Электрический привод. виды, устройство и история электропривода

Полный привод автомобиля

Потенциальные покупатели, которые задаются вопросом, какой привод лучше, как правило, не находят ясного ответа на свой вопрос. В таком случае можно обзавестись системой полного привода. Конструктивная его особенность заключается в том, что усилия могут передаваться одновременно на переднюю и на заднюю ось. В свою очередь, ощущается лучшая управляемость и проходимость в любых, даже самых сложных условиях бездорожья. Как правило, чаще всего транспортные средства с таким типом привода производятся в кузовах джипов и «паркетников» — уменьшенных копий джипов, предназначенных для активного передвижения на плохих дорогах и по минимальному бездорожью.

Преимущества полного привода

• Вне зависимости от того, какие типы полного привода вам пришлось выбрать, главный козырь — высокий показатель проходимости автомобиля. Он достигается благодаря хорошему распределению усилий двигателя на каждое колесо по отдельности. В этом заслуга электронных систем стабилизации автомобиля, а не каких-либо механических устройств.
• За счёт равномерной подачи усилий гарантируется высокий уровень курсовой устойчивости. Во время прохождения поворота на высокой скорости система полного привода стабилизирует транспорт. Даже если получилось войти в занос (что само по себе является редким явлением), вывести авто из него можно благодаря лёгкому повороту рулевого колеса.
• Склонность к пробуксовке практически полностью отсутствует. И в этом тоже вина систем стабилизации. Конечно, на мощных джипах, где мощность двигателя достигает 600 и более лошадиных сил, пробуксовка возможна, но и здесь она вряд ли появится из-за умного бортового компьютера.

На видео рассказано о разновидностях полноприводных автомобилей:

Минусы полного привода

• Пожалуй, главным минусом является повышенный расход топлива. Двигателю приходится обслуживать сразу две оси — переднюю и заднюю, создавая оптимальные усилия для передвижения. Следовательно, силовая установка должна иметь достаточный запас мощности, что автоматически приводит к повышению расхода топлива.
• Стоимость ремонта также выше, чем в случае с другими автомобилями. Причина в сложности системы.
• Повышенная вероятность шумов существует, даже если есть дорогая шумоизоляция.

Тем не менее для активного передвижения по бездорожью рекомендуем авто с полным приводом. Если приходится ездить по городу в спокойном режиме — подойдёт как задний, так и передний привод.

Типы привода отличаются в основном при пробуксовке шин

Если мы рассматриваем различия в типах привода с точки зрения попадания в экстремальные ситуации и поведения автомобиля в экстремальных ситуациях, сразу отмечу, что различия в типах привода в основном проявляются в скольжении автомобиля при пробуксовке ведущих колес, либо на грани скольжения. Пробуксовка возникает, когда сила тяги на ведущих колесах превышает силу сцепления шин с дорогой, то есть при передозировке газа. Это может произойти практически на любом автомобиле при движении по скользкой зимней дороге, либо при движении по асфальту на мощном автомобиле.

Разные приводы скользят по-разному

Задний привод в случае пробуксовки скользит задними шинами — отправляется в занос и пытается встать поперек дороги. Еще это называют потерей устойчивости или избыточной поворачиваемостью (oversteering). Передний привод, соответственно, скользит передними шинами — идет в снос и пытается проехать мимо поворота, что называется уже потерей управляемости или недостаточной поворачиваемостью (understeering). А с полным приводом дело обстоит сложнее и запутаннее: он скользит либо задними колесами, либо передними, либо всеми четырьмя, причем в зависимости от того, как ляжет фишка (под фишкой здесь и далее следует понимать техническое устройство «полного» привода – наличие и активация блокировки межосевого и других дифференциалов, работа «мозгов» автомобиля, которые отвечают за перераспределение крутящего момента между осями и т.д.). Отсюда и разное поведение машин в скольжении, и разные способы управления ими. Скольжение всех шин, кстати, называют сносом четырех колес или нейтральной поворачиваемостью.

На самом деле, понятие поворачиваемости более сложное, оно применимо не обязательно к скольжению шин, а тип поворачиваемости не всегда связан с типом привода. Но обсуждение этих вопросов выходит за рамки статьи, и, возможно, я напишу об этом позже.

Нет газа – нет и разницы

Теперь давайте представим, что мы на ходу включили нейтральную передачу и едем накатом. В этом случае машина с любым типом привода превращается в тележку, которая катится по инерции. Какая в этом случае разница, что за привод у машины? Правильно, никакой! Ведь это просто тележка, без привода. До тех пор пока мы не включим передачу и не дадим газу так, что ведущие колеса забуксуют.

Есть, конечно, и другие отличия между типами привода, они проявляются не обязательно в скольжении, но это уже нюансы, и об этом – ниже.

Движение с пробуксовкой ведущих колес

Снос опаснее заноса

Напомню, что снос означает потерю управляемости автомобиля, а занос – лишь потерю устойчивости, но управляемость при заносе сохраняется. То есть, с одной стороны, снос опаснее заноса, поскольку автомобиль едет совсем не туда, куда мы его направляем (та самая потеря управляемости). Однако для прекращения заноса вам необходимо обладать некоторым уровнем водительского мастерства, в частности, владеть приемами скоростного руления. Снос же прекращается гораздо проще заноса и не требует особой техники вождения (если, конечно, вам хватит места на дороге для прекращения сноса). Но все равно, снос считается более опасной ситуацией.

Задний привод безопаснее переднего

В силу конструктивных особенностей, при передозировке газа задний привод склонен к заносу, а передний – к сносу. Следовательно, задний привод безопаснее переднего, но требует от водителя более высокого уровня мастерства. Передний привод, вопреки расхожему мнению, не безопаснее заднего, однако им проще управлять неподготовленному водителю.

Полный привод – сам не знает, чего хочет

Полный привод при передозировке газа склонен в равной степени как к заносу, так и к сносу, и в скольжении может проявлять себя и как полный, и как передний, и как задний привод. Если машина с полным приводом попала в скольжение (без системы стабилизации) по ошибке водителя, то это полный атас! Передний привод несет передом, задний привод несет задом. Все однозначно и предсказуемо. А полный привод может понести как передом, так задом, так и всеми четырьмя колесами. Непредсказуемо! И поэтому этот тип привода требует от водителя реально продвинутых навыков управления в экстремальных ситуациях – переднеприводным авто, заднеприводным и полноприводным – причем именно тем полноприводным, за рулем которого вы находитесь.

Ведь в самом процессе скольжения крутящий момент от мотора может с помощью дифференциалов перекидываться с оси на ось, и он может на короткое время менять тип привода. Ты думал, что скользишь передней осью и поддал газу, а у тебя уже заскользила задняя и ты боком летишь в отбойник… И все это – как фишка (помните про фишку?) ляжет, неуправляемо. Ситуация усугубляется на приводах, где постоянно ведущая одна ось, а в определенных ситуациях с помощью электроники подключается вторая… Короче говоря, как сказал один веселый парень, хочешь смерти своей теще – подари на зиму ей полный привод :)))

Не верите? Приходите на курсы контраварийной подготовки водителей и убедитесь в этом сами! Уже многие любители полного привода разочаровались в нем. А все почему? Завышенные ожидания 🙂

Полный привод: король зимнего дрифта

Другое дело, если проходить поворот в дрифте. Тогда полный привод интересен, и недаром он используется в ралли. Он вроде как и в занос идет за счет тяги сзади, и задом наперед не разворачивается – за счет тяги спереди. И как бы разгоняется боком. Красота да и только! Опять же, речь идет о скольжении автомобиля… И тогда вопрос – зачем нам нужен полноприводный автомобиль на дорогах мегаполиса?

Типы приводов автомобиля

Практически каждый автомобилист имеет представление о разновидностях приводов автомобилей, ну или на крайний случай, знает, какой тип привода приводит в движение его транспортное средство. Давайте попробуем в этой статье разобраться, какие всё же существуют приводы и в чем их существенная разница. Итак, чтобы автомобиль был приведен в движение, крутящий момент от двигателя должен передаться на колеса машины. А вот, сколько колес примет крутящий момент, и на какой оси, зависит от типа привода.

Приводы могут быть трех видов: задний, передний и полный. Рассмотрим подробнее их отличие, а также плюсы и минусы эксплуатации авто с разными типами приводов.

Электропривод

В качестве двигателей электропривода чаще всего применяют односкоростные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Асинхронная машина включается в трехфазную сеть, поэтому она должна иметь на статоре три фазные обмотки, создающие вращающееся магнитное поле, которое увлекает за собой ротор. Ротор вращается асинхронно, т. е. со скоростью, отличной от скорости поля. Обладая жесткой характеристикой (зависимостью крутящего момента от числа оборотов), эти двигатели обеспечивают постоянство мощности во всем диапазоне скоростей и незначительное изменение числа оборотов вала под нагрузкой.

Применение асинхронных электродвигателей с электрическим переключением скоростей путем изменения числа пар полюсов значительно упрощает коробки передач. Однако асинхронные электродвигатели с переключением скоростей обладают постоянным моментом на разных скоростях, что снижает их эффективность при малых оборотах.

Характерной частью большой группы электрических машин является коллектор — полый цилиндр, собранный из изолированных друг от друга медных колец. Наличие коллектора у машин переменного тока позволяет подвести фазы к ротору. Асинхронные электродвигатели с фазным ротором применяются для механизмов с плавным, ступенчатым пуском в тяжелых условиях при продолжительном режиме работы.

Использование электродвигателей постоянного тока, частоту вращения которых в достаточно широких пределах можно регулировать (при постоянной мощности в определенном диапазоне скоростей) изменяя поле возбуждения, оказывается более предпочтительным, т. к. значительно упрощает коробку передач.

В двигателях постоянного тока коллектор обеспечивает постоянный по направлению вращающий момент. Область применения коллекторных машин, в особенности машин постоянного тока, достаточно обширна, а наличие простых и малогабаритных выпрямительных устройств позволяет подключать их к сетям переменного тока. Особенно ценное свойство коллекторной машины постоянного тока — возможность плавного (бесступенчатого) регулирования частоты вращения ротора.

Синхронной называется электрическая машина, скорость вращения ротора которой связана постоянным отношением с частотой сети переменного тока, в которую эта машина включена. Синхронные электродвигатели целесообразны в тех случаях, когда необходим двигатель, работающий при постоянной скорости. У синхронных двигателей КПД несколько выше, а масса на единицу мощности ниже, чем у асинхронных двигателей, рассчитанных на ту же частоту вращения.

Для осуществления вспомогательных движений нередко используют электромагниты.

Устройство и принцип работы

Для передачи крутящего момента используется набор узлов и агрегатов, образующих трансмиссию.

В неё входят:

• коробка передач (КПП), отвечающая за изменения общего передаточного числа, то есть отношения скорости вращения вала двигателя к оборотам ведущих колёс;
• раздаточная коробка, делящая крутящий момент в заданном соотношении (не обязательно поровну) между ведущими осями;
• карданные передачи с ШРУС или шарнирами Гука (крестовинами), передающими вращение на расстоянии под переменными углами;
• редукторы ведущих мостов, дополнительно изменяющие скорость вращения и направление передачи момента;
• полуоси, соединяющие редукторы со ступицами колёс.

Как уже упоминалось, из общего множества схем выделились две основных, характерные для поперечных и продольных силовых агрегатов.

1. В первом случае раздатка крепится сбоку к коробке передач, её при этом ещё называют угловым редуктором. Из компоновочных соображений через неё пропускается вал привода одного из передних колёс, здесь же шестерёнчатой парой с гипоидным зацеплением снимается момент на задний мост, для чего вращение разворачивается на 90 градусов и поступает к карданному валу, идущему вдоль автомобиля.
2. Для второго случая характерно размещение раздатки на одной оси со вторичным валом КПП. Карданный вал к задним колёсам расположен соосно с первичным валом раздаточной коробки, а передние подключены через такую же карданную передачу, но с разворотом момента на 180 градусов и смещением вниз или вбок.

Раздатка может быть достаточно простой, отвечая только за разветвление момента, или сложной, когда для повышения проходимости или управляемости в неё вводятся дополнительные функции:

• демультипликатор, то есть повышающая передача для умножения крутящего момента на бездорожье;
• межосевой дифференциал, распределяющий момент в заданной пропорции;
• электромагнитные фрикционные муфты, служащие исполнительными устройствами в системе автоматического управления возможностями трансмиссии;
• валы отбора мощности к дополнительным устройствам.

Редукторы ведущих мостов у машин 4×4 также могут быть усложнены наличием управляемых дифференциалов или электронных муфт. Вплоть до принудительных блокировок и раздельного управления колёсами одной оси.

Задний привод

Заднеприводная машина отличается тем, что в ней передача крутящего момента передается трансмиссией на заднюю ось. Последняя и является ведущей.

Плюсы заднего привода

1. Равномерное распределение нагрузки. В процентном соотношении такой показатель составляет 50 на 50. Это достигается за счет того, что при начале движения вес авто распределяется на заднюю часть, разгружая, тем самым, переднюю. В результате автомобиль быстро набирает разгон, при этом при резком газе задние колеса буксуют. В результате машина легко преодолевает подъемы.
2. Быстрое устранение заноса. Многие водители утверждают, что при движении на малой скорости на повороте заднеприводное авто заносит чаще. Но устранить такой занос довольно легко. Нужно просто убрать ногу с педали газа. А это происходит зачастую рефлекторно, поэтому водителю не придется ломать голову, что предпринять ‒ он с большой долей вероятности интуитивно все сделает правильно.
3. Руль не вибрирует. Учитывая, что руль и задняя ось находятся в противоположных концах, колебания от последней не так сильно передаются в салон авто.
4. Улучшается проходимость машины при езде по рыхлым и другим сложным участкам дорог. В таких ситуациях передние неведущие колеса прокладывают путь ведущим.

Минусы заднего привода

1. Создается эффект торможения. Учитывая, что управляющие колеса находятся сзади, они несколько тормозят машину, что увеличивает риск заноса на низких скоростях.
2. Присутствие карданного вала снижает мощность авто. Создаётся дополнительный шум при езде по плохим дорогам и риск повреждения транспортного средства при движении по ухабам увеличивается.
3. Усложненная конструкция. Такие машины нуждаются в дополнительных механизмах, что повышает их массу и усложняет сборку. Это приводит к повышению цены самого авто и его ремонта, если возникнет такая необходимость.
4. Менее просторный салон. По центру машины находится туннель для размещения карданного вала, который снижает площадь салона.
5. Сложнее управлять в гололед. Особенно, если на ведущих колесах установлены летние или всесезонные покрышки. Тогда риск заноса возрастает в несколько раз.

Какой привод безопаснее? Какой привод наиболее безопасен?

Передний привод управляется намного проще, переднеприводый авто труднее пустить в занос, поэтому в качестве первого автомобиля лучше выбирать машину именно с передним приводом. С другой стороны, занос заднеприводного авто легко исправляется интуитивным сбросом газа – отпустил газ и машина вернулась на траекторию. А на переднем приводе занос означает, что водитель перешел все допустимые границы.

Вызвать занос на передне-приводном авто сложнее, чем на заднем, но и для выхода из заноса на переднем приводе – нужно гораздо большее мастерство. На заднем приводе, занос – это норма и он возникает постоянно, а чтобы его устранить обычно бывает достаточно просто отпустить педаль газа. Можно сказать, что задний привод сразу показывает водителю всю опасность скользкой дороги, а передний – до последнего скрывает ее от водителя. Впрочем, даже для заднего привода есть предел скорости, после которого сброс газа не способен стабилизировать автомобиль.

Что касается полного привода, то с ним все еще сложнее. Полный привод на скользком покрытии может повести себя как передний или как задний, в зависимости от того, под каким колесом скользко.

Для переднего привода характерна более высокая курсовая устойчивость, чем у заднего

На заснеженной или грязной трассе передний привод идет, как паровоз по рельсам, в то время, как с задним приводом работать газом на скользкой дороге надо очень осторожно – машину может развернуть

А вот полный привод снежную кашу, как и бездорожье, переносит даже лучше, чем передний, но если нет межосевого дифференциала, то в поворот он входит неохотно. Будьте осторожны!

Задний привод позволяет быстрее разгоняться, легко входит в занос, но также просто из него выводится, а все это вместе делает езду на заднеприводном авто более интересной. На скользкой дороге, задний привод управляется совсем не так, как передний, но многие водители за это его и ценят. 

Итак, какой же привод считать более безопасным? Увы, но однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Каждый вид привода автомобиля ведет себя по-разному, у каждого свои плюсы и минусы, каждым видом привода надо умело пользоваться, не нарушая законы физики. Но одно можно сказать с уверенностью: если Вам нужен безопасный автомобиль, то он может обладать любым видом привода, главное, чтобы на нем обязательно была включена система курсовой устойчивости – ESP. Эта умнейшая программа способна подтормаживать каждое колесо в отдельности, таким образом, исправляя многие ошибки водителя.

Как правильно ездить на машине с полным приводом

Чтобы реализовать все возможности полного привода надо изучить особенности конструкции конкретного автомобиля, понять как работает именно его схема трансмиссии.

1. Не пользоваться подключаемым полным приводом без межосевого дифференциала на асфальте, это закончится быстрым износом и поломками.
2. Потренироваться в вождении на скользкой дороге в поворотах, часто полноприводные машины, особенно со свободным дифференциалом или автоматическим перераспределением момента, могут вести себя непредсказуемо, меняя поведение с переднеприводного на заднеприводное и наоборот. А работать педалью газа в повороте надо с диаметрально противоположной тактикой, машина на добавление тяги может как уйти с заносом вовнутрь поворота, так и начать скользить передней осью наружу. Это же относится и к гашению начавшегося заноса задней оси.
3. Хорошая устойчивость 4×4 зимой может пропасть внезапно для водителя. К этому надо быть готовым, ведь моноприводные машины всегда предупреждают о потере сцепления заранее.
4. Отличная проходимость не должна приводить к бездумному посещению грязевых «засад» или снежных полей. Возможность выбраться без трактора из подобных условий больше зависит от выбранных шин, чем от способностей автоматики в трансмиссии.

При этом в разумной стратегии вождения полноприводная машина всегда поможет избежать неприятностей, в которые моноприводы попадут гораздо раньше. Только не надо этим злоупотреблять.

В перспективе все машины получат полный привод. Это связано с прогрессом в технике электромобилей. Там очень легко реализуется схема с электромотором на каждое колесо и развитой силовой электроникой.

Вот такие автомобили уже не потребуют инженерных познаний о типе привода. За водителем останется только управление педалью акселератора, остальное машина сделает сама.

Как правильно ездить на машине с полным приводом

Чтобы реализовать все возможности полного привода надо изучить особенности конструкции конкретного автомобиля, понять как работает именно его схема трансмиссии.

1. Не пользоваться подключаемым полным приводом без межосевого дифференциала на асфальте, это закончится быстрым износом и поломками.
2. Потренироваться в вождении на скользкой дороге в поворотах, часто полноприводные машины, особенно со свободным дифференциалом или автоматическим перераспределением момента, могут вести себя непредсказуемо, меняя поведение с переднеприводного на заднеприводное и наоборот. А работать педалью газа в повороте надо с диаметрально противоположной тактикой, машина на добавление тяги может как уйти с заносом вовнутрь поворота, так и начать скользить передней осью наружу. Это же относится и к гашению начавшегося заноса задней оси.
3. Хорошая устойчивость 4×4 зимой может пропасть внезапно для водителя. К этому надо быть готовым, ведь моноприводные машины всегда предупреждают о потере сцепления заранее.
4. Отличная проходимость не должна приводить к бездумному посещению грязевых «засад» или снежных полей. Возможность выбраться без трактора из подобных условий больше зависит от выбранных шин, чем от способностей автоматики в трансмиссии.

При этом в разумной стратегии вождения полноприводная машина всегда поможет избежать неприятностей, в которые моноприводы попадут гораздо раньше. Только не надо этим злоупотреблять.

В перспективе все машины получат полный привод. Это связано с прогрессом в технике электромобилей. Там очень легко реализуется схема с электромотором на каждое колесо и развитой силовой электроникой.

Вот такие автомобили уже не потребуют инженерных познаний о типе привода. За водителем останется только управление педалью акселератора, остальное машина сделает сама.

Все элементы установлены в передней части автомобиля (передний привод)

В этом наиболее распространенной среди современных автомобилей схеме двигатель, коробка передач и сцепление расположены в передней части транспортного средства. Тяга передается на переднюю ось. Преимуществом такой системы привода является короткий путь передачи крутящего момента, что приводит к снижению потерь. Передний привод позволяет так же обеспечить лучшую управляемость и хорошее сцепление колес с дорогой.

Однако система имеет и недостатки. Размещение всех компонентов трансмиссии на передней оси увеличивает нагрузку на элементы передней подвески и приводит к повышенному износу передних шин. Кроме того, автомобили с передним приводом имеют худшие возможности по реализации максимального ускорения и при преодолении подъемов, особенно на дорогах покрытых снегом.

Автоматически подключаемый полный привод

Это самый современный вид полного привода и самый перспективный, но он еще не доведен до совершенства и не очень хорошо переносит серьезное бездорожье. Варианты реализации автоматически подключаемого полного привода бывают самые разные, но общий принцип такой, что одна пара колес соединена с двигателем постоянно, а вторая подключается только по необходимости. Подключение это происходит через многодисковую муфту, а управляет всем этим процессом компьютер. Таким образом, в обычном режиме автомобиль обладает приводом на одну ось, а полно-приводным становится только когда это действительно нужно.

Главными плюсами такой схемы являются экономия топлива и удобство использования. Водителю не нужно выполнять никаких действий, компьютер сам подключает вторую пару колес, когда это необходимо.

С другой стороны, многодисковая муфта намного менее надежна, чем классический полный привод. Автоматически подключаемый полный привод позволяет не замечать снежных заносов в городе и без труда взбираться на ледяной подъем, но он не предназначен для штурма серьезного бездорожья.

Минусы автоматически подключаемого полного привода:

Более низкая надежность

Теперь, друзья, вы знаете чем отличаются разные виды привода и сможете сделать правильный выбор. Обязательно оценивайте статью, делитесь ею с друзьями и оставляйте ваши комментарии.

Системы привода

Большая часть выпускаемых сегодня легковых автомобилей оснащается приводными залами с шарнирами равных угловых скоростей. От­дельные схемы привода ведущих колес по­казаны с гомокинетическими (от греческого homos = одинаковый и kine = двигаться) шарни­рами (рис. 6 «Схемы привода ведущих коле»).

При переднем приводе ведущими являются передние колеса. На приводных валах со стороны колеса при­меняются жесткие ШРУСы (без возможности продольного перемещения деталей), а со сторо­ны коробки передач — универсальные (с возмож­ностью продольного перемещения). Передние колеса — управляемые, поэтому угол поворота в шарнире со стороны колеса должен достигать примерно 50°.

Из-за поперечного расположения двигателя и связанной с этим асимметрии в моторном отсеке приводные валы могут быть разной длины.

При заднем приводе ведущими являются за­дние колеса. На приводных валах как со стороны колеса, так и со стороны коробки передач применяются универсальные ШРУСы, поскольку в этом случае шарнир — в отличие от переднего привода — дол­жен компенсировать только изменение длины ва­лов из-за хода подвески вверх-вниз.

При полном приводе ведущими являются все колеса. Шарниры приводных валов применяются точ­но так же, как на описанных выше переднем и заднем приводах. Крутящий момент от силового агрегата на задние или (при расположенном сзади двигателе) на передние колеса передается с помощью продольного вала.

Частота вращения валов в этом случае может достигать 6000 об/мин, поэтому продольные валы оснащаются высокооборотными шарнирами. Далее отдельные типы шарниров рассматриваются более подробно.

4WD — полный привод (постоянный и подключаемый)

Встречается два типа полного привода- постоянный (Full-Time) и подключаемый (Part-Time).

• В первом варианте крутящий момент перманентно передается на заднюю и переднюю ось, как правило, в соотношении 50/50.
• Во втором по умолчанию задействуется одна ось, но при необходимости подключается и другая.

Существует также «полный привод по требованию», который активируется кнопкой в салоне или решением управляющей электроники. Но он относится уже к типу AWD.

Подключаемый полный привод (Part-Time) достаточно просто устроен: передний мост жестко подключен, задний подключается посредством простой механической муфты — и никаких дифференциалов.

Из-за такого жесткого зацепления, распределение крутящего момента по осям одинаковое.

Таким типом полного привода оборудованы настоящие внедорожники (УАЗ, Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Suzuki Jimny), пикапы (Ford Ranger, Nissan Navara) и военная техника.

Такие автомобили обладают фантастической проходимостью, а вот на асфальте это заднеприводная техника, которая требует к себе особого отношения. В частности, такой тип подключаемого полного привода на дорогах с твердым покрытием оборачивается сниженной управляемостью. Высокая нагрузка на трансмиссию быстро выводит ее из строя. Покрышки стираются тоже достаточно быстро.

Постоянный полный привод (Full-Time) — пожалуй, самый технически сложный и дорогостоящий тип привода современных автомобилей.

В данной конструкции присутствует и межосевой дифференциал, и межколесные дифференциалы для оптимального распределения передаваемой мощности на каждое колесо. А к межосевому дифференциалу прилагается и механизм его блокировки, который увеличивает проходимость автомобиля.

Сегмент постоянного полного привода — премиальные внедорожники типа Mercedes Gelendewagen. Также привод 4WD с блокировкой межосевого дифференциала применяется как дорогая опция на премиальных автомобилях, которая повышает стабильность машины и придает ей отличные динамические характеристики.

Причем чтобы постоянный полный привод не требовал других приемов управления, производители стремятся придать таким автомобилям характер заднеприводных, неравномерно (например, 30/70, как в Mercedes-Benz в версии 4Motion) распределяя нагрузку между осями. Или предусматривают распределение крутящего момента не только между передним и задним мостом, но и между колесами, что позволяет достичь превосходной управляемости, особенно в поворотах, когда до 70% крутящего момента перекидывается, например, на внешнее заднее колесо. Пример воплощения — система привода Honda SH-AWD.

Как видим, основное преимущество полноприводных автомобилей — их проходимость, быстрая динамика, отсутствие пробуксовывания колес, малый риск заноса.

Оптимальное распределение крутящего момента по осям и колесам дает замечательную курсовую устойчивость автомобилю, особенно в поворотах.

К недостаткам постоянного полного привода относится сложность конструкции, обилие дополнительных устройств и управляющей электроники — все это сказывается и на стоимости автомобиля, и на стоимости его эксплуатации и ремонта.

Расход топлива на полноприводных автомобилях существенно выше за счет потери мощности в передаче крутящего момента сразу на две оси.

В целом, полный привод сегодня выполняет роль скорее дорогостоящей опции на премиум-автомобилях.

Действительно необходимым он остается только на брутальных рамных внедорожниках — но это уже совсем другая история.

4х4

И наконец, полноприводная схема. Тяга двигателя через дифференциал распределяется между осями в соотношении 50:50. Это делается с помощью симметричного конуса с дополнительной механической блокировкой, вязкостной или электромагнитной муфтой. Другой тип дифференциала – планетарный редуктор с дополнительной блокировкой муфты скольжения, обеспечивающий распределение момента в соотношении 30:70. Его вариация – дифференциал с изменяемым соотношением передаваемого крутящего момента. В такой системе в обычном состоянии мощность делится поровну по осям 50:50. При проскальзывании колес одной из осей до ¾ сил перекидывается на противоположную ось, а на скользящей оси остается до ¼ мощности. В настоящее время наибольшее распространение получила схема 4х4, в которой ведущей является передняя ось. При проскальзывании передних колес, часть мощности передается на заднюю ось через вискомуфту.

Преимущества всех систем 4х4 – лучшее сцепление с покрытием во всех условиях. Недостатки, конечно же, тоже есть. Прежде всего, это увеличение массы трансмиссии, что приводит к повышенному расходу топлива. Другой недостаток – технологическая сложность, что повышает затраты на эксплуатацию.

Рис. 6.6. Приводы передних колес: а– привод правого переднего колеса; б– привод левого переднего колеса; 1–динамический демпфер; 2–наружные шарниры; 3–валы приводов передних колес; 4–внутренние шарниры

Приводы передних колес состоят из наружных 2 (рис. 6.6) и внутренних 4 шарниров равных угловых скоростей (ШРУС), соединенных валами 3. Наружный шарнир обеспечивает возможность только угловых перемещений соединяемых валов. Внутренний шарнир дополнительно к угловым обеспечивает и осевые смещения валов при повороте передних колес и работе подвески. Все шарниры обоих приводов – типа «Трипод», причем наружные шарниры обоих приводов одинаковы по конструкции, а внутренние – разные.

Устройство и принцип работы

Для передачи крутящего момента используется набор узлов и агрегатов, образующих трансмиссию.

В неё входят:

• коробка передач (КПП), отвечающая за изменения общего передаточного числа, то есть отношения скорости вращения вала двигателя к оборотам ведущих колёс;
• раздаточная коробка, делящая крутящий момент в заданном соотношении (не обязательно поровну) между ведущими осями;
• карданные передачи с ШРУС или шарнирами Гука (крестовинами), передающими вращение на расстоянии под переменными углами;
• редукторы ведущих мостов, дополнительно изменяющие скорость вращения и направление передачи момента;
• полуоси, соединяющие редукторы со ступицами колёс.

Как уже упоминалось, из общего множества схем выделились две основных, характерные для поперечных и продольных силовых агрегатов.

1. В первом случае раздатка крепится сбоку к коробке передач, её при этом ещё называют угловым редуктором. Из компоновочных соображений через неё пропускается вал привода одного из передних колёс, здесь же шестерёнчатой парой с гипоидным зацеплением снимается момент на задний мост, для чего вращение разворачивается на 90 градусов и поступает к карданному валу, идущему вдоль автомобиля.
2. Для второго случая характерно размещение раздатки на одной оси со вторичным валом КПП. Карданный вал к задним колёсам расположен соосно с первичным валом раздаточной коробки, а передние подключены через такую же карданную передачу, но с разворотом момента на 180 градусов и смещением вниз или вбок.

Раздатка может быть достаточно простой, отвечая только за разветвление момента, или сложной, когда для повышения проходимости или управляемости в неё вводятся дополнительные функции:

• демультипликатор, то есть повышающая передача для умножения крутящего момента на бездорожье;
• межосевой дифференциал, распределяющий момент в заданной пропорции;
• электромагнитные фрикционные муфты, служащие исполнительными устройствами в системе автоматического управления возможностями трансмиссии;
• валы отбора мощности к дополнительным устройствам.

Редукторы ведущих мостов у машин 4×4 также могут быть усложнены наличием управляемых дифференциалов или электронных муфт. Вплоть до принудительных блокировок и раздельного управления колёсами одной оси.