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.
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, и машина всегда едет на полном приводе.
Основной нюанс этого типа полного привода состоит в том, что пробуксовка одной оси автоматически отключает вторую ось, и машина превращается в недвижимость. Как это понимать? В целом ситуация такова: одно колесо забуксовало, межколесный дифференциал отключил второе колесо оси. Соответственно, вторая ось тоже автоматически отключается межосевым дифференциалом. Конечно, в реальной жизни так молниеносно остановка не происходит. Движение - это динамика, а значит есть какой-то запас хода, инерция, колесо на миг отключается, проскакивает пару метров по инерции и опять включается. Но в результате машина все равно где-то встанет.
Поэтому, чтобы проходимость внедорожника не ухудшалась, у таких автомобилей зачастую имеется как минимум одна принудительная блокировка (межосевого дифференциала), а как максимум - две. Блокировка в передний дифференциал штатно устанавливается достаточно редко. Но при желании ее чаще всего можно установить отдельно.
В отдельную категорию можно выделить автомобили Mitsubishi Pajero (трансмиссия Super Select 4WD), Jeep Grand Cherokee (SelecTrac), Nissan Pathfinder (All-mode 4WD), Land Rover (Terrain Responce). Их селективную трансмиссию можно назвать системой постоянного полного привода (автоматически подключаемого в случае с Nissan Pathfinder) с возможностью принудительного отключения переднего моста. То есть на этих машинах трансмиссия, скажем так, сочетает в себе part-time и full-time.
К автомобилям с постоянным полным приводом относятся Toyota Land Cruiser 100, 105, Land Cruiser Prado, Land Rover Discovery, Land Rover Defender, Lada 4x4.
Постоянный полный привод в своем классическом исполнении тоже не лишен недостатков при езде на асфальте. Управляемость таких машин оставляет желать лучшего. При возникновении критических ситуаций внедорожник стремится соскользнуть наружу поворота, вяло реагируя на работу рулем и газом. От водителя внедорожника с постоянным полным приводом требуют некоторых навыков и хорошего чувства машины.
Для улучшения управляемости со временем стали применять межосевые дифференциалы, имеющие кроме принудительной блокировки еще и механизм самоблокирования. Разные производители использовали разные решения: кто-то дифференциал типа Torsen, кто-то вискомуфту, но задача у них была одна - частичная блокировка межосевого дифференциала для лучшей управляемости.
В момент пробуксовки одной из осей самоблок срабатывает и не позволяет дифференциалу отключить вторую ось, поэтому момент на нее все равно продолжал поступать. На ряде машин самоблокирующийся дифференциал ставился еще и на заднем мосту, что делало машину более острой на руль (например, Mitsubishi Pajero).
Torque on-demand (AWD)
Дальнейшее совершенствование постоянного полного привода привело к появлению электронно-управляемых систем с переброской и перераспределением крутящего момента.
Итогом всей этой эволюции стали системы курсовой устойчивости, стабилизации, противобуксовочные и системы распределения крутящего момента, которые реализуются с помощью электроники. Эти системы получают сигналы с датчиков ABS, которые контролируют скорость каждого конкретного колеса. Чем дороже и современней машина, тем более сложные схемы на ней могут применяться: отслеживания угла поворота руля, кренов кузова машины, ее скорости, вплоть до частоты колебаний колес. Машина полностью собирает всю информацию о своем поведении на дороге, а компьютер ее обрабатывает и, исходя из этого, регулирует передачу крутящего момента на ту или иную ось посредством электронно-управляемой муфты, пришедшей на смену дифференциалу.
Такие полноприводные трансмиссии получили название torque on-demand (дословно - крутящий момент по требованию). На современных скоростных машинах это изобретение, весьма заслуживающее внимания.
Ранние схемы (двадцатилетней давности) иногда могли вести себя не совсем адекватно, бывали случаи с сильным запаздыванием срабатывания муфт (когда уже в повороте вдруг резко подключался второй мост), поскольку на первом этапе развития муфты работали по факту. Скорость обработки сигналов с датчиков и перераспределение момента зависели от времени прохода этих сигналов до мозга машины. Современные технологии передачи данных, оптоволокно и мощные процессоры, которые мгновенно обрабатывают информацию - все это свело на нет первоначальные недостатки. Сейчас электронные системы практически не имеют серьезных изъянов в поведении, с добавлением новых датчиков и новых параметров практически всегда они работают на опережение.
Но есть одно «но»: такой тип полноприводной трансмиссии годится только для эксплуатации на асфальте с эпизодическим минимальным бездорожьем наподобие в меру разбитой грунтовки.
Большая часть электронных муфт не рассчитаны на бездорожье, при пробуксовке они перегреваются и просто перестают работать. Причем для этого не надо полдня месить колею, может хватить и десяти минут любимого многими ледового дрифта. А если перегревать ее регулярно, она может и вовсе выйти из строя.
Практически все системы используют тормозные механизмы машины для подтормаживания буксующих колес, а грязь и песок, неизбежные на бездорожье, очень способствуют быстрому износу колодок и тормозных дисков, что помимо стоимости новых запчастей плохо сказывается и на самих тормозах.
Чем более наворочена система, тем она более уязвима, так что выбирать машину надо с умом, отдавая себе отчет, что даже сугубо городские автомобили, созданные для асфальта, вполне допускают съезды на проселки. Но надо понимать, на какие именно. Случайный обрыв одного проводочка датчика ABS выведет систему из строя, потому что она перестанет получать информацию извне. Или топливо не очень качественное попадется - тоже поездка в сервис, ведь «понижайка» уже может не включиться. Иные «электронные мозги» могут вообще отключить машину и поставить ее в сервисный режим.
Автомобили с torque on-demand - Cadillac Escalade, Ford Explorer, Land Rover Freelander, Toyota RAV4 (после 2006 г.в.), Kia Sportage (после 2004 г.в.), Mitsubishi Outlander XL, Nissan Murano, Nissan X-Trail.
В заключение хочется дать простой совет: если выбирать автомобиль только для бездорожья, то part-time станет отличным вариантом. Если же речь идет о перемещениях преимущественно в городской черте, то и AWD будет вполне достаточно. Ну а постоянный полный хорош в любой ситуации.
Удивительно, но факт - очень многие автовладельцы совершенно не разбираются в типах полноприводных трансмиссий. А ситуацию усугубляют автомобильные журналисты, которые сами с трудом разбираются в типах приводов и том, как они работают.
Самое серьезное заблуждение заключается в том, что многие до сих пор считают, что правильный полный привод должен быть обязательно постоянным, и категорически отвергают системы автоматически подключаемого полного привода. При этом автоматически подключаемый полный привод бывает двух типов, разделяемый по характеру работы: реактивные системы (включающиеся по факту пробуксовки ведущей оси) и превентивные (в которых передача момента на обе оси активируется по сигналу от педали газа).
Я расскажу про основные варианты полноприводных трансмиссий и покажу, что за электронно-управляемыми полноприводными трансмиссиями будущее.
Все примерно представляют как устроена трансмиссия автомобиля. Она предназначена для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колёса. В трансмиссию входит сцепление, коробка передач, главная передача, дифференциал и приводные валы (кардан и полуоси). Важнейшим устройством в трансмиссии является дифференциал. Он распределяет подводимый к нему крутящий момент между приводными валами (полуосями) ведущих колёс и позволяет им вращаться с разной скоростью.
Для чего это нужно? При движении, в частности при поворотах, каждое колесо автомобиля движется по индивидуальной траектории. Следовательно все колёса автомобиля в поворотах вращаются с разной скоростью и проходят разные расстояния. Отсутствие дифференциала и жёсткая связь между колёсами одной оси приведёт к повышенной нагрузке на трансмиссию, неспособности автомобиля поворачивать, не говоря о таких мелочах, как износ шин.
Следовательно, для эксплуатации на дорогах с твёрдым покрытием любой автомобиль должен быть оснащен одним или несколькими дифференциалами. Для автомобиля с приводом на одну ось устанавливается один межколёсный дифференциал. А в случае полноприводного автомобиля необходимо уже три дифференциала. По одному на каждой оси, и одного центрального, межосевого дифференциала.
Чтобы подробнее понять принцип работы дифференциала, крайне рекомендую к просмотру документальное короткометражное кино Around the Corner снятое в 1937 году. За 70 лет в мире не смогли сделать более простое и понятное видео про работу дифференциала. Даже не обязательно знать английский язык.
Главный недостаток, а скорее особенность, работы свободного дифференциала известна всем - если на одном из ведущих колёс автомобиля будет отсутствовать сцепление (например, на льду или вывешенное на подьемнике), то автомобиль даже не сдвинется с места. Это колесо будет свободно вращаться с удвоенной скоростью, в то время как другое останется неподвижным. Таким образом, любой моноприводный автомобиль можно обездвижить если одно колёс ведущей оси потеряет сцепление с дорогой.
Если же взять полноприводный автомобиль с тремя обычными (свободными) дифференциалами, то его потенциальная способность передвигаться в пространстве может быть ограничена даже если ЛЮБОЕ из четырёх колёс потеряет сцепление с дорогой. То есть, если полноприводный автомобиль с тремя свободными дифференциалами поставить всего одним колесом на ролики/лёд/вывесить в воздухе - он не сможет сдвинуться с места.
Как сделать так, чтобы автомобиль смог передвигаться в этом случае? Очень просто - необходимо заблокировать один или несколько дифференциалов. Но мы помним, что жёсткая блокировка дифференциала (а по сути такой режим приравнивается к его отсутствию) неприменима к эксплуатации автомобиля на дорогах с твёрдым покрытием ввиду повышенных нагрузок на трансмиссию и неспособности поворачивать.
Поэтому при эксплуатации на дорогах с твёрдым покрытием необходима изменяемая степень блокировки дифференциала (речь сейчас в одновном про межосевой дифференциал) в зависимости от условий движения. А вот на бездорожье можно передвигаться хоть с полностью заблокированными всеми тремя дифференциалами.
Итак, в мире существует три основных типа решения полного привода:
Классическая полноприводная трансмиссия (в терминологии автопроизводителей обозначается как full-time) имеет три полноценных дифференциала, поэтому такой автомобиль в любых режимах движения имеет привод на все 4 колеса. Но как я уже писал выше, если хоть одно из колёс потеряет сцепление с дорогой - автомобиль потеряет способность передвигаться. Следовательно такому автомобилю обязательно нужна блокировка дифференциала (полная или частичная). Самое популярное решение, практикуемое на классических внедорожниках - механическая жесткая блокировка межосевого дифференциала с распределением момента по осям в пропорции 50:50. Это позволяет существенно повысить проходимость автомобиля, но с жестко заблокированным межосевым дифференциалом нельзя ездить по дорогам с твёрдым покрытием. Опционально внедорожные автомобили могут иметь дополнительную блокировку заднего межколёсного дифференциала.
В трансмиссии Full-time присутствует три дифференциала A,B и С. А в part-time межосевой дифференциал A отсутствует и его заменяет механизм жесткого подключения второй оси вручную.
Одновременно с этим появилось отдельное направление механически подключаемого полного привода (Part-time). У такой схемы полностью отсутствует межосевой дифференциал, а на его месте находится механизм подключения второй оси. Такая трансмиссия обычно применяется на недорогих внедорожниках и пикапах. В результате, на дорогах с твёрдым покрытием такой автомобиль может эксплуатироваться только с приводом на одну ось (обычно заднюю). А для преодоления сложных участков на бездорожье водитель вручную включает полный привод путём жесткой блокировки передней и задней оси между собой. В результате момент передаётся на обе оси, но не стоит забывать о том, что на каждой из осей продолжает оставаться свободный дифференциал. Это значит, что при диагональном вывешивании колёс, автомобиль никуда не поедет. Решить эту проблему можно только с помощью блокировки одного из межколёсных дифференциалов (в первую очередь заднего), поэтому некоторые модели внедорожников имеют самоблокирующийся дифференциал на задней оси.
И самое универсальное и популярное в настоящее время решение - автоматически подключаемый полный привод (A-AWD - Automatic all-wheel drive, часто обозначаемый просто как AWD). Конструктивно такая трансмиссия очень похожа на подключаемый полный привод (part-time), у которой отсутствует межосевой дифференциал, а для подключения второй оси используется гидравлическая или электромагнитная муфта. Степень блокировки муфты обычно управляется электроникой и существует два механизма работы: превентивный и реактивный. О них чуть ниже в подробностях.
В трансмиссии межосевой дифференциал отсутствует, из коробки передач выходит два вала, один на переднюю ось (со своим дифференциалом), другой - на заднюю, к муфте.
Важно понимать, что для максимально эффективной полноприводной трансмиссии (независимо от того, full-time это или a-awd) требуется наличие переменной блокировки межосевого дифференциала (муфты) в зависимости от дорожных условий (про межколёсные дифференциалы отдельный разговор, не в рамках этой статьи). Для этого существует несколько способов. Самые популярные из них: вязкостная муфта, шестерёнчатый самоблокирующийся дифференциал, электронное управление блокировкой.
1. Вязкостная муфта (дифференциал с такой муфтой называется VLSD - Viscous Limited-slip differential) самый простой, но при этом малоэффективный способ блокировки. Это простейшее механическое устройство, которое передаёт вращающий момент посредством вязкой жидкости. В случае, когда скорость вращения входящего и выходящего вала муфты начинает различаться, вязкость жидкости внутри муфты начинает увеличиваться вплоть до полного затвердевания. Таким образом происходит блокировка муфты и распределение крутящего момента поровну между осями. Недостатком вязкостной муфты является слишком большая инерционность в работе, это не критично на дорогах с твёрдым покрытием, но практически исключает возможность её применения для эксплуатации на бездорожье. Также существенным недостатком является ограниченный срок службы, и как следствие к пробегу в 100 тысяч километров вязкостная муфта обычео перестаёт выполнять свои функции и межосевой дифференциал становится постоянно свободным.
Вязкостные муфты в настоящее время иногда применяют для блокировки заднего межколёсного дифференциала на внедорожниках, а также в качестве блокировки межосевого дифференциала на автомобилях Subaru с механической коробкой передач. Раньше были случаи применения вязкостной муфты для подключения второй оси в системах с автоматически подключаемым полным приводом (автомобили Toyota), но от них отказались ввиду крайне низкой эффективности.
2. К шестерёнчатым самоблокирующимся дифференциалам относится известный дифференциал Torsen. Его принцип основан на свойстве червячной или косозубой передачи «заклинивать» при определённом соотношении крутящих моментов на осях. Это дорогостоящий и технически сложный механический дифференциал. Применяется на очень большом количестве полноприводных автомобилей (практически все модели Audi с полным приводом) и не имеет ограничений по использованию на дорогах с твердым покрытием или на бездорожье. Из недостатков следует иметь ввиду, что при полном отсутствии сопротивления вращению на одной из осей - дифференциал остаётся в разблокированном состоянии и автомобиль не в состоянии сдвинуться с места. Именно поэтому автомобили с дифференциалом Torsen имеют серьезную «уязвимость» - при полном отсутствии сцепления на ОБОИХ колёсах одной оси автомобиль не в состоянии сдвинуться с места. Именно этот эффект можно увидеть в этом видео . Поэтому, на новых моделях Audi в настоящее время применяется дифференциал на коронных шестернях с дополнительным пакетом фрикционов.
3. К электронному управлению блокировкой относятся как простые способы притормаживания буксующих колёс с помощью штатной тормозной системы, так и сложные электронные устройства управляющие степенью блокировки дифференциала в зависимости от дорожной обстановки. Их преимущество заключается в том, что вязкостная муфта и самоблокирующийся дифференциал Torsen являются полностью механическими устройствами, без возможности вмешательства электроники в их работу. А именно электроника способна моментально определять на каком из колёс автомобиля требуется крутящий момент и в каком количестве. Для этих целей используется комплекс электронных датчиков - датчики вращения на каждом колесе, датчик положения руля и педали газа, а также акселерометр, фиксующий продольные и поперечные ускорения автомобиля.
При этом хочу заметить, что система имитации блокировки дифференциала на основе штатной тормозной системы зачастую оказывается не настолько эффективной, чем непосредственная блокировка дифференциала. Обычно имитация блокировки с помощью тормозной системы применяется вместо межколёсной блокировки и в настоящее время применяется даже на автомобилях с приводом на одну ось. Примером электронно-управляемой блокировки межосевого дифференциала может быть полноприводная трансмиссия VTD, применяемая на автомобилях Subaru с пятиступенчатой автоматической коробкой передач, или же система DCCD, применяемая на Subaru Impreza WRX STI, а также Mitsubishi Lancer Evolition с активным центральным дифференциалом ACD. Это самые совершенные полноприводные трансмиссии в мире!
Теперь перейдём к главному предмету обсуждения - трансмиссии с автоматически подключаемым полным приводом (a-awd) . Технически наиболее простой и недорогой способ реализации полного привода. В том числе его преимущество заключается в возможности использования поперечной компоновки двигателя в моторном отсеке, но существуют варианты его применения и при продольном расположении двигателя (например, BMW xDrive). В такой трансмиссии одна из осей является ведущей и на неё в обычных условиях обычно приходится большая часть крутящего момента. Для автомобилей с поперечным расположением двигателя это передняя ось, с продольным - соответственно задняя.
Главный недостаток такого типа трансмиссии заключается в том, что колёса на подключаемой оси физически не могут вращаться быстрее, чем колёса «основной» оси. То есть для автомобилей, где муфта подключает заднюю ось пропорция распределения момента по осям колеблется в диапазоне от 0:100 (в пользу передней оси) до 50:50. В случае, когда «основная» ось задняя (например, система xDrive), часто номинальное соотношение момента по осям устанавливают с небольшим смещением в пользу задней оси, для улучшения поворачиваемости автомобиля (например, 40:60).
Всего существует два механизма работы автоматически подключаемого полного привода: реактивный и превентивный.
1. Реактивный алгоритм работы подразумевает блокировку муфты, отвечающей за передачу момента на вторую ось, по факту пробуксовки колёс на ведущей оси. Это усугублялось огромными задержками в подключении второй оси (в частности по этой причине не прижились вязкостные муфты в таком типе трансмиссии) и приводило к неоднозначному поведению автомобиля на дороге. Такая схема стала массово применятся на изначально переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя.
В поворотах работа реактивной муфты выглядит так: В нормальных условиях практически весь крутящий момент передаётся на переднюю ось, и автомобиль по сути является переднеприводным. Как только наступает разность вращения колёс на передней и задней оси (например, в случае сноса передней оси) межосевая муфта блокируется. Это приводит к внезапному появлению тяги на задней оси и недостаточная поворачиваемость сменяется избыточной. В результате подключения задней оси происходит стабилизация скоростей вращения передней и задней оси (муфта же заблокировалась) - муфта снова разблокируется и автомобиль сновится переднеприводным!
На бездорожье ситуация лучше не становится, по сути это обыкновенный переднеприводный автомобиль, на котором момент включения задней оси определяется пробуксовкой передних колёс. Именно по этой причине многие кроссоверы с таким типом привода на бездорожье совершенно не способны двигаться задним ходом. И на такой трансмиссии особенно хорошо ощущается момент подключения задней оси. При этом на дорогах с твёрдым покрытием автомобиль всегда остаётся переднеприводным.
В настоящее время такой алгоритм работы автоматически подключаемого полного привода используется редко, в частности это кроссоверы Hyundai/Kia (кроме новой системы DynaMax AWD), а также автомобили Honda (система Dual Pump 4WD). На практике такой полный привод совершенно бесполезен.
2. Муфта с превентивной блокировкой работает иначе. Её блокировка происходит не по факту пробуксовки колёс на «основной» оси, а заранее, в тот момент когда требуется тяга на всех колёсах (скорость вращения колёс вторична). То есть блокировка муфты происходит в тот момент, когда вы нажимаете на газ. Также учитываются такие вещи, как угол поворота руля (при сильно вывернутых колёсах степень блокировки муфты снижается, чтобы не нагружать трансмиссию).
Запомните, для подключения задней оси не требуется пробуксовка передней! Блокировка муфты автоматически подключаемого полного привода в первую очередь определяется положением педали газа. В обычных условиях на заднюю ось передаётся около 5-10% крутящего момента, но как только вы нажимаете на газ - муфта блокируется (вплоть до полной блокировки).
Серьезная ошибка, которую уже не первый год допускают автомобильные журналисты - нельзя путать алгоритмы работы автоматически подключаемого полного привода. Система автоматически подключаемого полного привода с превентивной блокировкой постоянно передаёт момент на все 4 колеса! Для неё не существует такого понятия, как «внезапное подключение задней оси».
К муфтам с превентивной блокировкой относятся Haldex 4 (моя отдельная статья по теме ) и 5 поколения, муфты Nissan/Renault, Subaru, система BMW xDrive, Mercedes-Benz 4Matic (для поперечно установленных двигателей) и многие другие. У каждой марки свои алгоритмы работы и особенности управления, это следует иметь ввиду при сравнительном анализе.
Так выглядит муфта подключения передней оси в системе BMW xDrive
Также следует особое внимание обращать на навыки управления автомобилем. Если водитель не знаком с принципами управления автомобилем на дороге и в частности с тем, как нужно проходить повороты (я об этом совсем недавно), то с очень большой вероятностью он не сможет поставить автомобиль с системой автоматически подключаемого привода боком, в то время как у него это элементарно получится сделать на полноприводном автомобиле с тремя дифференциалами (отсюда ошибочные заключения, что только Subaru может ехать боком). Ну и конечно не стоит забывать, что количество тяги на осях регулируется педалью газа и углом поворота руля (в том числе, как я уже писал выше - при сильно вывернутых колёсах муфта полностью не заблокируется).
Схема работы муфты Haldex 5 поколения, полностью управляемая электроникой (напомню, Haldex 1,2 и 3 поколений имел в конструкции дифференциальный насос, который приводился в действие разницей во вращении входящего и выходящего вала). Сравните с безумно сложной конструкцией муфты Haldex 1 поколения.
Кроме этого, практически всегда такие системы дополнены электронной имитацией блокировки межколёсных дифференциалов с помощью тормозной системы. Но следует иметь ввиду, что она тоже имеет свои особенности работы. В частности она работает только в определённом диапазоне оборотов. На низких оборотах она не включается, чтобы не «задушить» двигатель, а на высоких - чтобы не сжечь колодки. Поэтому нет смысла загонять тахометр в красную зону и надеяться на помощь электроники, когда автомобиль застрял. Про применении на бездорожье системы с гидравлической муфтой имеют более высокую стойкость к перегреву, чем фрикционные электромагнитные муфты. В частности, Land Rover Freelander 2/Range Rover Evoque может быть примером автомобиля с автоматически подключаемым полным приводом на основе муфты Haldex 4 поколения и очень впечатляющими способностями на бездорожье.
Что в итоге? Не нужно бояться систем автоматически подключаемого полного привода с превентивной блокировкой. Это универсальное решение как для дорожной эксплуатации, так и эпизодической эксплуатации на бездорожье средней сложности. Автомобиль с такой системой полного привода адекватно управляется на дороге, имеет нейтральную поворачиваемость и всегда остаётся полноприводным. И не верьте рассказам про «внезапное подключение задней оси».
Дополнение: Очень важный для понимания вопрос, это распределение крутящего момента по осям. Рекламные материалы автопроизводителей часто вводят в заблуждение и ещё больше запутывают в понимании принципов работы полноприводной трансмиссии. Первое, что необходимо запомнить - крутящий момент существует только на тех колёсах, у которых есть сцепление с поверхностью. Если колесо висит в воздухе, то несмотря на тот факт, что оно свободно вращается двигателем, крутящий момент на нём равен НУЛЮ. Во-вторых, не путайте проценты передаваемого крутящего момента на ось и пропорцию распределения крутящего момента по осям. Это важно для систем автоматически подключаемого полного привода, т.к. отсутствие центрального дифференциала лимитирует максимально возможное распределение момента по осям в соотношении 50/50 (то есть физически невозможно, чтобы соотношение было больше в сторону подключаемой оси), но при этом на каждую ось может передаваться до 100% крутящего момента. В том числе и подключаемую. Это обьясняется тем, что в случае, если на одной оси нет сцепления, то и момент на ней равен нулю. Следовательно все 100% момента будут на подключаемой муфтой оси, при этом соотношение распределения момента по осям всё равно будет 50/50.
Многие автовладельцы или покупатели догадываются, что это - привод FWD, но лишь немногие знают это наверняка. В этой статье постараемся точно расшифровать данную аббревиатуру и определить, чем такой привод отличается от обычного, есть ли у него достоинства и недостатки.
Привод FWD - что это?
- Front Wheel Drive. Автомобиль имеет переднюю приводную ось.
- Full Wheel Drive. Автомобиль является полноприводным.
Бывает также и привод LHD FWD. Что это значит? Первые три буквы означают Left Hand Drive (леворульный автомобиль), остальные мы уже знаем.
К сожалению, нет четкого определения, которое бы точно описало тип привода FWD. Производитель автомобиля сам решает, что именно он вкладывает в это понятие. Следовательно, если в характеристиках одной машины эти три буквы могут говорить о наличии переднего привода, то в другом автомобиле это вполне может трактоваться как полный привод.
Поэтому невозможно точно указать, какой привод FWD имеется в виду. На разных машинах это может быть передняя ведущая ось либо две ведущих.
А вообще, возможно три варианта: передний, задний, полный. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, особенности реализации, характеристики. Сложно сказать, какой из них лучше. Для разных условий и стилей езды подходит тот или иной привод. Попробуем разобрать особенности каждого из них.
Передний привод FWD
В большинстве случаев под данной аббревиатурой подразумевают именно передний привод. Множество автомобилей во всем мире обладают именно таким из-за простоты реализации и высокой эффективности.
Благодаря переднему приводу, двигатель и трансмиссию достаточно легко разместить под капотом автомобиля. При этом освобождается задняя часть для груза, топливного бака и пассажирских мест. Отчасти поэтому большинство производителей выпускает бюджетные машины именно с передней приводной осью.
Обычно это предполагает установку двигателя поперек машины, из-за чего вращение коленчатого вала компактно передается на колеса. Число лишних "переходников" для передачи крутящего момента резко снижается.
Достоинства
Что это решение для автомобилей предполагает определенные преимущества - сомнений не вызывает. В первую очередь, стоит отметить большую нагрузку на переднюю ось машины из-за массы двигателя. Учитывая, что эта ось является ведущей, сцепление колес с покрытием дороги становится лучшим. В снег или дождь такая машина будет более управляемой. При равных обстоятельствах переднеприводный автомобиль начнет заносить при большей скорости по сравнению с заднеприводным из-за лучшего сцепления колес с покрытием дороги. Это одно из главных преимуществ.
Второй плюс - компактность. Как уже говорилось выше, расположение мотора рядом с ведущими колесами упрощает механизм передачи крутящего момента, что освобождает больше пространства под капотом, днищем и даже в салоне. Стоимость также играет роль. Автомобиль с передней ведущей осью проще спроектировать и построить, чем заднеприводную машину, не говоря уже о полноприводных.
Недостатки
Минусы тоже имеют место быть:
- И хотя такие машины менее подвержены заносу, если это случается, то выровнять автомобиль становится очень тяжело. Профессионалы говорят, что в случае попадания автомобиля с передней ведущей осью в занос водителю нужно прибавлять газу, но инстинктивно это сделать невозможно. Большинство сразу жмет тормоз, что усугубляет ситуацию.
- Учитывая, что ведущие колеса являются поворотными, есть определенное ограничение на угол поворота. Также некоторые механизмы здесь более подвержены износу. В первую очередь, портятся "гранаты", приводящие в движение повернутые колеса.
- Учитывая, что основные компоненты располагаются впереди машины, передний привод вносит некоторые коррективы в износ определенных механизмов. В частности, при торможении вес транспорта переносится вперед. Следовательно, и без того тяжелый перед автомобиля нагружает переднюю ось, которую тормозным механизмам приходится останавливать. Поэтому тормозные колодки истираются быстрее. Часто в переднеприводных машинах задние колодки меняются тогда, когда передние уже были заменены два (или даже три) раза.
- При наборе скорости на таком автомобиле часть веса переносится назад, что ухудшает сцепление с дорогой. Следовательно, передний привод больше склонен к пробуксовке, что недопустимо для гоночных машин. Именно поэтому многие спортивные автомобили обладают задней ведущей осью либо являются полноприводными.
Итак, вы теперь полностью понимаете, что это - привод FWD. Но ведь существует и другой тип.
Задний привод
Мы уже знаем, что обозначается передний привод FWD, задний - RWD (Rear Wheel Drive). В автомобилях с такой системой двигатель устанавливается продольно длине машины и передает крутящий момент на задние колеса через длинный карданный вал. Однако за счет простоты и дешевизны компонентов заднего привода в целом реализация такой схемы обходится дешевле в некоторых случаях. Но стоит учитывать, что в современных автомобилях используется много дорогих современных технологий, что вместе с задним приводом могут сделать автомобиль дорогим.
Ранее большинство транспортных средств обладали исключительно задней ведущей осью. Из-за ограничений в технологиях того времени механики не могли представить, как сделать ведущей переднюю ось, да еще и заставить колеса поворачиваться.
Достоинства
Производительность - первый плюс заднего привода FWD. При разгоне вес машины перемещается назад и воспринимается задними ведущими колесами. Следовательно, вероятность их пробуксовки снижена. Поэтому известные спорткары Ferrari, Lamborghini, Dodge и т. д. используются именно такой вариант.
Если в переднеприводной машине ведущие колеса отвечают за движение и поворот транспорта, то на заднеприводном автомобиле можно поделить эти функции. Тяжелые механические компоненты можно расположить спереди и сзади, что позволит сохранить баланс в весе и не перегрузить какую-либо одну ось. В теории это может увеличить управляемость.
И хотя машины с задней ведущей осью легче входят в занос, они же проще из него выходят. Разработчики, освободив передние колеса от лишних элементов, могут существенно увеличить радиус поворота. В результате маневренность автомобиля возрастет.
Недостатки
Первый минус - это необходимость реализации "туннеля" трансмиссии, который будет проходить по центру машины, занимая пространство салона. Второй минус - худшая управляемость при дожде и снеге. В повороты необходимо входить очень аккуратно в зимнее время.
Полный привод
Отметим, что иногда под буквами FWD подразумевают полноприводный автомобиль (Full Wheel Drive). Автомобили с такой системой являются более дорогими, и чаще всего она реализована в больших джипах, кроссоверах, редко встречается в малолитражках.
Конечно, полноприводные машины отличаются лучшей проходимостью, они легко проходят те места, где машина с одной ведущей осью надолго застрянет и будет банально буксовать. Современные технологии полноприводных систем являются весьма продвинутыми. Например, в большинстве таких машин система изначально нагружает переднюю ось, и когда компьютер замечает хотя бы небольшое ухудшение сцепления колес с покрытием, он автоматически переносит часть мощности двигателя на заднюю ось. В результате автомобиль не теряет динамику и не тратит лишнюю энергию на пробуксовку.
Также за счет полного привода автомобиль является хорошо управляемым, особенно на поворотах. В любом случае полный привод лучше, но такие решения обходятся намного дороже.
Передний или задний
Какой привод лучше - RWD, FWD? Это всегда актуальный вопрос для многих автовладельцев. На данный момент можно смело утверждать, что машины с передней ведущей осью лучше. Они обладают более важными достоинствами и передний привод идеально подходит для бюджетного недорого автомобиля. оправдан в том случае, если речь идет о выборе спорткара. В обыденной городской жизни лучше себя показывает именно машина с передней ведущей осью. По мнению многих автовладельцев, победитель очевиден. И не стоит удивляться, что это привод FWD. Отчасти поэтому большинство производителей выпускают именно такие модели.
В заключение
Теперь вы знаем, что это - привод FWD, его особенности, плюсы и минусы. Внимательно отнеситесь к выбору автомобиля и обязательно учитывайте его ведущую ось при движении на дорогах.
Большинство водителей догадываются, что обозначения FWD или AWD касаются автомобилей. Впрочем, лишь немногие достоверно знают, что это - привод FWD. Давайте подробнее разберемся, что означают эти понятия, в частности, в чем особенность FWD-привода, предоставляет ли он какие-либо преимущества для водителя.
Определение
С самого начала важно определиться с терминологией, так как многие водители и владельцы транспортных средств путают приводы AWD и FWD. Между тем, для четырехколесного транспорта данные термины практически означают одно и то же. Если обобщить, то AWD - это автоматически подключаемый (или постоянный) полный привод. 4WD - это также полный привод, который водитель может отключать или подключать вручную.
Отметим, что в автомобильной индустрии не всегда соблюдается эта терминология, поэтому многие покупатели часто путаются и не всегда понимают, что это - привод FWD. К примеру, автомобили Subaru Justy или Ford Tempo позиционируются на рынке как транспортные средства с AWD приводом, хотя на самом деле подключение и отключение ведущих осей осуществляется вручную.
Окончательную путаницу в понятия вносит система полного привода, подключаемая в случае необходимости (on demand four wheel drive). Сложно сказать, о чем идет речь в данном случае. Подобное понятие может означать подключаемый вручную или автоматический полный привод. Ответственность за такую путаницу в большей степени несет пресса, так как именно она чаще всего допускает ошибки, публикуя автомобильные обзоры или пресс-релизы.
Тип привода FWD
Одно и то же понятие может иметь разные значения. Каждый производитель использует ту или иную аббревиатуру для определения полного или переднего привода.
Вариантов много. В частности популярными являются следующие аббревиатуры:
- AWD - All Wheel Drive. Переводится как "Все ведущие колеса".
- FWD - Full Wheel Drive. Также означает "Все ведущие колеса" или "Полный привод".
- 4WD - Four Wheel Drive. Переводится: "Четыре ведущих колеса".
Как вы уже поняли, нельзя точно сказать, что это привод FWD, поскольку для разных автомобилей это понятие может определять разные характеристики. Более того, к данной аббревиатуре могут примыкать и другие приставки. Часто можно встретить водителей или потенциальных покупателей, которые не понимают, что это привод LHD FWD. Первые три буквы расшифровываются как Left-Hand Drive, переводится обозначение "Леворульный автомобиль".
Виды FWD-систем
Есть разные виды полноприводных трансмиссий. Чаще всего можно встретить адаптивный полный привод на внедорожниках, спортивных автомобилях, кроссоверах и даже на некоторых минивэнах. Данная система способна распределять мощность мотора между задними и передними колесами при необходимости. В большинстве случаев 100% мощности передается сначала на передние колеса, однако система определяет потери сцепления с дорогой, то мощность смещается на заднюю ось. Причем не всегда мощность распределяется в пропорции 50/50.
Подключаемый полный привод - это простейшая система в трансмиссии, которая реализована на внедорожниках типа Jeep Wrangler и российской "Нивы". Здесь есть специальная раздаточная коробка, с помощью которой можно подключить или отключить переднюю ось от трансмиссии. То есть автомобиль большую часть своего времени ездит на заднем приводе, но, когда водитель замечает потерю тяги, то он может подключить переднюю ось с помощью рычага в салоне.
Постоянный полный привод в современных автомобилях используется редко. Здесь ни водитель, ни компьютер не может подключать/отключать, или перемещать передачу крутящего момента на разные оси.
Когда FWD характеризует переднеприводные машины?
Иногда этой аббревиатурой обозначают конструкцию трансмиссии. То есть FWD (Front-wheel Drive) передний привод может обозначать в том случае, если производитель этими тремя буквами определяет тип трансмиссии, при котором крутящий момент от мотора передается на передний мост.
Следовательно, невозможно точно сказать, какой привод FWD - передний, задний или полный. Можно лишь исключить задний, но автомобиль с подобной аббревиатурой в характеристике трансмиссии может оказаться передне- либо полноприводным.
Плюсы FWD
Если предположить, что привод FWD - это возможность направить крутящий момент на все четыре колеса, то преимущества будут очевидными. В частности, это обеспечит лучшее сцепление с дорожным покрытием в непогоду или на пересеченной местности. Автомобиль лучше контролируется, он увереннее входит в крутые повороты на высоких скоростях. К тому же, машины с двумя ведущими осями более проходимые, там, где транспорт с передним приводом застрянет, полноприводная машина легко проедет.
Минусы
Недостатки также имеются. Главный из них - механическая сложность реализации подобной системы, которая влечет за собой увеличение стоимости автомобиля. Также поломка трансмиссии может обойтись гораздо дороже. Повышенный расход топлива - это еще один минус привода FWD. Что это именно так, обладатели подобных машин не сомневаются. Да и производители в характеристиках этого не скрывают. Часто в технических параметрах к транспорту можно заметить, что расход топлива в полноприводной машине больше в среднем на 2-3 литра на 100 км. Однако это справедливая плата за лучшую проходимость, сцепление с дорогой и управляемость.
Что лучше?
Многие автомобили (в том числе небольшие джипы и кроссоверы) оснащаются только передним приводом. Подобный выбор подойдет для водителей, которые совершают поездки по городу, но редко выезжают за его пределы. Однако даже за пределами города чаще всего приходится передвигаться по ровным трассам, но иногда, конечно, имеют место ямы и некачественное дорожное покрытие. С этим передне- или заднеприводные машины легко справляются.
Полноприводные автомобили ориентированы на движение по бездорожью, грязи и ямам. С этим они неплохо справляются, но даже хорошие машины с надежной системой подвески и трансмиссией из-за больших нагрузок могут ломаться. Нередко пользователи пытаются найти на Pontiac Vibe 2003 FWD передний левый привод или другие запчасти для машин других марок. Что касается спортивных автомобилей, то там полный привод чаще всего вообще не нужен. Не просто так ведущие разработчики спорткаров делают ведущей заднюю ось.
Выбор должен зависеть от региона, в котором проживает водитель. К примеру, если он живет на севере, где большую часть года на дорогах лежит снег, то лучше подобрать полноприводный автомобиль, так как у него сцепление с дорогой будет лучше. Это обеспечит не только комфорт при езде, но и большую безопасность за счет улучшения управляемости. Однако стоит учесть, что на сухой дороге ощутимой разницы в управлении между одно- и полноприводным автомобилем не заметить. Это хорошо видно только на скользкой дороге, при движении по пересеченной местности.
Следовательно, в городских условиях привод на передние колеса Front Wheel Drive (FWD) оправдан больше. Незачем "палить" лишние литры топлива, но это справедливо до тех пор, пока машина находится в городе и ездит в умеренном режиме.
Впрочем, есть и противоположное мнение. Любители полноприводных машин часто указывают на то, что их управляемость лучше. С этим не поспоришь. Следовательно, такие автомобили лучше входят в повороты и делают данный процесс более предсказуемым. При этом водитель машины будет чувствовать себя комфортно и уверенно за рулем. Можно даже меньше снижать скорость перед поворотом, что позволит сохранять энергию, и приведет к меньшим потерям крутящего момента на очередное ускорение. Отсюда в теории возможна экономия топлива. Но эти возможности рассматриваются редко. Многие водители ассоциируют полный привод с надежностью. Такие авто быстро начинают движение, разгоняются без пробуксовок.
В заключение
Большинство автомобилей среднего ценового сегмента имеют передний привод. Такие машины сохраняют идеальный баланс между хорошей управляемостью и ценой, поэтому и пользуются большой популярностью.
Итак, теперь вы понимаете, что означает три буквы в характеристиках автомобиля. К сожалению, без разъяснения самого производителя автомобиля, они могут означать, что угодно. Учитывайте это при выборе автомобиля, уточняйте детали у продавца.
Автолюбители уверены, что любой внедорожник обладает постоянным полным приводом. Это не так. Разберемся какие бывают системы полного привода и чем различаются.
Аббревиатура 4WD (четыре управляемых колеса) не гарантирует, что у автомобиля постоянный полный привод. Существует множество схем приводов. После прочтения данной статьи вы сможете отличить полноценный внедорожник с полным приводом от обычного паркетника.
Система «part-time»
Существует так называемый привод «part-time», который предполагает наличие полного привода. Но не всегда. В обычном режиме при движении по городу или за трассой ваш "вседорожник" работает в заднеприводном режиме, т.е. у него задний привод колес . Это подтверждает и сама символика «part-time», которая с английского переводиться, как «частично включенный». Чтобы подключить полный привод, вам будет необходимо либо перевести рычаг селектора раздаточной коробки в нужное положение.Это сделано из соображений безопасности и экономичности. Полный привод на таком автомобиле можно включать только на короткое время, когда есть необходимость. А в городе и вовсе забудьте про включение полного привода, ведь вы можете разрушить детали трансмиссии, что может привести к потере управляемости или к заносу.
В чем основная причина системы полного привода «part-time», что нельзя включать полный привод? Причина в отсутствие межосевого дифференциала . Это снижает проходимость таких машин, но увеличивает срок их эксплуатации, а также удешевляет стоимость. Не бойтесь, с нормальным бездорожьем такие автомобили отлично справляются, а больше от них ожидать не стоит.
Если не собираетесь покидать асфальтированные дороги, то автомобиль с системой полного привода «part-time» вам не нужен. В обычных условиях он является большим универсалом с задним приводом и большим аппетитом.
Система «On demand»
Система «On demand» почти аналогична системе полного привода «part-time». В обычном режиме, автомобиль также является заднеприводным. Но они отличаются подключением полного привода. В системе «On demand» полный привод подключается автоматически , т.е. если электроника заметит, что колеса вашего вседорожника начали проскальзывать или буксовать, то она самостоятельно подключит передний мост. Т.е. в этот момент ваш автомобиль станет полноприводным. Сделано это не в угоду лучшей проходимости, а для удержания автомобиля на дороге.В случае подключения полного привода, система отбирает крутящий момент с заднего моста и распределяет его между передней и задней осью. Соотношение может быть, как 40% на переднюю ось, а 60% на заднюю. Может быть 50% на 50%. Вариаций бывает много, все зависит только от конкретного автомобиля. А иногда бывает так, что внедорожник в обычных условиях имеет передний привод, а подключаться может задний.
Система полного привода «On demand» подключает дополнительный мост только в случае необходимости. Но подключение происходит не по требованию водителя, а по требованию автоматики. Она хорошо себя зарекомендовала в снежных условиях, и поэтому используется на многих паркетниках.
Система «full-time»
Если перевести с английского языка на русский, то получим выражение «полное время». Это означает, что автомобиль с данной системой привода всегда имеет привод на все четыре колеса. Но система «full-time» подразделяется на две разновидности: городской и внедорожный «full-time».Автомобиль с системой городского «full-time» имеет в своем наличии межосевой дифференциал и дает возможно передвигать постоянно на полном приводе. Но для серьезного бездорожья такой автомобиль не подойдет, ведь у него отсутствует блокировка межколесного дифференциала . Из-за отсутствия этой блокировки, соединение между задним и передним мостом может проскальзывать. А это минус для бездорожья, но зато для городских условий идеально.
Системы внедорожного «full-time» - это настоящие проходимцы. Если постоянно ездите по разрушенным дорогам, или вам часто необходимо преодолевать внедорожные препятствия, то эти автомобили с системой «full-time» и блокировкой межколесного дифференциала - самый оптимальный выбор. Только учтите, что они намного дороже тех автомобилей, которых именуют полноприводниками.
Большинство внедорожников, которых мы видим на дорогах, ими не являются. Они большие универсалы с хорошей геометрической проходимостью для преодоления бордюров. Если ездите по городу и не надо преодолевать бездорожье, то выбирайте "паркетник". Этим сэкономите на топливе и не потеряете в управляемости.
