Что означает awd и 4wd. Система полного привода Volvo отныне устанавливается на все модели автомобилей Volvo

Недолго в гугле копаясь нашел:

quote:
Как работает полный привод
Производители называют полноприводные версии своих автомобилей различными способами, но на практике существуют лишь четыре вида систем полного привода:
Полный привод Part-time
Постоянный полный привод
Автоматически-подключаемый полный привод
Многорежимный полный привод
полный привод part-time
Part-time 4wd, от англ. "Part time" - неполный рабочий день. Другими словами - полный привод временного использования. При движении по дорогам с твёрдым покрытием вся тяга передаётся только на один мост, как правило задний. Второй мост подключается водителем с помощью рычага или кнопки.
У автомобилей с part-time 4wd отсутствует межосевой дифференциал, который позволил бы карданным валам вращаться с разными скоростями когда автомобиль поворачивает. При включенном полном приводе передний и задний карданные валы через раздаточную коробку жёстко соеденены друг с другом и вращаются с одной скоростью. В повороте же передние колеса автомобиля проходят больший путь, чем задние.
Иллюстрация: part time all wheel drive windup
При включенном полном приводе и попытке повернуть автомобиль в трансмиссии возникают напряжения, которые могут ослабиться только за счет проскальзывания колес на грунте. Поэтому использование такого полного привода ограничено участками с очень низким коэффициентом сцепления (грязь, снег, лед, песок). На дороге с сухим твердым покрытием колесам очень тяжело провернуться, сильно изнашиваются шины, в трансмиссии возникает сильное напряжение, что может привести к ее серъезной поломке.
Внимание! Надпись "Part-time 4wd" на селекторе режимов трансмиссии SelecTrac у Jeep Cherokee означает блокировку межосевого дифференциала. Тип трансмиссии SelecTrac - Многорежимный полный привод.
постоянный полный привод
Англ. Full-time 4wd, permanent 4wd, permanently-engaged 4wd. Система, в которой усилие от двигателя передается на все колеса постоянно. Такая трансмиссия оснащена межосевым дифференциалом, что позволяет передним и задним колёсам проходить разные расстояния в поворотах. На таком автомобиле можно двигаться в режиме полного привода как по дорогам, так и на бездорожье. Для тяжелых дорожных условий межосевой дифференциал может быть заблокирован. В этом случае работа полного привода становится аналогичена Part-Time 4wd, т.е. жесткое, равномерное распределение тяги между мостами. В некоторых системах блокировка межосевого дифференциала принудительно включается водителем, в других же межосевой дифференциал блокируется автоматически при пробуксовке или опасности пробуксовки колес. Для блокировки может использоваться, например, дифференциал Torsen, вискомуфта, управляемое электроникой многодисковое сцепление и пр.
В последние десятилетия получила применение электронная система контроля тягового усилия на всех четырех колесах, призванная заменить механическую блокировку дифференциалов. Такая система подтормаживает буксующие колеса, тем самым перераспределяя тяговое усилие на колеса, имеющие лучшее сцепление с дорогой (Mercedes ML, BMW X5, Land Rover Discovery II). Однако, при движении по серьезному бездорожью, такая электронная система не эффективна.
автоматически-подключаемый полный привод
Англ. automatic 4wd, on-demand 4wd. В такой системе в нормальных дорожных условиях ведущим является только один мост. Полный привод подключается при необходимости. Как правило, это происходит при пробуксовке колес и, как только пробуксовка устранена, полный привод отключается. Для подключения второго моста может использоваться вискомуфта, или многодисковое сцепление приводимое гидронасосом, самоблокирующееся при появлении разницы в скоростях вращения переднего и заднего моста; или же многодисковое сцепление с электронным управлением, получающее информацию о пробуксовке от датчиков ABS и улавливающее малейшую разницу в скоростях вращения переднего и заднего мостов.
Т.н. превентивная система автоматически-подключаемого полного привода способна с помощью различных датчиков (ускорения, степени нажатия акселератора и пр.) определять возможность пробуксовки и необходимость подключения полного привода до пробуксовки ведущих колёс.
многорежимный полный привод
Англ. Selectable 4wd. В другую категорию можно выделить автомобили Mitsubishi Pajero (трансмиссия Super Select 4wd) и Jeep Grand Cherookee (трансмиссия SelecTrac), Nissan Pathfinder (All-mode 4wd) с их селективной трансмиссией, которую можно назвать системой постоянного полного привода (автоматически-подключаемого в случае с Nissan Pathfinder) с возможностью принудительного отключения переднего моста.
В Pajero, например, можно выбрать один из следующих режимов: 2wd, 4wd с автоматической блокировкой центрального дифференциала (аналогично Full-Time 4wd), 4wd с жестко заблокированным дифференциалом (аналогично Part-Time 4wd) и пониженная передача (Low range Part-Time 4wd).

Наверняка многие водители замечали, что у одних кроссоверов на крышках багажников красуется надпись AWD, а у других 4WD. Она обозначает тип привода, но в чём же между ними разница и что лучше?

Какие бывают типы привода?

Все современные автомобили можно разделить по типу привода на три группы. Первая группа - моноприводные, сюда входят машины с передним или задним приводом. Ко второй группе относятся полноприводные машины, это внедорожники, предназначенные для езды в местах, где нет асфальта и дорог. Третья группа - автомобили с ограниченным автоматически подключаемым полным приводом, который устанавливают в кроссоверы.

Загадочные обозначения

Моноприводные автомобили имеют обозначение 2WD, что расшифровывается как «2 wheel drive» или два ведущих колеса. Это самые обыкновенные автомобили, их главная стихия - городские дороги и трассы. Несмотря на то, что некоторые легковые автомобили из-за высокого клиренса могут ездить и вне дорог, но большинство из них накрепко застрянет в первой же луже. Чтобы выбраться назад на дорогу, автомобиль приходится буквально тащить на руках. Поэтому те, кто предпочитают активный отдых вне асфальтированных дорог, предпочитают автомобили с одним из видов полного привода.

Логично предположить, что 4WD, по аналогии с моноприводными машинами, расшифровывается как «4 wheel drive» или четыре ведущих колеса. В российской традиции автомобилестроения эта надпись эквивалентна шильдику 4Х4. Этот тип полного привода также можно условно разделить на два вида:

С постоянным полным приводом, так называемый «Full time», это когда все четыре колеса крутятся постоянно;

Подключаемый полный привод, называемый «Part time», когда полный привод включается при необходимости вручную. Большинство внедорожников имеет именно подключаемый привод, так это позволяет существенно сэкономить на расходе топлива, повысить максимальную скорость и несколько упростить конструкцию машины.

И последний тип привода — AWD, что означает «all wheel drive» или все ведущие колёса. Казалось бы, это то же самое что и 4WD, только другими словами, но это не так. Автомобили с приводом AWD большую часть своей городской жизни переднеприводные, задняя ось у них подключается автоматически только в случае проскальзывания передних колёс, например, на мокром асфальте или в снегу. Водителям таких машин недоступны ни блокировки дифференциала, ни понижающая передача. Поэтому сравнивать их с внедорожниками некорректно, это, скорее, более усовершенствованная версия моноприводных автомобилей.

Фото с интернет-ресурсов

Производители современных автомобилей в попытках завлечь покупателя часто дают свои собственные имена широко распространенным, в общем-то, решениям. Все это в конечном итоге приводит к путанице и только обескураживает потенциальных клиентов автосалонов. Системы полного привода, применяемые сегодня, не стали исключением. Чтобы не потеряться в обилии терминов, нужно запомнить главное: полный привод бывает либо постоянным, либо подключаемым. Все остальное – это красивые слова и маркетинг.

Постоянный полный привод (full-time 4wd)

В системах постоянного полного привода крутящий момент передается на все колеса автомобиля всегда и вне зависимости от внешних условий. В качестве примера машины с постоянным полным приводом можно привести классический вездеход Land Rover Defender, Toyota Land Cruiser 80/100/105, отечественные Lada 4×4 (”старая” Нива) и Chevrolet Niva. Достоинством данной системы является то, что в любой момент времени каждое колесо автомобиля является ведущим, машина имеет стабильные характеристики управляемости на любых дорогах без ограничения по сцеплению, а при возникновении сложной ситуации автомобиль “готов” к ней заранее. Водителю остается лишь разумно использовать имеющийся в его распоряжении потенциал.

Недостатки данной системы являются логичным продолжением достоинств. Автомобиль с постоянной системой полного привода имеет более сложную с инженерной точки зрения трансмиссию. При движении по чистым дорогам общего пользования (а это основная часть пробега большинства машин) такие автомобили имеют больший расход топлива. Не каждый готов переплачивать за то, чем он пользуется не каждый день.

Подключаемый полный привод (part-time 4wd)

Данная система предполагает передвижение в обычных условиях в “недоприводном” режиме (т.е. с приводом только на передние или только на задние колеса) и включение полного привода только тогда, когда в нем действительно возникла необходимость – в грязи, в снегу, на льду, при движении по сильно пересеченной местности. Хрестоматийными представителями машин с системой подключаемого полного привода является отечественный УАЗ (вся линейка), Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero, Suzuki Jimny, большинство компактных пикапов итд. Классический part-time привод подразумевает включение полного привода вручную, когда водитель понимает, что в нем есть необходимость. Классический pert-time с ручным подключением полного привода не имеет межосевого дифференциала и ориентирован на использование в условиях бездорожья и невысокие скорости. Использование подобного типа привода на сухих покрытиях опасно, поскольку значительно снижает управляемость машины (особенно на поворотах) и создает значительные нагрузки на трансмиссию (т.н. “циркуляция мощности”), что ведет к ускоренному ее износу.

Дорожная обстановка часто складывается таким образом, что водитель не всегда может верно оценить ситуацию и своевременно переключиться в полноприводный режим. Развитие микропроцессорной техники и ее активное внедрение в автомобилестроение привело к возникновению трансмиссии с автоматически подключаемым полным приводом. Основная ее идея заключается в том, что электроника “следит” за дорожной ситуацией и автоматически задействует полный привод, когда он необходим, отключая его, как только такая необходимость исчезла.

Практически все современные кроссоверы и универсалы повышенной проходимости, а также вседорожники класса “люкс” имеют на вооружении систему подключаемого полного привода, управляемую электроникой.

Несмотря на всю привлекательность подобного решения оно имеет множество минусов. Полный привод, подразумевающий ручное подключение, как уже говорилось, не всегда может быть включен именно тогда, когда в нем действительно есть потребность. Здесь все зависит от опыта водителя, а опыт, как известно – сын ошибок трудных, и приобретается он либо после нескольких часов вытаскивания автомобиля из грязи или снега, либо (что печальнее) после ДТП, которого можно было избежать.

Главный же недостаток подключаемого привода, управляемого электроникой, заключается в том, что такая трансмиссия не рассчитана на длительную работу в полноприводном режиме. Это связано с конструктивными особенностями подобной системы и самой идеологией ее использования: подключить при возникновении опасной ситуации – выключить, как только опасность миновала. Элементы такой трансмиссии, отвечающие за передачу крутящего момента на подключаемые колеса, не рассчитаны на продолжительную эксплуатацию под нагрузкой (например несколько километров по глубокому снегу или грязи при активной пробуксовке).

В большинстве подобных систем применяются всевозможные вариации на тему многодисковой муфты – пакета дисков, прижимающихся друг к другу при активации полного привода и передающих крутящий момент на подключаемые колеса. При длительной работе под нагрузкой такие муфты сильно нагреваются, а при перегреве выходят из строя. Большая часть автоматических систем самостоятельно отключают полный привод, как только возникает опасность перегрева. Водитель в такой ситуации обнаруживает, что оказался в сложной ситуации без поддержки, на которую сильно рассчитывал. Особенно обидно, когда “умная” автоматика, спасая систему от перегрева, отключает вторые ведущие колеса в тот момент, когда останавливаться просто нельзя.

Особняком от перечисленных выше вариантов схемы part-time стоит трансмиссия SuperSelect, применяемая на автомобилях Mitsubishi Pajero и дорогих версиях пикапа L200, а также система Multi-Mode, применявшаяся в Toyota HiLux Surf и 4Runner. Эти трансмиссии позволяют двигаться как в “недоприводном” режиме для экономии топлива, так и в режиме постоянного полного привода без ущерба для управляемости и риска повредить трансмиссию. Фактически, это трансмиссия full-time 4wd, которую можно принудительно перевести в режим, при котором крутящий момент передается только на два колеса. Такие системы более сложны и дороги, чем традиционный part-time с ручным управлением и имеют в своем составе межосевой дифференциал, который может быть заблокирован при необходимости. На мой взгляд, это наилучшее из конструктивных решений трансмиссий part-time, которым может быть оснащен автомобиль для выездов подальше от цивилизации.

Резюме

Строго говоря, большая часть автомобилей, позиционируемых как полноприводные, на деле таковыми не являются. Сегодня подавляющее большинство продаваемых автомобилей, гордо носящих шильдик “4WD” – это кроссоверы, оснащенные системой подключаемого полного привода, управляемого электроникой. На таких машинах хорошо ездить по асфальту в гололед или после не очень сильного снегопада – электроника выручит, подключив полный привод в сложной ситуации. Но на серьезное бездорожье на таких машинах лучше не соваться, поскольку part-time c автоматическим подключением ориентирован в первую очередь на улучшение управляемости, а не проходимости.

Если проходимость автомобиля для вас играет существенное значение, но по каким-либо причинам вы не можете (или не хотите) приобрести машину с трансмиссией full-time 4wd, то наилучшим выбором будет трансмиссия part-time, допускающая ручное управление режимами. Еще лучше, если это будет система, подобная Super Select или Multi-Mode. Главное, в чем вам необходимо убедиться, это то, что трансмиссия выбираемого вами автомобиля допускает длительное передвижение в сложных условиях при включенном полном приводе.

Ищите где купить новый КАМАЗ? Посетите сайт kam16.ru — 11 лет на рынке, более 4000 довольных клиентов.

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.

Содержание

Первая редакция настоящей статьи была написана осенью 1992 года. Тогда, также как и сейчас, ощущался значительный недостаток информации об автомобилях с постоянным полным приводом и их отличиях от традиционных внедорожных автомобилей с отключаемым полным приводом . Предыдущие редакции статьи были дополнены информацией о последних разработках в этом направлении. Настоящая статья получила очень хорошие отзывы в сети Интернет.

Очень важно с самого начала определиться с терминологией поскольку для любого четырехколесного транспортного средства AWD и 4WD означают в общем одно и то же. Говоря обобщенно AWD подразумевает постоянный или автоматически подключаемый полный привод , а 4WD - полный привод, подключаемый и отключаемый вручную . В автомобильной индустрии эта терминология обычно соблюдается, но не во всех случаях. Так например новоиспеченные AWD Ford Tempo и Subaru Justy на самом деле являются автомобилями с ручным подключением полного привода, как и более ранняя Subaru GLs . Существует еще достаточно двусмысленный термин - полный привод, подключаемый при необходимости (on demand four wheel drive), который может означать либо автоматически подключаемый полный привод, либо полный привод, подключаемый и отключаемый вручную.

Автомобильная пресса несет на себе большую часть ответственности за путаницу в этом вопросе. Ошибки подобного рода встречаются довольно часто и вызваны неаккуратным использованием этих двух терминов.

В настоящей статье вышеупомянутые термины используются свободно. Там, где это необходимо вносятся дополнительные уточнения.

Дифференциалом называется набор шестерен, который распределяет крутящий момент приходящий от трансмиссии между двумя исходящими валами. У переднеприводных или заднеприводных автомобилей он позволяет обоим ведущим колесам вращаться с различными скоростями для того, чтобы автомобиль мог поворачивать без сопротивления.

Полноприводные системы постоянного действия должны иметь три дифференциала которые передают мощность ко всем четырем колесам и обеспечивают поворот без сопротивления - это передний, задний и центральный дифференциалы. Центральный дифференциал необходим, потому что расстояние, которое проходят в повороте передние поворачиваемые колеса не равно расстоянию, проходимому задними колесами.

Мощность отбираемая у коробки передач распределяется центральным дифференциалом между приводными валами идущими к переднему и заднему дифференциалам. Полноприводные системы с ручным подключением полного привода как правило не имеют центрального дифференциала поэтому их использование на сухой дороге связано с определенными неудобствами. Когда полный привод включен передняя и задняя ось связаны напрямую и будут вращаться с одинаковыми скоростями. Поэтому разница скоростей вращения между передними и задними колесами в повороте будет обеспечиваться за счет проскальзывания покрышек, что приводит к повышенному их износу.

Является основным камнем преткновения в технологии полного привода поскольку оказывает огромное влияние на поведение автомобиля на дороге. Если рассмотреть простейший пример AWD с тремя "свободными" дифференциалами, то становится ясно, что автомобиль может быть обездвижен при потере сцепления хотя бы одного из четырех колес. Особенностью простого "свободного" дифференциала является то, что он перераспределяет мощность в пользу оси, имеющей меньшее сопротивление. Таким образом если одно колесо теряет сцепление с дорогой вся развиваемая мощность передается на него. При этом полноприводный автомобиль имеет вдвое больше шансов потерять сцепление одного ведущего колеса с дорогой, чем автомобиль с приводом на одну ось. А поскольку использование полноприводного автомобиля предполагает более частую езду в плохих дорожных условиях для него становится очень важным наличие какой-либо блокировки дифференциалов. Все автомобили с постоянным полным приводом предлагающиеся на рынке сегодня такую блокировку имеют. Для лучшего понимания этой концепции стоит проследить эволюцию полноприводных систем с самого начала до современных высокотехнологичных образцов.

Audi был первым автопроизводителем, который успешно начал продавать автомобили с постоянным полным приводом под торговой маркой quattro с 1981 года в Европе и с 1983 года в США. (В США этот автомобиль более известен под именем Turbo quattro Coupe , а в мире под названием Ur quattro). Эти автомобили добились больших успехов в ралли, выиграли несколько титулов в мировых первенствах и поразили мир автомобильной промышленности поскольку до этого полноприводная схема никогда не ассоциировалась с высокими техническими характеристиками. Хотя еще в 1966 году появился Jensen FF с постоянным полным приводом и антиблокировочной системой тормозов он не имел коммерческого успеха и оставил Audi честь совершить технический переворот в общественном мнении и оставить свое имя в истории как родоначальника постоянного полного привода.

В восьмидесятых годах руководство Audi приняло решение оснастить полным приводом и присвоить имя quattro всей выпускаемой гамме моделей. Первое поколение quattro имело простые блокировки центрального и заднего дифференциалов, которые жестко блокировали один или оба дифференциала (не допуская разных скоростей вращения) для преодоления самых сложных дорожных ситуаций. Когда центральный дифференциал заблокирован, то для обездвиживания автомобиля необходимо, чтобы сцепление с дорогой потеряли одно переднее и одно заднее колесо. При двух заблокированных дифференциалах для обездвиживания необходима потеря сцепления уже трех - двух задних и одного переднего - колес. Блокировки на этих моделях Audi включались и выключались вручную, что было не очень удобно, поскольку требовало от водителя дополнительного внимания. Как выяснилось многое водители забывали выключать блокировки после преодоления трудных участков.

Дальнейшие разработки постоянного полного привода двигались в направлении автоматически блокируемых дифференциалов. Первой появилась вязкостная муфта (в дальнейшем - ВМ), в корпусе которой находилась специальная силиконовая жидкость, которая позволяла поддерживать небольшую разницу скоростей вращения между двумя осями, но увеличение проскальзывания приводило к резкому увеличению вязкости этой жидкости, которая блокировала муфту. Было изобретено два совершенно разных способа применения вискомуфты в полноприводной трансмиссии.

Некоторые производители использовали обычные дифференциалы в паре с ВМ, которая при необходимости автоматически блокировала дифференциал. Такая схема используется в трансмиссии современных Mitsubishi Eclipse GSX и полноприводных Subaru с ручной коробкой передач, а так же снятых с производства BMW325ix и полноприводной Toyota Celica turbo .

В процессе разработки полноприводной трансмиссии инженеры Audi тоже пытались использовать ВМ, но совершенно другим образом. В их схеме автоматически отключаемого полного привода ВМ использовалась вместо центрального дифференциала. В этом случае автомобиль в основном имеет передний привод и незначительная разница скоростей вращения между передней и задней осью в повороте корректируется работой ВМ. При проскальзывании колес передней оси разница скоростей вращения увеличивается до того момента, когда ВМ начинает передавать часть крутящего момента на заднюю ось и автомобиль становится полноприводным. Разница между этой схемой и предыдущей в том, что в первом случае мы имеем постоянный полный привод с автоматической блокировкой дифференциала, а во втором - автоматически включаемый и отключаемый полный привод.

Такая система никогда в последствии на использовалась в автомобилях Audi , но была взята на вооружение фирмой Volkswagen , которая выпустила на рынок полноприводную схему Syncro . Простота этой схемы привела к тому, что она использовалась большим количеством производителей в огромном диапазоне моделей - от минивэнов до такой экзотики, как современные Porsche 911 Turbo и Carrera 4 и Lamborghini Diablo VT (они, конечно имеют постоянный привод на задние колеса). Самая свежая версия полного привода от Volvo тоже построена по этой схеме с необычной примесью устройств ограниченного трения - система управления тягой (traction control) в передней оси и механический дифференциал ограниченного трения - в задней. Некоторые автомобильные издания нашли эту систему не совсем доведенной.

Следующим этапом было использование дифференциала Torsen (от TORque SENsing - чувствительный к моменту) в конструкции второго поклоения quattro. В конце семидесятых, в процессе разработки первой схемы quattro специалисты Audi даже вели переговоры с владельцем патента на ВМ - FF Development , но впоследствии схема с ВМ была отклонена по причинам, которые станут понятными дальше.Дифференциал Torsen был изобретен американской фирмой Gleason Сorp. , имел все достоинства ВМ и не имел ее недостатков. Это полностью механическое устройство, работа которого основана на принципе червячной передачи, а подробное описание выходит за рамки настоящей статьи. Однако его характеристики достаточно интересны. В нормальных условиях Torsen распределяет крутящий момент в пропорции 50:50. Но если колеса одной из осей начнут проскальзывать момент начнет перераспределяться в пользу оси, колеса которой имеют лучшее сцепление с дорогой, другими словами работа дифференциала Torsen прямо противоположна работе обычного дифференциала. Максимальное достижимое перераспределение момента - 80:20 в зависимости от шага червячной передачи. А поскольку конструкция Torsen полностью механическая процесс блокировки происходит моментально в отличие от ВМ, которой нужно некоторое время, пока жидкость "схватится". Поэтому Torsen более чувствителен к пробуксовке, чем ВМ. Процесс блокировки Torsen имеет более прогрессивную характеристику. (Инженеры Porsche отказались от ВМ в трансмиссии 964 Carrera 4 потому, что ВМ имеет экспоненциальную, а не линейную характеристику блокировки, чем объясняется ее худшая управляемость).

Еще более важным преимуществом Torsen является то, что он не блокируется и не пытается выровнять разности скоростей при торможении позволяя всем четырем колесам вращаться независимо при отсутствии тяги. Torsen блокируется только под тягой в то время, как ВМ и под тягой и при ее отсутствии. Torsen реагирует на крутящий момент, в то время как ВМ на обороты.

Реакция ВМ на обороты вызывает много инженерных проблем. Антиблокировочная система тормозов, например, определяет начало блокировки одного из колес по разнице скоростей вращения всех четырех колес. Наличие в трансмиссии механизма, который пытается выровнять скорости вращения всех четырех колес создает серьезные проблемы для АБС.

Для преодоления этой проблемы инженеры вынуждены идти на разные ограничения. Специалисты Mitsubishi отложили внедрение АБС на первом поколении модели GSX , а в дальнейшем АБС и ВМ в заднем дифференциале ограниченного трения стали взаимоисключающими опциями. В системе VW Syncro полный привод при нажатии на педаль тормоза просто отключался посредством второго сцепления. Подобную же особенность имеет большинство других автомобилей использующих схожую схему с ВМ. Доходило даже до того, что управляющий компьютер победителя мирового чемпионата по ралли Lancia Delta Integrale увеличивал крутящий момент двигателя, чтобы уменьшить сопротивление ВМ при торможении. В самых примитивных системах использовалась обгонная муфта. В результате с одной стороны при торможении полный привод отключался, с другой - он не работал при движении задним ходом.

Самым простым способом уменьшения сопротивления ВМ было уменьшение эффективной вязкости жидкости. Это в свою очередь означает, что уменьшится эффективность блокировки ВМ, что в принципе приемлемо для автомобилей, эксплуатирующихся преимущественно в нормальных дорожных условиях. В общем привлекательность ВМ не в ее высоких характеристиках, а в простоте и дешевизне.

В конце восьмидесятых Porsche и Mercedes вывели на рынок системы полного привода различавшиеся по своей степени сложности. Система 4Matic фирмы Mercedes использовала датчики АБС для определения проскальзывания колес. На нормальном сухом покрытии Mercedes был нормальным заднеприводным автомобилем. Когда сенсоры АБС определяли начало скольжения колес задней оси они выдавали на управляющий процессор сигнал заблокировать гидравлическую многодисковую муфту, передающую тягу на переднюю ось. Степень блокировки изменялась процессором по прогрессивной характеристике. Когда процессор определял необходимость в еще больших сцепных качествах он посылал управляющий сигнал на вторую муфту, блокирующую задний дифференциал. При нажатии на педаль тормоза обе муфты разъединялись одновременно для того, чтобы обеспечить песперебойную работу АБС.

Таким образом Mercedes 4Matic представляет собой систему автоматически подключаемого полного привода. Причина, по которой Mercedes пошел на разработку такой сложной системы заключалась по словам представителей фирмы в том, что они не хотели отпугнуть своих почитателей постоянным полным приводом, который по причине передачи части крутящего момента на переднюю ось может "изменить традиционное ощущение от управления Mercedes". Можно также предположить что Mercedes не мог себе позволить использовать более простую схему, чем Audi , которая на рынке занимает более низкую позицию. Практически же система 4Matic работала не лучше и не хуже других систем постоянного полного привода, но ее стоимость и сложность снижали ее привлекательность. Сейчас Mercedes отказался от такой системы и новые полноприводные машины, включая перспективный M класс оборудуются постоянным полным приводом. А система, подобная первой версии 4Matic нашла свое применение на автомобиле Nissan Skyline GTR .

Инженеры Porsche использовали в конструкции модели 959 подобную Mercedes (но иным способом реализованную) схему с дополнительными муфтами, где центральный дифференциал (в общем то просто гидравлическая муфта) был заблокирован постоянно, и разблокировался только для облегчения парковки. Распределение момента у Porsche 959 изменялось в зависимости от нагрузки и дорожных условий при помощи переменной степени блокировки муфты с прогрессивной характеристикой. В этой системе в отличие от всех других схем полного привода распределение момента не зависело от проскальзывания ведущих колес. В любой другой системе полного привода момент распределяется в постоянной пропорции до тех пор пока не наступает проскальзывание колес, после чего различные механизмы ограниченного трения изменяют эту пропорцию. В Porsche 959 компьютер системы полного привода получал информацию из многих источников, включая положение заслонки, угол поворота руля, ускорения и даже датчика давления турбонаддува. При движении по прямой с максимальным ускорением система отдавала до 80% тяги на задние колеса (при нормальном распределении 40% впереди 60% сзади) даже если все четыре колеса вращались с одинаковой скоростью. Эта система была наиболее сложной и изощренной среди всех когда либо сконструированных систем полного привода.

После 959 пришла модель 964 , которая была представлена в 1989 году как 911 Carrera 4 . Представители Porsche заявляли, что ее система полного привода была дальнейшим развитием системы, применявшейся в 959 и соответственно более передовой. Но на самом деле это была система с постоянным раздаточным соотношением, такая же как все остальные, с компьютерным управлением муфтами, используемыми в качестве устройств ограниченного трения. Изюминкой этой системы было то, что совместное использование датчиков скорости и ускорения и управляемой компьютером блокировки заднего дифференциала было призвано предотвращать свойственную 911 модели чрезмерную избыточную поворачиваемость при добавлении газа в повороте. Когда компьютер определял неминуемость заноса задней оси задний дифференциал начинал блокироваться. Таким образом благодаря использованию системы полного привода с "умными" дифференциалами инженерам Porsche удалось превратить бенгальского тигра в котенка. В общем то это и было главной причиной внедрения системы полного привода в конструкцию 911 , поскольку Porsche 911 с ее распределением веса в пользу задней ведущей оси не очень то нуждалась в увеличении сцепления.

В 1993 году инженеры Porsche представили совершенно новую конструкцию задней подвески для модели 911 . Заднеприводная версия стала вполне управляемой и необходимость сложной компьютеризованной системы полного привода отпала. Полноприводная версия этой машины (модель 993 ) имеет более простую, легкую и дешевую автоматически подключаемую систему полного привода с ВМ, похожую на ту, которая используется в VW Golf Syncro и большинстве минивэнов. Тем не менее "умный" задний дифференциал, который победил чрезмерную избыточную поворачиваемость этой машины был сохранен для подавления любых рецидивов этой особенности. Новый Porsche 911 (996) С4 с двигателем водяного охлаждения оборудован почти такой же системой, как та, что использовалась на 993 C4 , но с дополнительной системой обеспечения устойчивости, управляемой компьютером. Это несколько разочаровывающая ситуация, в которой Porsche - некогда беспорный лидер в этом вопросе до сих пор оборудует свои полноприводные версии вязкостной муфтой, в то время как многие другие - VW Golf 4Motion и Jeep Grand Cherokee 1999 модельного года, например, перешли к более продвинутым системам.

Subaru так же заслуживает особого упоминания в этой статье, поскольку в трансмиссии моделей Legacy и Impreza (включая и Outback) с автоматической коробкой передач используется система полного привода с микропроцессорным управлением подобная Mercedes 4Matic , Audi A8/V8 с АКПП и ранним моделям Porsche . Использование такой сложной системы, которая к тому же хорошо себя зарекомендовала, в относительно недорогих автомобилях действительно впечатляет. В последнее время и другие автопроизводители приняли подобные системы на вооружение. Honda CR-V , VW Golf 4Motion 1999 модельного года и автомобили, построенные, как Audi TT , на его платформе оборудованы концептуально схожими полноприводными трансмиссиями.

В трансмиссии Audi V8 и A8 с АКПП также используется управляемая микропроцессором муфта, которая блокирует центральный дифференциал подобно описанным выше системам. Одной из причин использования такой схемы является то, что АКПП предоставляет готовый источник гидрожидкости под давлением, которая необходима для блокировки муфты. Эта система представляет собой первый успешный опыт Audi по совмещению автоматической трансмиссии с полноприводной схемой quattro. За исключением Audi A8 современные модели quattro с АКПП используют центральный дифференциал Torsen .

Несмотря на все технологическое разнообразие в восьмидесятых годах полноприводные автомобили в конечном итоге не оправдали себя в коммерческом плане и оставили сегмент рынка в котором прочно укрепились только Audi и Subaru . В конце восьмидесятых годов любой крупный автопроизводитель предлагал полноприводные версии своих автомобилей, что можно объяснить просто тогдашней модой. С тех пор многие из них переключились на производство высокоприбыльных автомобилей для активного отдыха (SUV - Sport Utility Vehicles). И была придумана более простая и дешевая альтернатива AWD .

Все АБС имеют датчики на двух или всех колесах, для определения разницы их скоростей вращения, чтобы компьютер мог вмешаться и ослабить тормозное усилие на заблокированном колесе. При помощи несложного расширения системы ее можно заставить притормозить проскальзывающее колесо и таким образом перераспределить тягу в пользу колеса с лучшим сцеплением. Более сложные системы могут уменьшить мощность двигателя, чтобы более эффективно препятствовать проскальзыванию ведущих колес. В общем системы управления тягой представляют из себя оптимизацию привода колес одной оси с использованием технологии АБС.

Современная версия Audi quattro четвертого поколения использует полный привод совместно с управлением тягой всех четырех колес. В нормальных условиях тяга распределяется между осями в соотношении 50:50 при помощи центрального дифференциала Torsen , который обеспечивает ограниченное проскальзывание между осями. Система управления тягой обеспечивает ограниченное проскальзывание между колесами одной оси. Таким образом, впервые в схеме quattro , автомобиль должен потерять сцепление всех четырех колес с дорогой для того, чтобы лишиться подвижности.

Предыдущее поколение quattro имело центральный дифференциал Torsen и ручную блокировку заднего дифференциала, которая автоматически отключалась при скоростях движения выше 15 миль/ час, чтобы помочь забывчивому водителю. Audi V8 quattro имела задний дифференциал Torsen и управляемую микропроцессором муфту (АКПП) либо Torsen (ручная КПП) в качестве центрального дифференциала.

Новый Mercedes ML320 (также, как и ML430 ) использует относительно простой вариант трансмиссии с тремя свободными дифференциалами и управлением тягой на всех четырех колесах. Такой вариант был подвергнут критике из разных источников, как неудовлетворительный. Главным недостатком полного привода на M классе является то, что тормозная система подвергается чрезмерным нагрузкам в сложных дорожных условиях. Инженеры фирмы Zexel рассчитали, что при использовании в этой системе центрального дифференциала Torsen, который будет действовать до начала проскальзывания колес использование тормозов системой контроля тяги снизится на более чем на 50%. Эти данные свидетельствуют, что Mercedes зашел слишком далеко в попытках снизить стоимость трансмиссии путем исключения из центрального дифференциала механизма чувствительного к моменту или устройства ограниченного трения.

Вопрос о распределении момента всегда был слегка запутанным. В общем распределение момента между осями в условиях, когда ни одно из колес не проскальзывает, остается постоянным у всех автомобилей с полным приводом (за исключением Porsche 959 ). Для автомобилей с постоянным полным приводом наиболее распространенным отношением является 50:50, хотя бывают и варианты 30+% - на переднюю ось, 60+% - на заднюю. Вторая пропорция обычно применяется на автомобилях, которые изначально были заднеприводными, в то время, как первая - на автомобилях изначально переднеприводных.

Для систем с подключаемым полным приводом с ВМ распределение момента обычно выбирается как 95% - на переднюю ось, 5% - на заднюю. В связи с этим существует мнение, что постоянно имея 5% крутящего момента на задней оси такие системы должны рассматриваться, как системы с постоянным полным приводом. Вне зависимости от весомости этого аргумента фактом является то, что основной причиной передачи части крутящего момента на заднюю ось является желание обеспечить некоторое скольжение в ВМ и тем самым поддерживать ее в состоянии начала блокировки, для того, что бы минимизировать ее "задумчивость" при начале скольжения передних колес. При такой схеме ВМ всегда "думает", что передние колеса слегка проскальзывают относительно задних, даже если все колеса вращаются с одинаковой скоростью, что достигается слегка различными отношениями главной передачи для передних и задних колес.

Стандартная идея о скольжении предполагает сценарий, когда одно или более колес проскальзывает при движении автомобиля на скользком покрытии. Существует тем не менее еще одна ситуация, которую нужно принимать во внимание, говоря о скольжении. Вспомним, что передние колеса в повороте проходят большее расстояние, чем задние. Таким образом устройству, ограничевающему трение в центральном дифференциале "кажется", что передние колеса проскальзывают по отношению к задним и это устройство перераспределяет момент в пользу задней оси. Для машин с большей долей веса, приходящейся на переднюю ось, как, например, Audi этот эффект позволяет увеличить поворачивающую силу на передних колесах. Такая небольшая оптимизация распределения момента позволяет Audi значительно уменьшить недостаточную поворачиваемость присущую Audi quattro первого поколения.

Рассмотрим Mercedes ML 320 где используется свободный центральный дифференциал и система контроля тяги на всех четырех колесах. Когда перед или зад полностью потеряют сцепление с дорогой система перебросит весь момент на другую сторону. Теоретически, если поднять заднюю часть автомобиля домкратом, то система передаст 100% крутящего момента на переднюю ось, превращая автомобиль в переднеприводный и наоборот. В действительности, поскольку контроль тяги просто повышает давление в соответствующем тормозном контуре, а не блокирует колесо полностью, на переднюю соь будет передаваться меньше, чем 100% момента.

Но самое главное - запомнить, что указанное для этого автомобиля распределение момента 37:63 в пользу задней оси действует только тогда, когда ни одно из колес не проскальзывает. В приведенном выше примере с поддомкрачиванием одной из осей система AWD с любым типом блокировки может теоретически изменить перераспределение момента с 50:50 (или любого другого) до 0:100 или 100:0 в зависимости от того, насколько полно осуществляется блокировка. Mercedes не указывает коэффициент блокировки, который обеспечивает система контроля тяги, поэтому невозможно сказать каков реальный диапазон перераспределения момента в предельных условиях. Системы с ручным подключением полного привода без центрального дифференциала, так же как и первые системы постоянного полного привода с ручными блокировками имеют диапазон распределения момента от 100:0 до 0:100. Эти экстремальные значения также означают, что между осями не допускается разницы скоростей, вот почему большинство современных систем никогда не достигают 100% перераспределения тяги. Коэффициент блокировки 80% позволит беспрепятственно обеспечить небольшую разницу скоростей между осями.

В случае, если система имеет полную блокировку центрального дифференциала это приводит к тому, что каждая ось должна иметь запас прочности, чтобы передать все 100% мощности, выдаваемой двигателем, хотя большую часть времени они не будут загружены более, чем на 50%. Это приводит к практически неубиенной трансмиссии срок службы которой может намного превысить срок службы автомобиля. Негативной стороной этой особенности является то, что удвоение вращающихся масс приводит к снижению разгонных показателей автомобиля, что становится особенно заметным для автомобилей с АКПП, так как они обычно имеют более высокую первую передачу.

Новейшие тенденции в развитии динамики автомобилей - использование систем управления курсовой устойчивостью, которые, используя уже существующее оборудование АБС и полного привода с микропроцессорным управлением, помогают оптимизировать сцепление автомобиля с поверхностью. Наиболее современные системы полного привода умеют изменять распределение мощности в соответствии со сцепными свойствами каждого из колес, что приводит к очень безопасному нейтральному поведению автомобиля при выходе из поворота под тягой. В то же время эти системы не работают, если водитель полностью отпустил педаль газа в повороте.

Вспомним, что Porsche победили подобную ситуацию используя задний дифференциал с прогрессивной блокировкой. В дополнение к этому новейшая 996 Carrera 4 умеет выборочно подтормаживать отдельные колеса, когда автомобиль управляется на пределе своих возможностей. К примеру для корректировки заноса задней оси подтормаживается внутреннее заднее колесо, а при сносе передней оси - внешнее переднее. Это происходит независимо от желания водителя. Такие системы уже стали появляться и на других более дорогих автомобилях и, несомненно, со временем станут такими же распространенными, как и АБС.

Многие потенциальные покупатели полноприводных автомобилей интересуются приводит ли большее количество "железа" к большим проблемам или значительному повышению расхода топлива. Мировая практика показывает, что системы постоянного полного привода не приносят никаких специфических проблем. Вероятность отказа дополнительных приводных валов и шестерен не более вероятности того, что восьмицилиндровый двигатель откажет только потому, что в нем в два раза больше цилиндров, чем в четырехцилиндровом. Это неплохая аналогия, потому что при распределении тяги между четырьмя колесами нагрузки на трансмиссию меньше.

Те схемы, которые основаны на использовании датчиков АБС для блокировки диффернциалов будут страдать от технических проблем не более, чем любой другой автомобиль оснащенный АБС.

На самом деле недоверие к постоянному полному приводу вызвано использованием автомобилей с ручным подключением полного привода, где делаются постоянные попытки упростить этот процесс при помощи различных автоматически блокирующихся ступиц и/ или разных дополнительных приспособлений. Системы постоянного полного привода проще по конструкции поскольку в нет необходимости в этих "упрощающих" приспособлениях и всех деталях, связанных с ними.

Обвинения в том, что автомобили с полным приводом расходуют много горючего справедливы только по отношению к системам с ручным подключением полного привода. Системы с постоянным полным приводом и центральным дифференциалом в отличие от систем с подключаемым полным приводом не приводят к чрезмерной деформации покрышек при повороте. Более того исследования Audi показали, что потери на сопротивление качению у автомобиля с приводом на одну ось превосходят потери вызванные большим весом и инерцией автомобилей с постоянным полным приводом.

Использование в трансмиссии автомобиля ручного включения полного привода приводит к значительным трудностям в настройке подвески. Для автомобилей с управляемыми передними колесами передние колеса в повороте должны проходить большее расстояние, чем задние. Из-за отсутствия центрального дифференциала задние колеса должны проскальзывать для выравнивания скоростей вращения и таким образом частично теряют сцепление с дорогой в повороте. При этом автомобиль получает излишнюю поворачиваемость, что для среднестатистического водителя не является безопасным. Для корректировки этого передним колесам придается большой положительный угол развала. В результате передние колеса имеют меньшее пятно контакта с дорогой и соответственно меньшее сцепление в повороте. И все это только для того, чтобы обеспечить автомобилю нейтральную поворачиваемость при включенном полном приводе. Когда полный привод отключен, что в общем-то является более частой ситуацией, автомобиль приобретает значительную недостаточную поворачиваемость, поскольку тенденция к проскальзыванию задних колес в повороте уменьшается. АБС в режиме полного привода, когда она бывает очень нужна, тоже будет отключена.

Нет необходимости приводить дополнительные аргументы, чтобы понять, что подключаемый вручную полный привод имеет массу недостатков по сравнению с постоянным или автоматически подключаемым полным приводом, которые способны динамически перераспределять тягу между осями в зависимости от того, какая из них имеет худшее сцепление с дорогой. Системы постоянного и автоматически подключаемого полного привода полностью предсказуемы и могут быть настроены под каждый конкретный автомобиль для достижения максимального эффекта.

Средний потребитель обычно имеет тенденцию недооценивать необходимость высокой управляеости. Выражение "Я не собираюсь участвовать в гонках на моей машине" можно услышать довольно часто. Тем не менее, если оценивать автомобиль, как средство передвижения нельзя не оценить его управляемость. Автомобиль с хорошей управляемостью, такой как перечисленные выше полноприводные модели, снижает трудность прохождения поворотов, делает этот процесс более предсказуемым. При этом среднестатистический водитель будет чувствовать себя более комфортабельно и уверенно, будет меньше снижать скорость при прохождении поворотов, что приведет к меньшим потерям крутящего момента и в свою очередь меньшим потерям энергии на очередное ускорение автомобиля. Другими словами такой автомобиль будет более энергетически эффективным. К сожалению такая точка зрения вообще никогда не рассматривается при обсуждении достоинств тех или иных схем.

К несчастью до сих пор нередко посредственные системы с ручным подключением полного привода используются в современных автомобилях для активного отдыха, что отнюдь не соответствует их высокой цене. С концептуальной точки зрения ничего не препятствует этим машинам иметь постоянный полный привод. По мнению автора основными причинами отсутствия прогресса на рынке малых грузовиков и автомобилей для активного отдыха являеюся безразличие к потребителю и отсутствие критики со стороны средств массовой информации.

Утверждение о том, что системы постоянного полного привода не способны работать в тяжелых внедорожных условиях так же успешно, как и устаревшие системы с отключаемым полным приводом далеко от истины. Range Rover к примеру начал оборудовать свои автомобили постоянным полным приводом с центральным дифференциалом с первой машины сошедшей с конвейера в 1976 году. И в трансмиссии военного Hummer вместо жесткого соединения осей используется Torsen дифференциал. Как известно внедорожные способности этих автомобилей не вызывают никаких сомнений.

Отдельно должен быть упомянут Jeep Grand Cherokee 1999 модельного года, который стал первым из производимых большой серией автомобилей для активного отдыха с намного более современной системой полного привода, чем имеют большинство его собратьев. Все три дифференциала Grand Cherokee имеют прогрессивную блокировку с гидравлическим приводом в результате чего трансмиссия этого автомобиля может передать весь крутящий момент к одному колесу, которое имеет наилучшее сцепление с дорогой. К сожалению эта очень современная система полного привода предлагается только, как опция и покупатели, которые сомневаются или не доверяют достижениям технологии могут купить автомобиль с обычной системой 4WD/AWD , которая не обязательно будет надежнее из-за большого количества выбираемых опций.

Audi и Subaru продолжают успешно завоевывать рынок со своими полноприводными моделями и активно участвуют в автоспортивных состязаниях, подтверждая правильность выбранного пути. В прошлогодней серии чемпионата кузовных автомобилей Audi A4 quattro добились больших успехов по сравнению с автомобилями с приводом на одну ось даже несмотря на весовые пенальти. В чемпионате мира по ралли успешно выступает Subaru Impreza Turbo . Mitsubishi Eclipse GSX не достигла большого успеха на рынке из-за того, что подавляющее большинство покупателей предпочли переднеприводную версию. Фанаты Porsche наоборот предпочитают полноприводной заднеприводную версию 911 .

Благодаря успеху автомобилей для активного отдыха рынок полноприводных автомобилей с высокими техническими характеристиками будет оставаться небольшим. Можно только надеяться, что конкуренция все-таки заставит производителей автомобилей для активного отдыха выйти на новый уровень технологии постоянного полного привода. Эта тенденция уже проявляется, правда не так быстро, как хотелось бы.

Новостью, взволновавшей всех любителей Audi стало то, что последняя модификация VW Passat базируется на механике Audi A4 . Поскольку для Passat используется удлиненная платформа A4 экономически более выгодным стало использование системы quattro для полноприводной версии VW вместо разработки оригинальной платформы с использованием системы Syncro . Таким образом Syncro из отдельной системы превращается просто в термин, выделяющий полноприводный VW Passat из ряда его собратьев с приводом на одну ось. Впрочем это не первый случай в истории двух фирм, когда VW использует механику quattro . В середине восьмидесятых в США продавался VW Quantum Syncro , который не только базировался на платформе Audi 4000 CS quattro , но и был оборудован специфичным для Audi пятицилиндровым двигателем, установленным продольно перед передней осью.

Для моделей 1999 модельного года VW изменил систему полного привода. Вместо ВМ в ней теперь будет использоваться управляемая компьютером муфта, разработанная шведской компанией Haldex. Одним из преимуществ такой системы будет ее упрощение, поскольку исчезает необходимость в дополнительном механизме, отключающем полный привод при торможении. Также становится возможным более точное распределение момента и больший диапазон распределения момента между передней и задней осями. "Братья" полноприводного VW Golf IV (получившего новое имя "Golf 4Motion ") по платформе - Audi TT и Audi A3 quattro будут оборудованы такой же системой, которая, тем не менее, остается системой полного привода с автоматическим подключением. Таким образом название quattro , которое долгое время имело специфическое значение теперь размывается в угоду маркетинговой целесообразности, что приведет к серьезной путанице в терминологии.

Усугубляя эту путаницу Subaru в течение долгого времени оборудует диаметрально различными системами одну и ту же модель в зависимости от типа трансмиссии. В моделях Legacy и Impresa с ручной КПП используется система постоянного полного привода с разделением тяги между осями 50-50 и ВМ. В некоторых моделях с АКПП используется автоматически подключаемая система с микропроцессорным управлением, а в ряде случаев и система постоянного полного привода с неравным распределением момента и микропроцессорным управлением блокировкой.

Mitsubishi продолжает продавать свою полноприводную модель GSX с дифференциалом ограниченного трения в задней оси и, одновременно, АБС, даже несмотря на то, что относительно низкие объемы продаж означают, что эта модель далека от прибыльности. Вообще новые технологии в системах АБС привели к тому, что появилась возможность их мирного сосуществования с ВМ. К примеру Porsche имеет разные спецификации АБС в зависимости от того какой привод имеет автомобиль.

Избегайте автомобилей с системами полного привода, подключаемыми вручную вне зависимости от отсутствия или наличия любых "упрощающих" устройств.
Избегайте гибридных систем с ручным переключением режимов постоянный/подключаемый полный привод.
Автор рекомендует системы с постоянным или автоматически подключаемым полным приводом, которые превосходят все остальные с инженерной точки зрения.
Большим плюсом является наличие дифференциала ограниченного трения в заднем приводе или системы управления тягой на 4-х колесах.

All wheel drive high performance handbook, Jay Lamm, Motorbooks International, 1990
"Four-father" Interview with Jorg Benzinger (Audi chief chassis engineer) Performance Car magazine March 1986, AGB Specialist Publications
"Four sight" Interview with Friedrich Bezner (Porsche 964 project engineer) Performance Car magazine March 1989, AGB Specialist Publications
"Inner vision" Interview with Fritz Naumann (Audi head of general vehicle development) Performance Car magazine March 1989, AGB Specialist Publications
"Traction and Handling Safety Synergy of Combined Torsen Differential and Electronic Traction Control", R Platteau, B Guidoni, P Sacchettint, R Jesson, Paper presented in Autotech 95 C498/30/144

КАТЕГОРИИ