Содержание
Устройство и принцип работы
Для передачи крутящего момента используется набор узлов и агрегатов, образующих трансмиссию.
В неё входят:
- коробка передач (КПП), отвечающая за изменения общего передаточного числа, то есть отношения скорости вращения вала двигателя к оборотам ведущих колёс;
- раздаточная коробка, делящая крутящий момент в заданном соотношении (не обязательно поровну) между ведущими осями;
- карданные передачи с ШРУС или шарнирами Гука (крестовинами), передающими вращение на расстоянии под переменными углами;
- редукторы ведущих мостов, дополнительно изменяющие скорость вращения и направление передачи момента;
- полуоси, соединяющие редукторы со ступицами колёс.
Как уже упоминалось, из общего множества схем выделились две основных, характерные для поперечных и продольных силовых агрегатов.
- В первом случае раздатка крепится сбоку к коробке передач, её при этом ещё называют угловым редуктором. Из компоновочных соображений через неё пропускается вал привода одного из передних колёс, здесь же шестерёнчатой парой с гипоидным зацеплением снимается момент на задний мост, для чего вращение разворачивается на 90 градусов и поступает к карданному валу, идущему вдоль автомобиля.
- Для второго случая характерно размещение раздатки на одной оси со вторичным валом КПП. Карданный вал к задним колёсам расположен соосно с первичным валом раздаточной коробки, а передние подключены через такую же карданную передачу, но с разворотом момента на 180 градусов и смещением вниз или вбок.
Раздатка может быть достаточно простой, отвечая только за разветвление момента, или сложной, когда для повышения проходимости или управляемости в неё вводятся дополнительные функции:
- демультипликатор, то есть повышающая передача для умножения крутящего момента на бездорожье;
- межосевой дифференциал, распределяющий момент в заданной пропорции;
- электромагнитные фрикционные муфты, служащие исполнительными устройствами в системе автоматического управления возможностями трансмиссии;
- валы отбора мощности к дополнительным устройствам.
Статья по теме: 5 наиболее надёжных универсалов с полным приводом
Редукторы ведущих мостов у машин 4×4 также могут быть усложнены наличием управляемых дифференциалов или электронных муфт. Вплоть до принудительных блокировок и раздельного управления колёсами одной оси.
Негативные стороны систем полного привода
Управлять автомобилем, оборудованным данным типом привода, особенно в сложных дорожных условиях довольно непросто, хоть он и собрал все положительные качества двух типов приводов. Автомобили, оборудованные ручным полным приводом, чаще всего ведут себя на дороге как заднеприводные. А вот, о постоянных полноприводных системах так сказать нельзя. В том случае, где машина с передним приводом требует увеличения количества газа, а заднеприводная наоборот – уменьшения подачи топлива, полноприводная будет нуждаться и в том и в другом, все зависит от качества сцепления колес с поверхностью дорожного полотна, скорости движения и прочих факторов.
Заранее предугадать, что нужно сделать в данный момент очень сложно. Осложняет ситуацию и тот факт, что потерять устойчивость полноприводный автомобиль может в один момент, без малейших на то предпосылок. По этой причине, если автомобиль понесло на обочину, выйти победителем из создавшейся ситуации бывает очень сложно, неопытным автолюбителям даже не под силу.
Негативной особенностью систем полного привода, в частности с ручным управлением, является повышенный износ деталей, высокий уровень шума и увеличенный, по сравнению с переднеприводными и заднеприводными системами, расход топлива. Это связано с конструкцией самой системы привода. Так как между обеими осями автомобиля, оборудованного постоянным полным приводом, существует жесткая связь, система полного привода может работать с рядом ограничений – ею нельзя пользоваться, двигаясь по сухой, твердой дороге. Это означает, что и тягу вы не сможете использовать максимально.
К недостаткам полноприводных систем также относится сложность и дороговизна обслуживания и ремонта. Это связанно со сложностью конструкции привода, наличием большого количества деталей по сравнению с другими видами привода. Во многом на стоимость обслуживания также очень влияет марка и модель автомобиля.
Передний привод
Такие машины появились в 1929 году в Америке. Схема переднеприводного авто включает двигатель, к которому крепится коробка передач и передние колеса, играющие роль ведущих. К последним фиксируются шрусы, через которые и идет на ведущую ось крутящий момент.
Плюсы переднего привода
- Увеличенная площадь салона за счет отсутствия карданного вала. Но некоторые переднеприводные все равно оснащены таким туннелем для размещения других механизмов.
- Меньшая цена. Производство авто с передним приводом не такое трудоемкое, поэтому на него уйдет меньше трудозатрат, деталей и времени.
- Улучшенная управляемость на дорогах. Передние колеса тащат на себе весь груз, а значит, у авто выше курсовая устойчивость.
- Повышенная надежность. Это достается за счет минимализма в конструкции и отсутствия необходимости в дополнительных компонентах.
- Качественное торможение. Учитывая, что основной вес идет на перед машины, тормозит она эффективней и быстрей.
Минусы переднего привода
- Вибрация в салоне. Она идет от ведущих колес, которые находятся прямо под рулем. Но современные модели лишены этого недостатка благодаря наличию гидроусилителя руля.
- Увеличенный радиус поворота. Во время маневрирования ведущим колесам необходимо выполнять сразу две функции: поворачивать и тянуть авто. Поэтому для поворота придется взять больший радиус.
- Пробуксовка. В случае резкого старта передние колеса могут забуксовать. Причина тому ‒ увеличение нагрузки и снижение тяги двигателя.
- Частые ремонты. На передние колеса накладывается слишком много задач. Добавив к этому ведущую ось, очевидно, что они довольно быстро будут выходить из строя.
Жестко подключаемый, или полный привод Part-time
Этот тип привода считается самым простым и надежным, так как не имеет никаких сложных систем, которые должны отвечать за автоматическое распределение тяги по осям. По умолчанию крутящий момент передается только на одну ось, вторая ось включается только по необходимости с помощью раздаточной коробки с кулачковой муфтой. При включении «раздатки» обе оси жестко соединяются между собой, обеспечивая постоянное симметричное распределение крутящего момента.
Несмотря на конструктивную простоту, система имеет значимую особенность: невозможность ездить в режиме полного привода постоянно, а также на высоких скоростях и по ровным сухим поверхностям. Вернее, ездить-то можно, только с огромной вероятностью повредить систему полного привода.
Дело в том, что при повороте каждое из четырех колес вращается с разной скоростью и проходит свою траекторию поворота. Между осями нет никаких систем, компенсирующих разность этих скоростей, а потому вся нагрузка ложится на «раздатку», которая со временем и выходит из строя. Проще говоря, подключать вторую ось необходимо только для увеличения проходимости автомобиля на покрытиях, допускающих проскальзывание колес, таких как грязь, песок, снег, лед или в крайнем случае сильный дождь.
Проблемы
Что же касается технических проблем, то основной причиной выхода из строя раздаточной коробки как раз является пренебрежение правилами использования полного привода. Например, «раздатка» регулярно ломается на автомобилях Suzuki Jimny в силу того, что основными потребителями этого автомобиля являются представительницы прекрасной половины человечества, не особо разбирающиеся в конструктивных нюансах системы Part-time.
Если жесткое включение происходит не старым добрым рычагом, а с помощью электропривода, то система может не включиться. Происходит это чаще всего на стоящей машине, потому что зубья валов не попадают в зацеп и электроника дает отбой. Неисправностью это не является и исправляется просто накатом, чтобы в момент движения зацеп все же произошел.
Очень часто автомобили с системой Part-time являются объектами серьезного внедорожного тюнинга, а следовательно, и жесточайших нагрузок. Так что развалившиеся межколесные дифференциалы, оборванная цепь переднего вала и менянные главные передачи — не редкость на подобных авто. Однако в большинстве случаев узел настолько прост и надежен, что может вызвать вопросы лишь в случае огромных пробегов или халатного отношения владельца, например к замене масла.
К автомобилям с системой Part–time относится большинство современных пикапов и серьезных внедорожников: «УАЗ Патриот», ToyotaHilux, FotonSauvana и даже SuzukiJimny. Как правило, большинство автомобилей с подобной системой имеют в «раздатке» дополнительно понижающий редуктор, а также заднюю межколесную блокировку — штатно или в качестве опции