Устройство трансмиссии автомобиля с полным приводом

Устройство и виды полного привода

Многие любители активного отдыха и частых поездок за город выбирают в качестве транспортного средства кроссоверы и внедорожники, в конструкции которых используется полный привод. Такие авто отличаются повышенным клиренсом и всеми ведущими колесами, что обеспечивает хорошую проходимость.

Но далеко не всегда такие авто способны преодолеть даже среднее бездорожье, не говоря уже о серьезной грязи. И виной этому может оказаться все тот же полный привод, точнее его конструктивные особенности. Поэтому наличие всех ведущих колес еще не означает, что машина способна на покорение сильной грязи.

Основные составные элементы трансмиссии

Полный привод подразумевает передачу крутящего момента от силового агрегата на колеса обеих осей, благодаря чему и повышается проходимость по грязи.

Основная конструктивная особенность привода этого типа перед другими (передний, задний) — наличие в трансмиссии дополнительного узла – раздаточной коробки. Именно этот узел и обеспечивает распределение вращения по двум осям авто, делая ведущими все колеса.

В целом эта трансмиссия авто состоит из:

• сцепления;
• коробки переключения передач;
• раздаточной коробки;
• приводных валов;
• главной передачи обоих мостов;
• дифференциалов.

Вариант конструкции полноприводной трансмиссии (подключаемый автоматически)

Несмотря на использование одних и тех же составляющих, вариаций и конструктивных исполнений трансмиссии – множество.

Конструктивные и эксплуатационные особенности

Стоит отметить, что на многих авто привод на все колеса осуществляется не всегда. То есть, ведущей постоянно является только одна ось, вторая же подключается только при надобности, причем делаться это может как в автоматическом режиме, так и вручную. Но есть и вариации трансмиссии, у которой отключение оси не осуществляется.

Трансмиссии с конструкцией, обеспечивающей передачу вращения на все колеса, используются на авто как с поперечной установкой силового агрегата, так и с продольной. При этом компоновка предопределяет, какая из ведущих осей функционирует постоянно (исключение – постоянный полный привод).

Система, обеспечивающая привод на все колеса может работать как с МКПП, так и с любой автоматической коробкой передач.

Принцип работы системы достаточно прост: от мотора вращение передается на КПП, которая обеспечивает изменение передаточных чисел. От коробки передач вращение поступает на раздатку, которая перераспределяет его на две оси. А далее уже по карданным валам вращение передается на главные передачи.

Но выше описана общая концепция системы полного привода. Конструктивно же трансмиссия может отличаться. Так, как правило, на авто с поперечным расположением в конструкцию КПП одновременно входят и главная передача переднего моста, и раздатка.

А вот в авто с двигателем, установленным продольно, раздатка и главная передача передней оси – отдельные элементы, и вращение на них поступает за счет приводных валов.

Существует еще ряд конструктивных особенностей, которые напрямую влияют на проходимость авто. В первую очередь это касается раздаточной коробки. В полноценных внедорожниках у этого узла обязательно имеется понижающая передача, которая в кроссоверах есть далеко не всегда.

Также на внедорожные качества влияют дифференциалы. Количество их может быть разным. У одних авто присутствует межосевой дифференциал, входящий в устройство раздатки. Благодаря этому элементу осуществляется возможность изменения соотношение распределения момента вращения между осями в зависимости от условий движения. В некоторых авто для увеличения проходимости также предусматривается блокировка этого дифференциала, после задействования которого распределение вращения по мостам делается в строго заданных пропорциях (60/40 или 50/50).

Но межосевого дифференциала в конструкции системы может и не быть. А вот межколесные дифференциалы, устанавливаемые на главных передачах, присутствуют на всех авто, но не на всех имеются их блокировки. Это тоже сказывается на ходовых качествах.

Различаются также и механизмы управления приводом. В одних авто все делается в автоматическом режиме, у других для этого водителем задействуются электронные системы, у третьих – подключение полностью ручное, механическое.

В общем, полный привод, используемый на авто, система не такая уж и простая, как изначально кажется, хотя принцип его функционирования на всех авто одинаков.

Самыми известными являются системы:

• 4Matic от Mercedes;
• Quattro от Audi;
• xDrive от BMW;
• 4motion концерна Volkswagen;
• ATTESA у Nissan;
• VTM-4 компании Honda;
• All wheel control разработка Mitsubishi.

Виды привода, используемые на авто

На автомобилях нашли применение три вида полного привода, отличающиеся между собой как конструктивно, так и по особенностям работы:

1. Постоянный полный привод
2. С автоматически подключаемым мостом
3. С подключением вручную

Это основные и самые распространенные варианты.

Виды полного привода

Постоянный привод

Постоянный полный привод (международное обозначение – «full time»), пожалуй, единственная система, которая используется не только на кроссоверах и внедорожниках, а также и универсалах, седанах и хэтчбеках. Используется он на авто с обоими видами компоновки силовой установки.

Особенность этого вида трансмиссии сводится к тому, что механизм отключения одной из осей не предусматривается. При этом раздаточная коробка может иметь понижающую передачу, включение которой осуществляется принудительно при помощи электронного привода (водитель просто выбирает селектором требуемый режим, а сервопривод осуществляет переключение).

Селектор выбора пониженной передачи и интенсивности движения в зависимости от местности

В его конструкции используется межосевой дифференциал с механизмом блокировки. В разных видах трансмиссии блокировка может осуществляться вискомуфтой, многодисковой муфтой фрикционного типа или же дифференциалом Torsen. Одни из них выполняют блокирование в автоматическом режиме, другие – принудительно, вручную (с использованием электронного привода).

Межколесные дифференциалы в системе постоянного полного привода также оснащаются блокировками, но не всегда (на седанах, универсалах и хэтчбеках ее обычно нет). Также не обязательно наличие блокировки сразу на двух осях, нередко такой механизм устанавливается только на одной из осей.

Привод с автоматически подключаемой осью

В авто с автоматически подключаемым мостом (обозначение – «On Demand»), полный привод включается только при определенных условиях – когда колеса постоянно работающей оси начали проскальзывать. В остальное время автомобиль является передне- (при поперечной компоновке) или заднеприводным (в случае, если двигатель располагается продольно).

У такой системы есть свои конструктивные особенности. Так, раздаточная коробка имеет упрощенную конструкцию и понижающей передачи в ней нет, но при этом она обеспечивает постоянное распределение крутящего момента по осям.

Также отсутствует и межосевой дифференциал, зато присутствует механизм автоматического подключения второй оси. Примечательно, что в конструкции механизма используются те же узлы, что и в межосевом дифференциале – вискомуфта или фрикционная муфта с электронным управлением.

Особенность работы привода с автоматическим подключением заключается в том, что распределение крутящего момента по осям делается с разным соотношением, которое меняется при разных условиях движения. То есть, при одном режиме вращение распределяется в пропорции, например, 60/40, а при другом — 50/50.

На данный момент система с автоматическим подключением полного привода является перспективной и ее используют многие автопроизводители.

Трансмиссия с ручным управлением

Трансмиссия с подключаемым полным приводом в ручном режиме (обозначение – «Part Time») сейчас считается устаревшей и используется не часто.

Ее особенность заключается в том, что подключение второго моста осуществляется в раздаточной коробке. И для этого может задействоваться как механический привод (посредством рычага управления раздаткой, установленной в салоне), так и электронный (водитель задействует селектор, а сервопривод осуществляет подключение/отключение моста).

В такой трансмиссии отсутствует межосевой дифференциал, что обеспечивает постоянное соотношение распределение крутящего момента (обычно в пропорции 50/50).

Практически всегда в межколесных дифференциалах используется блокировка, причем принудительная. Эти конструктивные особенности обеспечивают наибольшие показатели проходимости авто.

Иные варианты

Стоит указать, что существуют комбинированные трансмиссии, которым присущи конструктивные и эксплуатационные особенности одновременно нескольких видов систем. Они получили обозначение «Selectable 4WD» или многорежимный привод.

В таких трансмиссиях существует возможность установки режима работы привода. Так, подключение полного привода может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме (причем существует возможность отключения любого из мостов). То же касается и блокировок дифференциалов – межосевого и межколесных. В общем, вариаций работы трансмиссии – множество.

Есть и более интересные варианты, к примеру электромеханический полный привод. В этом случае весь крутящий момент поступает только на одну ось. Второй же мост оснащается электромоторами, которые задействуются в автоматическом режиме. Последнее время такая трансмиссия становиться все более популярной, хотя полноценной системой, в классическом понимании, ее назвать нельзя. Такие автомобили являются гибридными системами.

Положительные и отрицательные стороны

Полный привод имеет ряд достоинств перед другими типами. Основными из них можно выделить:

• Эффективное использование мощности силовой установки;
• Обеспечение улучшенной управляемости авто и его курсовой устойчивости на разных видах покрытия;
• Повышенная проходимость авто.

Противовесом достоинств выступают такие негативные качества, как:

• Повышенное потребление топлива;
• Сложность конструкции привода;
• Большая металлоемкость трансмиссии.

Несмотря на отрицательные качества, автомобили, у которых имеется полный привод, пользуются спросом и очень популярны даже среди автолюбителей, за город практически никогда не выезжающих.

Источник статьи: http://autoleek.ru/transmissija/sistemy-polnogo-privoda/ustrojstvo-i-vidy-polnogo-privoda.html

Устройство, преимущества и недостатки постоянного полного привода

Постоянный полный привод имеет свои определенные преимущества, позволяя существенно упростить управление автомобилем.

Ещё на заре появления первых автомобилей инженеры экспериментировали с типом привода авто. В итоге, появились полноприводные машины, которые первоначально, в силу своей конструктивной сложности, не пользовались должным спросом у покупателей. Лишь в восьмидесятых-девяностых годах прошлого века появились достаточно эффективные, простые и надежные полноприводные автомобили, которые сразу стали отлично продаваться в различных странах мира.

Определение понятия

До недавнего прошлого полноприводная трансмиссия использовалась исключительно на полноценных внедорожниках, которые, к тому же, оснащались блокировкой дифференциала и понижающей передачей. Однако в конце восьмидесятых годов компания Audi представила свою полноприводную трансмиссию, которая получила название Кватро. Такая конструкция позволяет благодаря наличию дифференциалов синхронизировать передачу мощности между передней и задней осью, что существенно улучшает проходимость автомобиля и положительно сказывается на его скоростных характеристиках.

Если изначально такие автомобили имели соответствующий межосевой дифференциальный механизм, который отвечал за распределение крутящего момента, то в последующем появились электронные системы, полностью управляющие работой трансмиссии, обеспечивая оптимальное перераспределение мощности. При этом такой автомобиль в определённых условиях мог становиться полноценным задним или передним приводом, имелась возможность переноса мощности на левую или правую сторону.

Назначение полного привода

Изначально полный привод полагался лишь полноценным внедорожникам, а такая система рассматривалась исключительно как способ улучшить проходимость машины на бездорожье. Такие трансмиссии имели достаточно сложную конструкцию, часто ломались, требовали бережного отношения, да и установить их по причине увеличенных габаритов на обычной и легковой автомобиль попросту не представлялось возможным.

В последующем полноприводные трансмиссии стали более компактными, что позволяет с легкостью устанавливать их на кроссоверы, универсалы и легковые автомобили. Такие системы существенно улучшают показатели управляемости автомобиля, решаются проблемы с эксплуатацией машины на заснеженных улицах наших городов.

Ранее такие машины предназначались исключительно для охотников и рыболовов, которым требовался максимально проходимый автомобиль, способный справиться с глубоким бродом, раскисшим грунтом и глубоким снегом. Сегодня такие авто с трансмиссией 4 на 4 станут отличным вариантом для поклонников активного образа жизни, а также при круглогодичной эксплуатации автомобиля.

Разновидности системы 4х4

Конструктивно все системы полного привода можно разделить на две основные категории – механические и электропривод. Конструкции с механическим дифференциалом, у которых между передней и задней осью крутящий момент распределяется поровну и не изменяется в зависимости от скорости и условий управления авто. Такие системы надёжны, машины предсказуемы в управлении, а сама трансмиссия отличается надежностью и не потребует от автовладельца какого-либо обслуживания и серьёзного ремонта.

В последние годы наибольшей популярностью стали пользоваться подключаемые системы полного привода, которые включают различную продвинутую электронику, способную в режиме реального времени оценивать условия управления, и в зависимости от этого оптимальным образом перераспределять крутящий момент по осям. Тем самым обеспечивается максимально возможная проходимость, улучшаются показатели управляемости на высокой скорости и при прохождении поворотов.

Основные преимущества

Сегодня всё больше производителей предлагают покупателям автомобили, оснащенные системами полного привода. У такой трансмиссии имеется масса преимуществ, которые позволяют сделать автомобиль более удобным и комфортным в использовании.

К преимуществам полноприводных трансмиссий относят:

1) улучшение проходимости автомобиля;

2) управление становится более безопасным и предсказуемым;

3) улучшение динамических показателей машины;

4) лучшая реализация мощности двигателя.

Если в прошлом подобные автомобили были скорее экзотикой, то сегодня порядка 30% всех новых машин, в особенности в сегменте бизнес и премиум-класса, предлагаются именно с полноприводной трансмиссией. Многие покупатели по достоинству оценили удобство использования таких автомобилей, которые позволяют полностью безопасно и без каких-либо проблем управлять автомобилем на заснеженных и обледенелых дорогах.

Недостатки полного привода

Однако, как и у любой другой технологии, у полноприводных трансмиссий имеются определенные недостатки, которые следует учитывать при выборе такого автомобиля. В первую очередь это больший расход топлива, который увеличивается в сравнении с моноприводом на 15-20%. Если вы подыскиваете недорогую и экономичную машину, то проще выбрать небольшой хэтчбек, чем покупать универсал или кроссовер с трансмиссией 4×4.

В отдельных случаях владельцы автомобилей с электронным подключаемым приводом жалуются на непредсказуемое поведение автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что распределение мощности у таких машин не постоянно, поэтому нередки ситуации, когда в повороте или в сложной ситуации на дороге система перебрасывала крутящий момент с одной оси на другую. Подобное являлось полной неожиданностью для водителя, которому требовалось сохранять максимальную концентрацию, не ожидая такого подвоха от своей машины.

Характерные поломки

Несмотря на существенные улучшения конструкции системы полного привода, всё же такие автомобили часто ломаются, требуя соответствующего ремонта и внимания от автовладельца. Чаще всего требуется замена раздатки, которая не выдерживает повышенного крутящего момента, выходит из строя, существенно увеличивая расходы владельца автомобиля. Не редкость ситуации, когда сломавшийся полный привод и вискомуфта приводит в негодность карданный вал, а такой ремонт будет по затратам сопоставим с капитальным.

Часто из строя выходит раздаточный узел, который меняется вместе с муфтой и шлицами. В последнем случае, в особенности при наличии коробки автомат, стоимость такого ремонта может составить 20-30 тысяч рублей и более. Чтобы исключить такие поломки следует избегать пробуксовки автомобиля, который застрял в глубоком снегу или в укатанной колее. Ещё одна часто встречающаяся и чрезвычайно дорогая поломка — это выход из строя муфты в системе Haldex. В подобных случаях такие неисправности могут потянуть на 200 000 рублей, причём требуется менять не только саму помпу, но и все приводы.

Рекомендации по ремонту

Если с ремонтом относительно простых модификаций полноприводных трансмиссий могут справиться в большинстве сервисов, то современные вискомуфты и электронные осевые дифференциалы можно восстанавливать исключительно в специализированных мастерских. Стоимость такого ремонта будет достаточно высока, и это с учетом дорогих запчастей, большинство из которых неремонтопригодны и требуют замены.

Качество выполненного ремонта полноприводной трансмиссии будет во многом зависеть от качества используемых запасных частей и профессионализма мастеров, которые занимаются такой работой. Именно поэтому экономить на запчастях, приобретать китайские подделки не рекомендуется, так как это не только существенно ухудшает проходимость машины и ее управляемость на высоких скоростях, но и в последующем вынудит заново заниматься дорогостоящим и сложным ремонтом.

Особенности управления авто

Одним из преимуществ использования автомобилей с полноприводной трансмиссией является существенное улучшение управляемости. Такая машина лучше держится за дорожное полотно, у неё нейтральная поворачиваемость, практически отсутствуют срывы в поворотах, машина с лёгкостью разгоняется даже на скользкой и обледенелой дороге. Это позволяет существенно упростить управление автомобилем в зимнее время года, делая такую эксплуатацию авто максимально безопасной.

Определённые сложности могут лишь возникнуть при эксплуатации автомобилей с электронными вискомуфтами, в которых автоматика отвечает за перераспределение крутящего момента по осям. Нередки ситуации, в особенности на высокой скорости и в поворотах, когда электроника самостоятельно перераспределяет крутящий момент, это является полной неожиданностью для автовладельца. В итоге, машина может заметно расширять траекторию или же наоборот срываться в занос, скорректировать который становится крайне сложно.

Особые секреты AWD

Функционирование подключаемого полного привода может обеспечиваться как за счёт передачи вращения только на заднюю ось, так и за счёт активации сразу двух валов, вискомуфта в которых передаёт мощность в оптимальном соотношении, обеспечивая одновременно улучшение проходимости автомобиля и максимальное сцепление с дорогой. Наибольшую популярность такие подключаемые электронные системы полного привода получили на кроссоверах, которые одинаково эффективны как при использовании в городе, так и не спасуют на проселочной дороге и на бездорожье.

На полноценных внедорожниках используется конструкция полного привода с механической раздаточной коробкой, понижающей передачей, выходным валом и парой шестеренок, которые проходят через привод, обеспечивая максимально возможную долговечность и надежность всей конструкции. Такая трансмиссия способна выдерживать по-настоящему жесткую эксплуатацию, а благодаря наличию электронного управления можно как активировать режим постоянного полного привода, так и перебросить крутящий момент на задние или передние колёса.

Выводы

Преимущества системы полного привода очевидны. Автомобили с такой трансмиссией отличаются хорошей управляемостью, они одинаково эффективны на асфальте, просёлочной дороге, укатанном снеге и бездорожье. Современные конструкции 4х4 отличаются надежностью и долговечностью. Нужно лишь подобрать конкретную конструкцию и модификацию полноприводной трансмиссии, которая будет полностью соответствовать своему последующему использованию и конкретному автомобилю.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/cartechnic.ru/ustroistvo-preimuscestva-i-nedostatki-postoiannogo-polnogo-privoda-5c9e9e8c5c7f3a00b45cdd8c