4wd что это такое в автомобиле?
Что такое 4WD на машине и что необходимо знать о полном приводе
4WD — что такое полный привод на машине, разбираемся
Автомобили бывают разные. Одни были созданы исключительно для движения по дорогам с твердыми покрытием. Другие – для преодоления более сложных ландшафтов. Не случайно, в инструкции по эксплуатации обычных легковых автомобилей указан их класс – дорожный. С автомобилями, имеющими полный привод все гораздо сложнее.
Для обозначения привода, была принято обозначение колесной формулы следующим образом. Например, колесная формула 4Х4 обозначает количество ведущих колес к их общему количеству. Ведущими называют колеса, на которые подается крутящий момент от двигателя. Также полноприводные машины обозначают 4WD, что буквально означает привод на четыре колеса.
Разумеется, трансмиссия 4WD машины конструктивно куда более сложная, чем автомобиля, имеющего передний или задний привод. Казалось бы, сделать внедорожный автомобиль 4WD довольно просто. Но, это не так.
Чтобы распределить крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам, необходим еще один агрегат – раздаточная коробка. С ее помощью крутящий момент распределяется на все ведущие оси. Распределение крутящего момента – ключевая функция полноприводной трансмиссии. Вместе с тем, все автомобили с полным приводом 4WD, конструктивно отличаются друг от друга. наиболее часто встречаются автомобили как с постоянным полным приводом (Full time), так и с подключаемым (Part time). Поговорим о них более подробно.
Жесткий подключаемый полный привод (Part time) 4WD.
Самое простое решение для автомобиля 4WD – прямое подключение всех ведущих мостов. Такой тип трансмиссии сравнительно прост и надежен. Крутящий момент, поступает через коробку передач к раздаточной коробке, а от нее через шарнирные приводы к дифференциалам мостов. Усилие от двигателя непосредственно распределяется на передний и задний мост практически в равном количестве.
В результате, величина крутящего момента как на задних, так и на передних колесах становится практически равной. Такое распределение момента существенно повышает проходимость. Автомобиль может преодолевать существенное бездорожье.
Для увеличения крутящего момента дополнительно в трансмиссию 4WD вводится еще одна понижающая передача, называемая демультипликатором. При включении понижающей передачи, автомобиль существенно теряет в скорости, зато увеличивается тяга на колесах, что еще больше повышает проходимость. Для движения по рыхлому снегу, а также по вязким почвам рекомендуется включение понижающей передачи.
Такая конструкция лежит в основе всех классических 4WD внедорожников – тяжелых автомобилей, имеющих жесткую рамную основу и зависимую, часто, рессорную подвеску с неразрезными балками мостов. Конструкция классического 4WD внедорожника является фактически повторением конструкции автомобилей с американской маркировкой «general purpose», что в буквальном переводе означало: «автомобиль общего назначения». Позднее, это словосочетание трансформировалось в ставший нам привычным «джип» (Jeep).
Повышенной проходимости способствует не только полный 4WD привод на все колеса с дополнительной понижающей передачей. Успешному преодолению бездорожья во многом способствует удачное распределение веса автомобиля по осям, а также жесткая рама и конечно же, высокая и мощная подвеска, в которой вертикальное перемещение обоих колес жестко связано между собой.
Все это способствует хорошим внедорожным качествам. Если в автомобиле используются межколесные самоблокирующиеся дифференциалы, его проходимость повышается еще больше. Большинство «классических» внедорожников представляют собой автомобили с мощными двигателями, высокой посадкой и внушительными габаритными размерами. Такие автомобили способны преодолеть серьезное бездорожье, снежные заносы и даже переехать неглубокие водоемы без сильного течения.
Наряду с известными преимуществами, классические внедорожники 4WD имеют и ряд существенных недостатков. Главным из них является, как ни странно, жесткий полный привод. Все дело в том, что крутящий момент распределяется в равной степени между осями автомобиля. При некоторых условиях угловые скорости передних и задних колес не всегда бывают одинаковыми
. И если при движении по рыхлому грунту это компенсируется пробуксовкой колес, то при движении по твердому и ровному дорожному покрытию в трансмиссии будут возникать опасные перегрузки. Например, при прохождении поворотов, из-за разности давления в шинах или неравных угловых скоростях карданных шарниров, в трансмиссии внедорожника возникают крутильные колебания, в результате которых механизмы легко выходят из строя.
Чтобы этого не произошло, один из ведущих мостов, чаще передний, имеет возможность отключения от трансмиссии 4WD. Если вы двигались по бездорожью и решили выехать на дорогу с асфальтовым покрытием, прежде чем двигаться по дороге, вы должны отключить одну из ведущих осей. Многие отечественные и зарубежные модели 4WD внедорожников для уменьшения механических потерь оснащаются специальными муфтами, при помощи которых передние колеса подключаются к трансмиссии.
Некоторые модели имеют вакуумный или электромагнитный привод колесных муфт. Исходя из этого, такой тип автомобилей называют «part time 4WD». Повышенный расход топлива – еще один существенный недостаток внедорожников. Тяжелая рамная конструкция, чугунные балки мостов, большие механические потери обуславливают повышенный топливный аппетит таких автомобилей.
Достоинства 4WD:
- повышенная проходимость,
- простота и надежность конструкции,
- жесткая конструкция.
Недостатки 4WD:
- высокий расход топлива,
- повышенные потери мощности,
- необходимость отключения одной из ведущих осей,
- высокий центр тяжести (склонность к опрокидыванию).
Постоянный полный привод (Full time) 4WD.
Со временем прогрессивная конструкция внедорожников стала уступать место более легким моделям 4WD автомобилей, которые обладали не менее выдающимися внедорожными качествами. Со временем отпала необходимость в жесткой раме. А колесная подвеска стала полностью независимой. Претерпела изменение и конструкция трансмиссии. Для того, чтобы подключить полный привод 4WD, необходимо было полностью остановить автомобиль, затем подключить колесные муфты, а уж после переводить рычаг включения моста.
Конструкция постоянного полного привода 4WD полностью исключает все эти операции, поскольку крутящий момент передается на обе оси. Это стало возможным, благодаря введению в трансмиссию еще одного элемента – межосевого дифференциала. Межосевой дифференциал напоминает конструкцию колесного дифференциала планетарного типа.
Устройство способно распределять крутящий момент между осями по принципу наименьшего сопротивления. Если передняя ось автомобиля испытывает большее сопротивление движению, крутящий момент автоматически перебрасывается к задней оси. Такая компоновка трансмиссии позволила полностью отказаться от необходимости отключения одной из ведущих осей.
Автомобиль с постоянным полным приводом стал более маневренным и устойчивым к заносу при прохождении поворотов на высокой скорости. Вместе с тем, на бездорожье привод full time 4 WD был бы полностью бесполезен, поскольку при пробуксовке колес на одной из осей, другие остаются недвижимы, поскольку весь крутящий момент переходит на буксующее колесо. Чтобы справиться с этой задачей, в трансмиссию было введено управление блокировкой межосевого дифференциала, также называемое «diff-lock».
В зависимости от марки и модели автомобиля, механизм блокировки дифференциала (diff-lock) может иметь рычажный, вакуумный или электромагнитный привод. Благодаря подобной компоновке полноприводной 4WD трансмиссии, появилась возможность ее установки на более легкие автомобили, имеющие несущий кузов и как продольное, так и поперечное расположение силового агрегата. Автомобили с продольным расположением двигателя имеют компоновку трансмиссии, во многом схожую с «классическими» внедорожниками.
Более интересна конструкция с поперечной компоновкой мотора. Обычно, коробка передач, раздаточная коробка и межколесный дифференциал передней оси собраны в один агрегат. Привод на заднюю ось выполнен в виде углового редуктора, внутри которого и расположены элементы межосевого дифференциала. Такая конструкция 4WD хотя и утяжеляет массу автомобиля, но более компактна по сравнению с аналогичными типами трансмиссии.
В результате, автомобиль 4WD способен одинаково хорошо передвигаться практически на любом покрытии. Конструкция full time 4WD легла в основу многих моделей гибридных внедорожников, называемых кроссоверами. В отличие от «классики», многие модели кроссоверов имеют несущую конструкцию кузова и полностью независимую пружинную подвеску. При этом они способны передвигаться как в плотном городском потоке, так и на легком бездорожье. Главное условие движения с заблокированным дифференциалом (diff-lock on) не рекомендуется разгоняться выше 60 км/ч и двигаться не более 2-х часов.
Вместе с тем, жесткая блокировка дифференциала сегодня стала такой же архаичной, как и зависимая подвеска. Наряду с межосевым дифференциалом или вместо него, часто применяется вязкостная муфта (вискомуфта). Принцип ее работы во многом схож с гидротрансформатором в АКПП. Между дисками, жестко соединенными с трансмиссией, находится специальная жидкость.
При незначительном различии угловой скорости передней и задней осей жидкость допускает проскальзывание дисков друг относительно друга. при пробуксовке одной из осей, жидкость разогревается, в результате чего ее плотность резко повышается. В результате, крутящий момент передается через жидкость к неподвижной оси. Вискомуфта позволяет блокировать межосевой дифференциал автоматически в нужный момент. Недостатком ее является склонность к перегреву. Поэтому, преодолевать тяжелое бездорожье в течение длительного времени на 4WD автомобилях с вязкостной муфтой не рекомендуется.
Современные 4WD автомобили оснащаются более совершенными устройствами блокировки. В них вязкостная муфта заменена многодисковой фрикционной муфтой, работающей по принципу сцепления. Управляется муфта электроникой. Электронное устройство отслеживает угловые скорости колес и распределяет крутящий момент на неподвижные. В отличие от жесткой блокировки, такой механизм позволяет распределить крутящий момент более дозировано. Благодаря электронному управлению, 4WD автомобили стали еще более проходимыми и устойчивыми даже на скользком дорожном покрытии.
AWD, 4WD, 4х4 — ЗР нашел самый полный привод. Ответ вас удивит
«AWD в сравнении с 4WD выдает меньший крутящий момент».
Мнение одного интернетовского «знатока»
Обилие хитроумных аббревиатур типа AWD, 4WD, а также Part-Time 4WD, Full-Time 4WD, 4х4, 4matic и прочих сокращений — неплохой рекламный ход, внушающий обладателю автомобиля, что тот не ошибся при покупке машины, выбрав «самое-самое». При этом, к сожалению, подобные шильдики зачастую не имеют однозначного толкования. Кто не верит, может набрать в поисковой строке, скажем, AWD и 4WD — вас занесет в такие дебри, из которых уже можно и не выбраться. Про техническую грамотность вообще лучше не заикаться.
Между тем, по большому счету основных типов машин, называемых полноприводными, — три (если глубоко не залезать в те самые дебри с «халдексами», несимметричными дифференциалами и др.). Типичные представители «троицы» показаны на фото ниже.
А вот и первая особенность, для многих — неожиданная. С точки зрения педанта звания полноприводного автомобиля из указанной троицы по-настоящему достойна только тольяттинская машина! Ведь только у нее полный привод работает в 100% случаев, в то время как для остальных это, в общем-то, подключаемая функция: «уазик» часто катается в режиме заднеприводных Жигулей, а Дастер — подобно переднеприводной вазовской «восьмерке».
Вторая особенность тоже забавная — о ней мало кто догадывается. Даже при отключенных осях (передней на «уазике» и задней на Дастере) куча элементов трансмиссии на этих автомобилях все равно постоянно вращаются! На УАЗе будут крутиться полуоси переднего моста и кардан, на Дастере — задний редуктор и приводы задних колес, а также кардан. А это — шум и расход топлива даже в моноприводном режиме.
Теперь — о самом хитром: как на указанных машинах распределяются моменты. Рассмотрим несколько ситуаций. При этом условно считаем, что трение и прочие потери отсутствуют, нагрузки на колеса — одинаковые, продольная и поперечная развесовки — равномерные, а условия сцепления шин с покрытием — одинаковые, если отсутствуют иные оговорки.
Автомобиль едет по ровной дороге по кругу
УАЗ Патриот. Если передний мост не подключен, то моменты на его задних колесах распределены поровну, а на передних моменты отсутствуют. Если же подключить передний мост, то на каждой оси моменты будут делиться поровну, а вот распределение по осям будет зависеть от нагрузок и сил сцепления. На сухом асфальте это приведет к тому, что передние и задние колеса начнут пробуксовывать относительно друг друга, поскольку их моменты выровнять некому: межосевого дифференциала-то нет.
Лада 4х4. Если межосевой дифференциал не заблокирован, то моменты на всех четырех колесах равны. Соответственно, никакой пробуксовки не будет. Если же заблокировать межосевой дифференциал, то, как и на УАЗе, при движении по хорошей дороге в повороте появится относительная пробуксовка передних и задних колес.
Renault Duster. При движении в режиме Lock муфта жестко подсоединяет задний мост, что может привести к пробуксовке на хорошем покрытии.
Ведущее колесо повисло в воздухе
УАЗ Патриот. Если передний мост не подключен, машина остановится. При подключении моста весь момент от двигателя достанется «независшей» оси, и машина поедет дальше.
Лада 4х4. При незаблокированном дифференциале машина остановится. Если заблокировать межосевой дифференциал, то она поедет дальше.
Renault Duster. При положении селектора 2WD автомобиль остановится. В положении Auto или Lock муфта подключит задний мост, и он продолжит движение.
Прописные истины
- Симметричный дифференциал всегда выравнивает моменты: межосевой — на осях, межколесный — на колесах.
- Заблокированный межколесный дифференциал фактически превращает ось автомобиля в аналог колесной пары железнодорожного вагона. Но даже при этом момент на вывешенном колесе равен нулю.
- На вывешенном колесе момент всегда равен нулю, независимо от наличия или отсутствия дифференциалов.
Что в имени тебе моем?
А откуда берутся все эти AWD и прочие 4WD. Звоню коллеге на автозавод — он, к моему удовольствию, подтверждает то, к чему я пришел сам. Дескать, подобные обозначения в целом являются не технически законодательными, а чисто маркетинговыми, условными. Поэтому в жизни могут встречаться исключения. Но в основном AWD — это «моноприводники», у которых есть возможность подключать вторую ведущую ось. А 4WD — это, скажем так, машины с постоянно подключенными осями с заданным изначально распределением момента между осями (например — 50 на 50, у которых есть возможность блокировать межосевой дифференциал).
В общем-то, если вам нужно всего лишь время от времени выбираться из сугроба, то любая из перечисленных схем с намеком на полноприводность существенно превзойдет обыкновенную «4 на 2». А большинство нуждается именно в этом. Ну а те, кто готовится к реальным внедорожным подвигам, все равно живут в параллельной вселенной, а потому ни в каких пояснениях не нуждаются.
Всем удачи на любых дорогах!
Разбираемся с аббревиатурами, которыми производители помечают свои полноприводные модели.
- Нам регулярно задают вопрос, сколько комплектов цепей противоскольжения необходимо покупать на полноприводный автомобиль и какое количество браслетов для автомобиля необходимо. Ответ прост — не важно, полный привод у автомобиля или нет. Вполне достаточно одного комплекта цепей (2 шт.) на одну ось. Что касаемо браслетов, то чем больше их смонтировано, тем лучше «гребет» автомобиль, меньше изнашивается каждый браслет. Рекомендуемое количество — от 6 шт.
4 везде. Какой полный привод лучше
Чем больше на улице снега, тем охотнее покупают полноприводные машины. Но полный привод полному рознь: типов 4WD много, и они существенно отличаются друг от друга. Что нужно знать о своей полноприводной машине? И какой полный привод лучше? Особенности работы 4WD — в нашем обзоре.
Полный привод обычно разделяют на постоянный и подключаемый, но такая строгая классификация слегка устарела: сегодня работой 4WD зачастую заведует электроника, делая машину то моноприводной (то есть с одной ведущей осью), то полноприводной, в зависимости от ситуации. Зато у автомобилистов в ходу понятие честный полный привод (другой, менее распространённый термин — дифференциальный полный привод). К честным относят схемы, в которых на ведущие колёса стабильно приходит тяга, вне зависимости от работы различных муфт и электронных систем. С них и начнём.
Part-time 4WD: жёстко подключаемый полный привод
«Парт-тайм» — наиболее простая и кондовая система принудительно подключаемого полного привода, традиционная для внедорожников со времён военного Jeep Willys. Из-за своей утилитарности на современных машинах она встречается всё реже. Исключение — Suzuki Jimny, который даже в новом поколении 2019 года остаётся с тем же жёстким 4WD, что и все предыдущие «Джимники». Также part-time используют все УАЗы (включая «Патриот»), Toyota Land Cruiser 70 («Охотник»), Fortuner и FJ Cruiser; Jeep Wrangler и многие пикапы: Toyota Hilux, Tacoma и Tundra; Nissan Navara и NP300, Mazda BT-50. Чаще «парт-тайм» встречается на старых моделях: Suzuki Escudo/Grand Vitara (до 2005 г.), Nissan Safari/Patrol (до 2010 г.) и других.
Схему part-time называют жёсткой, поскольку при включении 4WD передняя и задняя оси машины связаны напрямую, без дифференциала. О конструкции дифференциала и его роли в автомобиле лучшее видео сняли в General Motors ещё в 1937 году. Оно настолько наглядно, что не требует перевода. Насладитесь довоенным отсутствием компьютерной графики:
Дифференциал позволяет колёсам ведущей оси вращаться с разной скоростью, что нужно при поворотах. Если автомобиль полноприводный и ведущих осей две, то между ними также необходим дифференциал. Как уже говорилось, в жёсткой схеме part-time межосевого дифференциала нет, что накладывает на такой полный привод ограничения: его нельзя использовать на асфальте. «Парт-тайм» создан для временного подключения: на грунте, в грязи, в песке, в снегу, на льду — везде, где колёса могут немного проскальзывать при повороте, компенсируя отсутствие дифференциала. При возвращении на чистый асфальт полный привод необходимо отключить. Кстати, не все владельцы тех же «Джимников» об этом знают, катаясь всю зиму с включенным 4WD. Последствия: повышенный износ резины и нагрузка на узлы трансмиссии, а также плохая управляемость — машина не хочет толком входить в повороты. Но и езда на заднем приводе зимой чревата заносами, ведь скользкий участок может возникнуть неожиданно. Поэтому схема part-time не слишком удобна в городских условиях и на высоких скоростях.
Плюсы и минусы part-time 4WD
✅ Простота и надёжность.
✅ Возможность отключать 4WD для экономии топлива.
⛔ Ограничения использования на твёрдых покрытиях.
⛔ Ухудшение управляемости в режиме 4WD.
Full-time 4WD: постоянный полный привод
В схеме full-time нет возможности отключить 4WD: ведущие колёса всегда связаны с двигателем, а для нормальной езды по асфальту между осями установлен третий — центральный — дифференциал. Такой тип привода называют «фултайм», постоянным полным. Им оснащены многие автомобили: Toyota Land Cruiser 80/100/200, Land Cruiser Prado; Volkswagen Touareg; Land Rover Discovery, Defender; и конечно, старушка Нива — с 1977 года! Список автомобилей с full-time 4WD очень велик и включает даже легковые автомобили и паркетники: Audi с классической трансмиссией Quattro, Toyota RAV4 первых двух поколений, Mark II и Crown в four-комплектациях; Suzuki Escudo/Grand Vitara 3 поколения, модели Subaru с трансмиссией VTD и другие. Правда, среди новых машин честный «фултайм» встречается всё реже.
Идеальна ли схема full-time? Разумеется, нет. Межосевой дифференциал классической конструкции («свободный» или «открытый») имеет существенный врождённый недостаток: он направляет тягу по пути наименьшего сопротивления. На практике это выглядит так: автомобиль с гордым шильдиком FULL-TIME 4WD попадает всего одним колесом в глубокий песок или грязь и не может тронуться — колесо в грязи беспомощно буксует, а все остальные стоят. 1WD! Всё потому, что дифференциалы (сперва межосевой, затем межколёсный) направляют крутящий момент на колесо, которое проще всего провернуть — то есть туда, где самое худшее сцепление с дорогой. Чтобы таких неловких ситуаций не возникало, требуется блокировка дифференциала — принудительное ограничение его стремления к свободному вращению.
Способы блокировки центрального (межосевого) дифференциала у разных машин отличаются. У серьёзных внедорожников есть возможность принудительной 100-процентной жёсткой блокировки — в таком режиме полный привод фактически превращается в part-time, со всеми присущими этой схеме ограничениями (нельзя использовать на асфальте). У легковых машин и паркетников жёсткой блокировки обычно нет — вместо неё дифференциал автоматически блокируется вязкостной, гидро- или электромеханической муфтой. Такие решения не обеспечивают полной блокировки, поэтому даже старый «Равчик» на бездорожье неровня «Прадо», хотя формально у обоих честный «фултайм».
Кстати, распределение крутящего момента между передней и задней осями у full-time 4WD далеко не всегда 50/50. Для лучшей управляемости в современных машинах с постоянным полным приводом применяют самоблокирующиеся дифференциалы Torsen, которые могут смещать до 80% тяги на одну (обычно заднюю) ось, или добиваются того же эффекта с помощью электронной блокировки. Так автомобиль становится более предсказуемым в поворотах, ничуть не теряя в «честности» полного привода.
Плюсы и минусы full-time 4WD
✅ Простота и надёжность.
✅ Возможность ездить на 4WD по любым покрытиям.
⛔ Необходимость блокировки межосевого дифференциала.
⛔ Повышенный расход топлива.
Селективный (отключаемый) полный привод
Объединить плюсы part-time и full-time смог селективный полный привод. Самый известный из них — Super Select от Mitsubishi (Pajero, Pajero Sport, Delica), хотя подобных систем было много: Multi-Mode у Toyota (Hilux Surf, 4Runner, Sequoia), All-mode 4WD у Nissan (Pathfinder), SelecTrac у Jeep (Grand Cherokee) и другие. Не «Супер-Селектом» единым!
Селективный полный привод представляет собой отключаемый full-time. Автомобиль может ездить на заднем приводе для экономии топлива и улучшения динамики (как на part-time), а при необходимости водитель подключает «передок», причём без ограничений: межосевой дифференциал здесь есть, так что на полном приводе можно ездить по любым покрытиям и на любых скоростях. Конечно, есть и жёсткая блокировка центрального дифференциала, ведь селективные системы 4WD встречаются только на полноценных внедорожниках.
Идеальный полный привод? Возможно — до тех пор, пока всё работает исправно. Большое количество режимов усложнило конструкцию, и со временем неизбежны проблемы с датчиками, контроллерами, актуаторами и прочими деталями этой, безусловно, продвинутой системы 4WD.
Плюсы и минусы селективного 4WD
✅ Возможность отключать 4WD для экономии топлива.
✅ Возможность ездить на 4WD по любым покрытиям.
⛔ Переусложнение конструкции, возможность отказов.
Автоматически подключаемый полный привод (AWD)
Вот мы и добрались до условно «нечестных» схем автоматически подключаемого полного привода, которые с каждым годом становятся популярнее. Принцип их работы схож: в нормальном режиме автомобиль остаётся условно моноприводным, а вторая ведущая ось активно включается в работу лишь при пробуксовке первой. Конечно, безо всяких дифференциалов — чаще всего тяга передаётся через вязкостную или фрикционную муфту.
Автомобилей с различными вариациями AWD сегодня большинство: фактически, это почти все полноприводные легковушки и кроссоверы. Европейские производители массово применяют в своих системах 4WD муфту Haldex, которая насчитывает уже 5 поколений. Азиатские автоконцерны чаще конструируют что-то своё: ATC/DTC у «Тойоты» или Active AWD у «Субару» (да-да, отнюдь не все Subaru оснащены честным полным приводом).
Нужно признать, что системы AWD прогрессируют, активно изживая детские болезни прошлых лет, за которые многие автомобилисты их до сих пор не любят. В продвинутых системах запаздывания подключения 4WD свели на нет, постоянно подводя 5–10% тяги на задние колёса. Умная электроника сама выбирает подходящий режим, оптимально распределяя крутящий момент между осями. А отключение полного привода, когда он не нужен, ощутимо экономит топливо.
Электронные эмуляции блокировок дифференциалов неплохо справляются с диагональными вывешиваниями, когда приходится съезжать с асфальта. Но на серьёзном бездорожье с AWD делать нечего: буксование в грязи или глубоком снегу приведёт к быстрой поломке муфты и очень дорогому ремонту. Фактически, системы AWD — это «асфальтовый» полный привод, предназначенный для комфортной эксплуатации в городе и на трассе.
Плюсы и минусы автоматически подключаемого AWD
✅ Работа в автоматическом режиме без вмешательства водителя.
✅ Автоматическое отключение 4WD для экономии топлива.
⛔ Отказы и перегрев муфт при активном буксовании.
⛔ Невозможность использования на серьёзном бездорожье.
Режимы 4WD
Если в вашем полноприводном автомобиле есть управление режимами трансмиссии — рычагом, кнопками или «шайбой», — обязательно изучите, как правильно применять их и переключаться между ними. Подробная информация есть в инструкции по эксплуатации машины. В таблице мы собрали наиболее распространённые варианты.
Режимы полноприводной трансмиссии
2H / 2WD / FWD /
RWD
Моноприводный режим: 4WD выключено, тяга идёт только на одну ось автомобиля. Используется на сухих дорогах с твёрдым покрытием, позволяет экономить топливо.
AUTO
Автоматический режим. В большинстве ситуаций автомобиль останется моноприводным, но при необходимости электроника подключит 4WD.
4H / 4HI / 4WD
Стандартный режим полного привода. Используется на плохих или скользких дорогах для улучшения проходимости и курсовой устойчивости.
4HLC / C. DIFF LOCK
Блокировка межосевого дифференциала. Используется при преодолении трудных участков для повышения проходимости. На твёрдых покрытиях режим должен быть выключен.
4L / LOW
Понижающая передача (демультипликатор). Используется для получения максимального крутящего момента при выезде из трудных участков. Также может помочь при крутых спусках и подъёмах.
Важно: переключение в этот режим и обратно обычно требует полной остановки машины и перевода КПП в нейтраль.
REAR DIFF LOCK / RR DIFF LOCK
Блокировка заднего межколёсного дифференциала. Используется при преодолении сложных участков на бездорожье.
FRONT DIFF LOCK / FR DIFF LOCK
Блокировка переднего межколёсного дифференциала. Используется при преодолении сложных участков на бездорожье.
Важно: в этом режиме рекомендуется двигаться только по прямой, не выворачивая руль.
Также всем владельцам машин с отключаемым полным приводом (part-time и селективным) рекомендуется ежемесячно проезжать минимум 16 км в режиме 4WD для смазывания всех узлов трансмиссии.
Какой же полный привод лучше? Тот, что больше подходит под ваши задачи. Покоряете бездорожье — надёжный «парт-тайм» вам в помощь. Хочется более универсальный автомобиль — выбирайте «фултайм» или селективный 4WD. А если с асфальта вы съезжаете редко, то и автоматический AWD вполне подойдёт. Интересных вам маршрутов и полного привода!
Що таке Повний привід 4WD і як працює? Принцип роботи і для чого потрібен.
Повний привід (4WD,4×4, AWD) — це різновид автомобільної трансмісії, в якій крутний момент від двигуна приводить в дію обидві осі машини. Повний привід (ПП) використовується на позашляховиках для збільшення прохідності. Його використання на звичайних автомобілях покращує ходові, а не позашляхові якості.
Види і типи повного приводу
Розрізняють кілька видів трансмісій з 4WD, що розрізняються способом включення і схемою роботи.
Підключається (part time)
У звичайних умовах енергія двигуна передається на одну вісь (задню або передню). При необхідності повний привід включається за допомогою спеціального важеля або кнопки. Це найпростіший і дешевий тип «four wheel drive», використовуваний для їзди по бездоріжжю. В даній трансмісії зазвичай відсутня диференціал, що розподіляє момент між осями. Тому її не можна експлуатувати постійно на шосе. В іншому випадку збільшується витрата палива і прискорюється знос покришок і трансмісії.
На твердому покритті потрібно відключати повний привід. Його варто задіяти тільки в грязі, піску, на льоду або снігу. Його недолік в тому, що відсутність диференціала між осями погіршує керованість авто на льоду і мокрій асфальті.
Автоматична (Automatic 4WD)
Як і описана вище система Part time, даний вид трансмісії включається лише при необхідності. Однак замість водія це робить автоматика. Зв’язок реалізується з допомогою віскомуфти або багатодискового зчеплення під управлінням електроніки. Другий міст включається в роботу при пробуксовці коліс основного ведучого моста. Система забезпечує хороші ходові якості на піску, бруду або нечищенной зимовій дорозі. Однак вона погано пристосована для їзди по бездоріжжю: другий міст підключається занадто пізно, коли вже перший забуксував.
Підключається привід на основі віскомуфти не можна довго використовувати на бездоріжжі вузол може вийти з ладу через перегрів.
Деякі моделі обладнуються кнопкою попередньої блокування муфти, що дозволяє легко подолати складний ділянку.
Постійний повний привід (Full-time 4WD)
В машинах з таким типом трансмісії зусилля завжди передається на чотири колеса. Вони поділяються за допомогою міжосьового диференціала, який покращує керованість, зменшує знос шин і знижує навантаження на агрегати. Для поліпшення прохідності машини «Full-time 4WD» оснащуються блокуванням диференціалів (міжколісного і міжосьового). Ця функція реалізується в двох варіантах: автоматичному або ручному.
Такий тип машин найменш схильний до заносу і відрізняється найкращою прохідністю. При наявності блокування диференціала її потрібно включати лише перед подоланням бруду, снігу, піску або затяжного слизького підйому. В інших випадках це лише погіршує ходові характеристики і зменшує термін служби покришок і агрегатів.
Багаторежимний повний привід (Selectable 4WD)
найкращий тип трансмісії, що поєднує в собі переваги всіх вищеперелічених. Єдиний його недолік — висока ціна. Автомобіль з багаторежимним повним приводом може їздити з однією та двома провідними осями. Водій сам вибирає стан диференціалів. На асфальті досить передньої осі, на слизькій дорозі слід включити постійний привід на 4 колеса, а на бездоріжжі — заблокувати диференціал (на найважчих ділянках всі три міжосьовий і межколесные).
Повний привод: пристрій і робота
Найбільше поширення отримала повноприводна трансмісія з вискомуфтой. До її складу входять МКПП або АКПП, зчеплення, роздавальна коробка, карданні та головні передачі, межколесные і міжосьовий диференціали.
Такий варіант повного приводу використовується на авто з передньо — і задньопривідною компонуванням. У першому випадку КПП встановлюється поперек осі машини, у другому — уздовж. Це впливає на особливості конструкції «роздатки» і карданів.
Зчеплення на МКПП виконує дві функції:
оберігає трансмісію від перевантажень;
забезпечує короткочасне роз’єднання двигуна і КПП під час перемикання швидкостей.
АКПП обладнуються гідротрансформатором, що виконують аналогічну функцію.
Роздавальна коробка, яка включає понижуючий редуктор і міжосьовий диференціал, розподіляє крутний момент між осями і збільшує його при включенні «зниженої передачі».
Для поліпшення позашляхових характеристик трансмісія оснащується блокуванням міжосьового диференціала. У найпростішому випадку він автоматично блокується вискомуфтой. У більш просунутих моделях використовується багатодискова фрикційна муфта і диференціал Torsen з самоблокуванням.
На машинах, розрахованих на їзду по бездоріжжю, встановлюється автоматична або ручна блокування диференціалів між колесами.
Працює система таким чином:
крутний момент від двигуна передається через зчеплення на КПП;
потужність двигуна розподіляється по осях через роздавальну коробку;
карданні передачі приводять в дію межколесные диференціали задній і передній осей.
Який повний привід краще
Повний привід, що підключається в ручному режимі, майже не застосовується на серійних автомобілях. Більш поширена трансмісія з підключенням другої осі за допомогою фрикційної муфти. Вона може управлятися електронікою, зчитує дані про швидкості обертання коліс або блокуватися при нагріванні внаслідок проковзування.
Для рідкісних поїздок по бездоріжжю можна придбати машину з постійним повним приводом і диференціалом, що блокується з допомогою віскомуфти. Якщо ж чекають тривалі поїздки по піску і бруду, варто переплатити за багаторежимний повний привід, який однаково добре поводиться на трасі, в снігах або на розкислій грунтовій дорозі.
Переваги повного приводу
В порівнянні з машинами з однією провідною віссю повнопривідні авто відрізняються наступними перевагами:
покращений розгін на слизькому покритті;
хороша курсова стійкість.
Останнє твердження вірне лише для постійного привід на 4 колеса. Автоматична система 4WD з вискомуфтой може піднести неприємні сюрпризи, несподівано підключаючи другу провідну вісь.
Для забезпечення безпеки слід вибирати автомобілі з системою курсової стійкості (ESP). Вона здатна компенсувати помилки водія, запобігаючи можливість заносу.
4wd что это такое в автомобиле?
Если еще полтора десятка лет назад обладатель полноприводного автомобиля считался практически безоговорочным покорителем дорог, то в последнее время, рассуждая на тему полного привода машины, автолюбители, как правило, используют уточняющую формулировку, говоря о «полноценном полном приводе».
Любой автолюбитель скажет, что для штурма заваленного снегом двора, либо при преодолении размытой дождями грунтовки до дачи идеальным вариантом будет автомобиль, обладающий колесной формулой 4х4. Да и при езде по асфальтовой дороге в скользкую дождливую осеннюю пору гораздо более уверенно будет себя чувствовать водитель, находящийся за рулем полноприводной машины. Однако уже через несколько метров после того, как заснеженный участок дороги будет преодолен, либо автомобиль выберется с разбитой грунтовки на асфальтовую дорогу, дополнительная ведущая ось будет являться только лишь причиной серьезного перерасхода топлива.
Плюсы полноприводных автомобилей очевидны – такие машины менее чувствительны и прихотливы к качеству покрытия под колесами, при съезде с дороги с твердым покрытием полноприводный автомобиль сможет уверенно доставить водителя и пассажиров до места назначения, а на мокром или обледенелом шоссе такая машина сохранит достойную динамику и управляемость.
Пытаясь сохранить преимущества полного привода без ухудшения показателя топливной экономичности автомобиля, большинство современных автопроизводителей прибегают к помощи электронных систем, работающих вкупе с многодисковыми муфтами, способными подключать вторую колесную ось в автоматическом режиме только в случае возникшей необходимости.
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПОЛНОГО ПРИВОДА
Среди специалистов принято различать три разновидности систем полного привода:
— Неотключаемый постоянный (full-time или 4WD);
— Подключаемый посредством электроники (torque on-demand или AWD);
— Кроме того, существуют полноприводные системы с возможностью ручного подключения (part-time).
Полноприводной трансмиссией, которая первой стала массово устанавливаемой на серийно выпускаемых машинах, считается система part-time. Подобная система являет собой устройство, жестко подключающее передний мост. В результате, колеса обеих осей вынуждены вращаться с одинаковой скоростью. Естественно, что об установке межосевого дифференциала в данном случае речь не идет.
ДИФФЕРЕНЦИАЛ – ЧТО ЭТО ТАКОЕ?
Рассматривая такое устройство, как дифференциал, следует иметь в виду, что это специальное механическое приспособление, принимающее тягу с вала привода и распределяющее его в необходимой пропорции по ведущим колесам. При этом различие скорости вращения колес компенсируется автоматически. Таким образом, посредством дифференциала происходит направление крутящего момента к ведущим колесам, и при этом сами колеса будут обладать различной (дифференцированной) угловой скоростью.
Дифференциалы могут применяться для обоих мостов транспортного средства, оборудуемого полноприводной трансмиссией. Отдельные модели оснащаются дифференциалом, который монтируется в раздаточную коробку – подобное решение полного привода принято классифицировать как системы «full-time».
Чтобы понять, для чего автомобилю необходим дифференциал, стоит разобраться в принципе его работы. Все дело в том, что колеса любого автомобиля обладают одинаковой скоростью вращения только при его передвижении в прямом направлении. Как только машина начинает входить в вираж, каждое из четырех колес обретает индивидуальную скорость, при том, что и обе оси начинают «соревноваться» в скорости между собой. Объяснением этому явлению будет возникновение своей траектории для каждого из колес – те, что находятся внутри поворота, проходят меньший путь по сравнению с наружными колесом.
Таким образом, не будь дифференциала, в повороте внутреннее колесо проворачивалось бы на месте, для компенсации вращения наружного колеса. В таких условиях езда на большой скорости была бы невозможна, не приходилось бы говорить и об управляемости автомобиля. Наличие дифференциала дает возможность осям нужным образом «обгонять» друг друга при возникновении разницы скоростей движения колес.
Устройство межколесного дифференциала – при вхождении в поворот он позволяет внутреннему колесу крутиться медленнее
СИСТЕМА PART-TIME
Система part-time конструируется без установки межосевого дифференциала. Такое устройство предполагает передачу момента от работающего двигателя на обе оси в одинаковом количестве – таким образом, обе оси крутятся с равной скоростью. Очевидно, что автомобилям, оборудованным системой привода part-time, передвижение по дорогам с хорошим асфальтовым или бетонным покрытием противопоказано, ведь пытаясь совершить поворот, водитель провоцирует возникновение вышеописанной разницы в протяженности пути мостов.
Поскольку момент по осям передается в соотношении 50 на 50, при повороте руля будет возникать проскальзывание колес какой-либо из осей. Если под колесами автомобиля снег, грязь или песок (что часто бывает при поездках на дачу, пикник или рыбалку), то небольшое сцепление колес и дорожного покрытия практически не причинит какого либо вреда автомобилю. А вот в случае совершении маневров на сухой и твердой поверхности дороги, возникающее проскальзывание негативным образом сказывается на функционировании трансмиссии, вызывает ускоренный износ покрышек, а также снижает качество управляемости автомобиля.
Таким образом, автомобили, оборудованные системой подключаемого полного привода, хороши для регулярной их эксплуатации в условиях плохих дорог или для покорения бездорожья. В этом случае, как правило, не требуются блокировки, поскольку один мост изначально будет жестко подключенным.
Другими плюсами полноприводного решения part-time называют относительную надежность и простоту всей конструкции: здесь отсутствуют электрические либо механические приводы, не используются блокировки, не применяются дифференциалы. Упрощает систему и то, что в ней нет дополнительных гидравлических или пневматических элементов. Однако для повседневной эксплуатации такая система неудобна. Использование постоянно включенной оси передних колес чревато поломкой автомобиля, а постоянно включать и отключать мост попросту неудобно. В перечень моделей машин, конструкция которых предусматривает использование part-time, входят следующие марки и модели транспортных средств: Nissan Patrol первых поколений, Toyota Land Cruiser 70, пикап Mazda BT-50, Suzuki Jimny, Nissan NP300, Jeep Wrangler и отечественный УАЗ.
ПОСТОЯННЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД
Перечисленные особенности и недостатки системы подключаемого полного привода обусловили разработку постоянно подключенной полноприводной системы, избавленной от подобных проблем. В результате свет увидели автомобили с приводом «4WD», у которых роль ведущих выполняют все имеющиеся колеса, а также имеется свободный межосевой дифференциал, позволяющий выпускать «ненужную» мощность благодаря проскальзыванию одного из редукторных сателлитов. Таким образом, автомобиль всегда передвигается со всеми ведущими колесами.
Нюансом механизма 4WD является следующая его особенность. При пробуксовке какого либо колеса, межколесный дифференциал отключает второе колесо этой оси. Подобным образом работает и вторая пара колес. Вполне возможна ситуация, когда автомобиль с системой привода 4WD, забуксовав одновременно колесами обеих осей, полностью обездвиживается. Чтобы минимизировать падение внедорожных свойств полноприводных автомобилей с системой 4WD, разработчики устанавливают хотя бы одну блокировку принудительного типа. Как правило, принудительно блокируется межосевой дифференциал.
В качестве дополнительной опции нередко предлагают установку блокировки переднего дифференциала. К моделям машин с системой 4WD относятся такие внедорожники, как: Land Cruiser 100 Prado и Land Cruiser 100, Land Rover Defender и Land Rover Discovery. Но, пожалуй, самой известной моделью, оборудованной приводом 4WD, является Лада Нива.
Несмотря на все свои преимущества, система постоянно подключенного полного привода, к сожалению, обладает определенными минусами. Так, по уровню управляемости на асфальтовых и других твердых дорогах внедорожники с обеими ведущим осями довольно далеки от идеала. В критических ситуациях такой автомобиль будет пытаться соскальзывать из поворота, не реагируя на вращение руля и нажатие педали газы должным образом.
ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ ПОЛНЫЙ ПРИВОД (АВТОМАТИЧЕСКИЙ)
Современный формат кроссоверов, вне зависимости от размера автомобиля, предполагает возможность быстрого и кратковременного подключения дополнительной пары ведущих колес. Естественно, что такие подключения должны производиться в автоматическом режиме, без участия водителя. Для реализации подобных решений автомобильные конструкторы стали применять специальные многодисковые муфты, по необходимости подключающие колеса задней оси в дополнение к постоянно вращающимся передним колесам.
Реализованная таким образом полноприводная система значительно проще классических внедорожных конструкций. Здесь отсутствует раздаточная коробка, а около переднего дифференциала предусмотрена только пара шестерен для отбора мощности и выходной вал.
Впоследствии разработчики придумали использовать межосевые дифференциалы, оснащаемые в дополнение к принудительной блокировке еще и самоблокирующимися механизмами. Используя различные решения (вискомуфту или дифференциал Torsen), разработчики стремились к единой общей цели – частичному заблокированию межосевого дифференциала в целях повышения управляемости автомобиля – при возникновении пробуксовки какой-либо из осей, срабатываемая блокировка не позволяла дифференциалу выключать вторую пару колес и момент от двигателя продолжал к ним поступать. Автомобили с представленным вариантом полного привода маркируются аббревиатурой AWD.
ДИФФЕРЕНЦИАЛ ТОРСЕН
Однако, между собой муфты также существенно различаются вне зависимости от схожести принципа подключения колес второй оси. Одними из первых муфты стали применять инженеры концерна Volkswagen для своих хэтчбеков Golf. Речь идет о фирменной трансмиссии Syncro, где установленные фрикционы не сжимались, а работали в силиконовой жидкости, густеющей в условиях повышения нагрузки и способной самостоятельно передавать вращение. Представленная вискомуфта являлась неуправляемой и была не способна передавать все 100% момента к задней оси. Кроме того, даже при довольно непродолжительных пробуксовках силикон закипал, что вело к перегреванию и последующему сгоранию муфты.
ВИСКОМУФТА
(ВЯЗКОСТНАЯ МУФТА)
Более продвинутая конструкция использовалась на ранних моделях Ford Escape. Здесь уже применялись муфты, сжимающиеся посредством работы клиновидных прорезей и шариков. Эти муфты хотя и работали намного четче, зато могли вызывать весьма резкие и чувствительные удары в момент поворота.
МУФТА HALDEX
Своеобразной революцией среди муфт, используемых в системах полного привода, называют появление в конце 90-х годов прошлого века первого поколения муфты Haldex. В таком устройстве диски сжимались при помощи гидроцилиндра с насосом для выработки давления масла. Насос монтировался на одной из половин муфты, привод к нему него подходил от другой половины. Теперь в случае возникновения разницы в скорости вращения колес передней и задней осей давление сжатия увеличивалось, а муфта блокировалась. В сравнении с ранее устанавливаемыми образцами муфт, Haldex работал очень мягко и обрел серьезный успех.
Стоит иметь в виду, что современные технологии и используемые материалы дали возможность изготовить по-настоящему высокотехнологичную муфту, которую можно держать в частично подключенном состоянии без опасений перегрева. Тем самым производителям удалось распределить крутящий момент передаваемый на пары колес в пользу задней оси, обеспечив автомобилю «классическую» управляемость и полноприводные возможности. Принимая во внимание гибкость используемых алгоритмов работы и весьма глубокую степень проработки конструкции используемых многодисковых муфт, в современный период времени это самое востребованное решение организации полноприводной трансмиссии, которую вряд ли что-то заменит в ближайшие несколько лет.