимая подвеска, спереди – независимая. И моторы – лицензионные Mercedes. Конечно, наиболее интересны дизели объемом 2,0-3,2 л. Главное – не перепутать с кроссовером Action II, уже с несущим кузовом, полностью независимой подвеской и безальтернативной муфтой в приводе задних колес. За 7000-8000$ можно искать среди машин 2006-2011 г.в.
Рамная конструкция, 5 дверей
Постоянный задний привод, подключаемый жестко/автоматически передний мост, понижающая передача
2.3 (150 л.с.), 3.2 V6 (220 л.с.), 2.0 D (141-178 л.с.), 2.7 D (165-185 л.с.)
Suzuki Grand Vitara
Поколение JT (2015-2015 г.в.) получило раму, интегрированную в кузов, подключаемый полный привод был заменен на постоянный. Однако понижающая передача и межосевая блокировка остались, так что в части внедорожного арсенала Grand Vitara по-прежнему достаточно серьезный автомобиль. Удивительно, но дизельная версия у нас практически не встречается, самые популярные моторы – бензиновые 2.0 и 2.4, а пригнанные из CША машины обычно имеют под капотом 2.7 V6. Пятидверных версий куда больше, чем не очень практичных 3-дверных (все-таки места они предлагают совсем немного). При бюджете 8000$ вполне можно рассматривать к покупке экземпляры 2007-2011 г.в.
С интегрированной рамой, 3-дверный (короткий) или 5-дверный
Постоянный полный привод, понижающая передача, принудительная блокировка межосевого дифференциала
2.0 (140 л.с.), 2.4 (166 л.с.), 2.7 V6 (185 л.с.), 1.9 D (129 л.с.)
Subaru Forester
Внедорожники закончились – переходим к кроссоверам. Один из наиболее подготовленных для бездорожья – Forester. Но именно европейская версия и с механической коробкой передач, потому что в этом случае получаем постоянный полный привод с межосевым механическим дифференциалом, автоматически блокируемым с помощью вискомуфты (в случае с АКПП используется многодисковая муфта в приводе задних колес), и понижающую передачу (на американских машина ее нет). Также в качестве опции была доступна блокировка заднего дифференциала с помощью вискомуфты. В наш бюджет попадают автомобили второго поколения образца 2005 года (последний рестайлинг), а также ранние экземпляры третьего поколения (с 2007 года) с атмосферными моторами объемом 2,0 и 2,5 л.
Постоянный полный привод с автоматической блокировкой межосевого дифференциала (МКПП), понижающая передача (МКПП, европейские версии) / автоматически подключаемый полный привод (АКПП), автоматическая блокировка заднего дифференциала
2.0 (150-158 л.с.), 2.5 (172 л.с.)
Mitsubishi Outlander
Мы говорим про первое поколение (2001-2008 г.в.), так как именно эта модель имеет постоянный полный привод с автоматической блокировкой межосевого дифференциала с помощью вискомуфты (да-да, как на Subaru). Но понижающей передачи нет, как и межколесных блокировок, так что внедорожный арсенал еще скромнее, чем у Forester. Зато и стоит Outlander дешевле большинства рассмотренных в обзоре моделей. Так, за экземпляры 2006-2008 г.в. просят порядка 6000-8000$. Основные моторы – бензиновые 2.0 (136 л.с.) и 2.4 (160 л.с.), при этом среди предложений довольно много машин с «автоматом».
Постоянный полный привод с автоматической блокировкой межосевого дифференциала
2.0 (136 л.с.), 2.4 (160 л.с.)
Наш вердикт
Конечно, в обозначенный бюджет порой попадают и другие авто (например, можно найти тот же Mercedes M-класса), но мы выбрали моделей, которые представлены в достаточном количестве и не по низу рынка. Как видим, у покупателя есть выбор: при желании можно взять даже рамный внедорожник корейской марки, а для любителей экспериментов имеются китайские машины. Но если хочется больше управляемости и комфорта на хороших дорогах, смотрите в сторону моделей с несущим кузовом и постоянным полным приводом. Правда, они будут преимущественно с бензиновыми моторами.
В любом случае мы говорим про автомобили в возрасте 12-15 лет, так что очень актуален вопрос технического состояния, прежде всего это касается кузова, двигателя и трансмиссии. Особенно если предыдущие владельцы брали автомобиль «по предназначению». Так что придется запастись терпением и не расслабляться во время осмотра. Но оно того стоит, поверьте!
Полноприводные машины в базе объявлений Автобизнеса
Полный, или не очень. Разбираемся в типах привода 4х4
Словосочетание «полный привод» давно и прочно вошло в обиход. И дело даже не в том, сколько процентов автовладельцев этим самым полным приводом владеют, хотя статистика последних лет действительно впечатляющая. А в том, что эти магические слова как бы априори ставят обладателя на ступеньку выше своих более приземлённых коллег. И неважно, что какой-нибудь зализанно-холёный Infiniti FX не проедет и десяти метров по раскисшему полю – важен сам факт! Статус, знаете ли, дело такое… А у нас в стране – особенно. Но в сторону лирику. В сегодняшней статье я предлагаю вам разобраться в сути вопроса немного глубже просто понимания, что оно «гребёт всеми четырьмя».
У истоков
Но перейдём к дню сегодняшнему. Для некого логического разделения, предлагаю разбить описания типов полного привода (ПП) на несколько абзацев, по ключевым особенностям.
Подключить нельзя оставить постоянно
Именно так: запятую поставить по требованию. Сейчас объясню. Полагаю, даже у не очень хорошо разбирающегося в машинах человека есть определённые подозрения – что полный привод на тракторе «Беларусь» и на лимузине Мерседес несколько отличается. Поэтому, пойдём от простого к сложному.
Трансмиссия УАЗов принципиально не меняется практически 70 лет. (фото: versiya.info)
1. Подключаемый полный привод.
Сразу вспоминаем наш родной УАЗик (причём, любой модели и года). Эта машина может быть как заднеприводной, так и ехать на полном. Одно движение рычага в салоне, и подключается передний мост. И всё, казалось бы, хорошо – по нормальным дорогам можно и на заднем кататься, экономя бензин, а на бездорожье и в гололёд врубать 4х4. Идеально! Но увы, всё не так радужно. Передний мост подключается жёстко. То есть, межосевого дифференциала нет. А значит, скорости вращения карданов, идущих на переднюю и на заднюю ось, всегда будут одинаковы. Чем это грозит? Во-первых, это сильно нагружает трансмиссию при любом движении, отличающемся от прямолинейного. Малейший поворот дороги – и раздаточная коробка уже испытывает нагрузки. И чем твёрже под колёсами покрытие (т.е., чем лучше сцепление с дорогой), тем пагубнее эти нагрузки для деталей раздатки.
Дело здесь в том, что при поворотах скорости вращения колёс машины отличаются друг от друга. Для компенсации этой разницы в трансмиссию ставят дифференциал (как межколёсный, так и межосевой). Об этом мы подробнее поговорим в другой раз.
Кстати, в том же УАЗе с завода висит предупреждение любителям погонять «на полном» по асфальту:
Как говорится, прямым текстом. (фото автора)
Ну а вторая причина неидеальности такой схемы – машина с жёстко подключенным ПП на скорости становится плохо управляема. И вот здесь витает огромное количество заблуждений. К сожалению, многие уверены, что если есть полный привод, пусть и жёстко-подключаемый – он по-умолчанию стабильнее и предсказуемее обычного «недопривода». Это не так. И если «свободная» схема (о ней далее) с межосевым дифференциалом действительно помогает на трассе в гололёд или дождь, то жёстко-подключаемый, напротив, способен спровоцировать потерю управляемости в критических ситуациях.
Кстати, тип ПП, о котором шла речь выше, называется ещё «парт-тайм». Part-time – буквально «частичная занятость». Что ещё раз намекает на то, что сконструирована такая схема была в незапамятные времена для грузовиков и военной техники, но уж никак не для рекордов управляемости на дорогах с ровным покрытием. Очевидные плюсы конструктива – простота и надёжность. Никаких хитрых муфт и электроники: только водитель, грязь и рычаг подключения в салоне. Однако, такая романтика устраивала далеко не всех. Отсюда пошло дальнейшее развитие.
2. Постоянный полный привод.
В отличие от своего архаичного собрата, имеет межосевой дифференциал. Как я сказал выше, эта такая штука, которая позволяет двум выходящим из неё валам вращаться с различной скоростью. И вот как раз этот тип полного привода реально повышает устойчивость автомобиля на покрытиях с недостаточным сцеплением. Подвидов этой схемы на сегодняшний день развелось превеликое множество – список аббревиатур от автопроизводителей легко перевалит за пару десятков. Но, положа руку на сердце, признаем: всё это красивая рекламная игра слов, скрывающая примерно одинаковый принцип работы. На принципах и остановимся чуть подробнее. По сути, основных типов постоянного ПП всего три.
а) Со свободным дифференциалом. Здесь снова обратимся к классике – наша ВАЗовская «Нива». Никакой электроники там и в помине нет, но есть свободный межосевой дифференциал, который позволяет ездить на всех ведущих круглый год и по любому типу покрытия. При этом, на бездорожье он по желанию водителя блокируется, превращая схему в тот же «парт-тайм» и повышая проходимость. Таким образом, ПП со свободным дифференциалом ловит сразу двух зайцев: его можно не отключать на асфальте, и при этом он ещё умеет ездить по бездорожью.
б) С самоблокирующимся дифференциалом. В данной схеме между осями стоит не просто «железный» дифференциал, а ещё и специальная муфта. Её задача – частично или почти полностью (до 95%) блокироваться при пробуксовке одной из осей, направляя при этом мощность на вторую. Пример. Вы едете по снегу, и вдруг переднее-правое колесо проваливается и начинает буксовать. Т.к. между колёсами одной оси тоже есть дифференциал (положим, он самый обычный), то переднее-левое при этом будет стоять и не пытаться сдвинуть машину с места. Уверен, ситуация до боли знакомая всем водителям легковушек.
самоблокирующийся дисковый межосевой дифференциал (фото: BMW)
Более продвинутый тип – самоблокирующиеся дифференциалы типа Torsen. Те вовсе умеют реагировать не на разность вращения валов, а на фактический недостаток крутящего момента на одном из них, что более эффективно. Изначально муфты Torsen были чисто механическими, но сегодня большинство из них электронно-управляемые, и совместно с ESP способны непрерывно перекидывать момент между осями в зависимости от множества факторов: скорость, тип покрытия, едет ли сейчас машина в повороте, и так далее.
Самоблокирующаяся муфта Haldex у дифференциала задней оси – задействует привод задних колёс по необходимости (фото: Haldex)
Так что круче?
Да в общем-то, ничего. Каждая схема имеет свои плюсы и минусы. Просто затевая спор о том, какой привод правильнее, нужно понимать, что для передвижения по полям и болотам изначально создавался подключаемый ПП. А когда машины 95% своей жизни стали проводить на городском асфальте (максимум – укатанной грунтовке), то системы логично приспособились под изменившиеся условия. Ведь согласитесь, никому не придёт в голову спорить о том, что же лучше: армейские ботинки или лакированные туфли.
Полный привод: постоянный и подключаемый. Как устроен и в чём разница?
Чтобы передвигаться по бездорожью и уверенно чувствовать себя в поворотах, нужно «грести» всеми четырьмя колёсами – это общеизвестно. Но как передать крутящий момент на них? Стоит ли это делать постоянно или только когда нужно и где кроются подводные камни?
Главное и неизменное «действующее лицо» всех систем полного привода — это раздаточная коробка: специальный агрегат, который получает крутящий момент от коробки передач и распределяет его на переднюю и заднюю оси. А вот методик распределения, равно как и схем компоновки, есть несколько.
Системы полного привода принято делить на три типа:
Постоянный полный привод(Full-time)
Плюсы:
надёжная «неубиваемая» конструкция;
возможность езды с полным приводом как по бездорожью, так и по асфальту.
Минусы:
сложность по сравнению с жестко подключаемым приводом;
большая масса;
сложность настройки управляемости;
повышенный расход топлива.
Первое, что приходит в голову, когда есть задача передать крутящий момент на две оси, — это жестко подсоединить их к раздатке железными трубами. Но вот незадача: при прохождении поворотов колеса автомобиля проходят разные пути.
Если жестко соединить оси, то какие-то колеса будут ехать, а какие-то — пробуксовывать. В грязи, когда покрытие мягкое, это нестрашно. Во времена Второй мировой, скажем, легендарные «Виллисы» спокойно ездили с жестко соединенными осями, потому как эксплуатировались исключительно на бездорожье. А вот если покрытие твердое, то эти пробуксовки будут порождать крутильные колебания и медленно, но верно разрушать трансмиссию.
Поэтому в раздаточной коробке автомобилей с постоянным полным приводом располагается межосевой дифференциал — механизм, который распределяет мощность между осями и позволяет им вращаться с разной скоростью. И если какое-то колесо замедляется, то обороты другого увеличиваются, но настолько же падает и крутящий момент на нем.
Все это здорово, пока мы едем по асфальту, а что делать, если задней осью мы застряли в луже? На передних колесах, которые будут стоять на твердой поверхности, будет момент но не будет оборотов, зато задние будут вращаться очень быстро, но момент на них будет маленьким. Маленькой будет и мощность на заднем колесе и ровно такую же мощность дифференциал подаст на передок. Буксовать в таком случае можно хоть целую вечность — все равно не сдвинешься.
Для таких случаев дифференциал снабжают блокировкой — когда она включена, обороты на всех колесах одинаковые, а момент зависит только от сцепления колес с дорогой.
За счет наличия дополнительных узлов (дифференциала и блокировки) вся система получается достаточно тяжелой и сложной. Кроме того, постоянная передача момента на все колеса увеличивает потери энергии, а значит, ухудшает динамику и увеличивает расход топлива.
Постоянный полный привод в автомобилестроении до сих пор используется, хотя в последнее время эту систему постепенно вытесняет полный привод по требованию, о котором речь пойдет дальше.
Жестко подключаемый (Part-time)
Плюсы:
надежная механика;
максимальная простота при высокой проходимости.
Минусы:
по асфальту с полным приводом ездить нельзя.
От дифференциала и блокировок можно и отказаться, при условии, что одна из осей будет временно отключаться. По такой логике работает система жестко подключаемого полного привода.
Оси между собой соединяются без дифференциала, и момент распределяется в строгом соотношении. Как следствие, высокая проходимость и минимум затрат.
Парт-тайм на сегодняшний день практически вымер и используется только на сугубо внедорожных автомобилях. Современному водителю пользоваться этой системой неудобно. Подключать ось можно только в неподвижном состоянии, чтобы не повредить механизмы. Ну а если после покатушек в лесу выехать на шоссе и забыть отключить полный привод, то есть риск загубить всю трансмиссию.
Полный привод с муфтой
Плюсы:
дешевизна и простота устройства;
малая масса;
возможность тонкой настройки системы.
Минусы:
слабая надежность и стойкость к перегрузкам;
нестабильность характеристик.
Жесткая блокировка дифференциала — это неплохо на бездорожье, но как заставить систему полного привода дозировать момент в динамике? Степень пробуксовки ведь всегда разная… Решение было найдено в середине 50-х годов.
Обычный механический дифференциал дополнили вязкостной муфтой (вискомуфтой). Вискомуфта — это деталь, в которой ряды лопаток, связанных с входным и выходным валами, вращаются в специальной жидкости. Входной и выходной валы свободно вращаются относительно друг друга, но секрет муфты именно в наполнителе, который при повышении температуры увеличивает свою вязкость.
При обычном движении, легких поворотах или проскальзывании колес муфта не препятствует взаимному перемещению лопаток, но как только разница в скорости вращения передних и задних колес вырастает, жидкость начинает интенсивно перемешиваться и нагреваться. При этом она становится вязкой и блокирует перемещения лопаток относительно друг друга. Чем больше разница, тем выше вязкость и степень блокировки.
Сегодня муфты используются как на схемах с постоянным полным приводом совместно с механическими дифференциалами, так и самостоятельно. Ведущим валом они соединены с раздаткой, а ведомым — с дополнительной осью. При необходимости, когда одна из осей буксовала, часть момента через муфту уходит на нее.
В поздних конструкциях муфт от жидкости отказались в пользу трущихся дисков, которые работают по такому же принципу, как фрикционное сцепление. При необходимости электроника «поджимает» их и начинает передачу момента. Управлять дозировкой момента автомобиль может самостоятельно, без участия водителя.
При всем удобстве муфты имеют ряд недостатков, основной из которых — слабая выносливость на серьезном бездорожье. Трущиеся диски от нагрузки перегреваются, и муфта уходит в аварийный режим. Поэтому эта система применяется в основном на компромиссных кроссоверах и легковых автомобилях, где полный привод нужен не для преодоления буераков, а для лучшей управляемости.
Что дальше?
Дальнейшая эволюция систем полного привода, по всей видимости, будет связана с электромоторами. Первый электромобиль с двигателем на каждом колесе показал еще на Всемирной выставке в Париже 1900 года Фердинанд Порше. Тогда это был, как бы сейчас сказали, «нежизнеспособный концепт-кар». Моторы были слишком тяжелые, а конструкция — дорогой. Сейчас у такой схемы перспектив явно больше.
Есть потенциал и у гибридной схемы, где одна ось приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, а вторая — элекродвигателем. Впрочем, если говорить о настоящих внедорожниках, то никакие электроинновации и фрикционные муфты пока не заменят дешевой, простой и выносливой механики.