Що краще повний привід, передній чи задній
Зміст
Приводом в автомобілі називається передача моменту, що крутить, від двигуна на будь-яке колесо, яке після цього стає провідним. Відповідно до цього, всі транспортні засоби починають мати таку важливу характеристику, як колісна формула, де перша цифра означає загальну кількість коліс, а друга – число ведучих.
Але в цьому понятті не відображається інша важлива властивість автомобільного шасі, які осі є провідними при неповному приводі, задні чи передні? Хоча для повнопривідних машин 4х4 або навіть 6х6 це значення не має.
Що таке повний привід, відмінності від заднього та переднього
Кожен тип має свої переваги та недоліки, тому вони поки що існують у відносній рівновазі. З теоретичної точки зору передньо-або задньопривідний автомобіль виходить з повнопривідного простим винятком деталей трансмісії, які передають тягове зусилля до тих чи інших коліс. Насправді у техніці так легко не виходить.
Обов'язковим вузлом повнопривідного автомобіля є роздавальна коробка або роздатка, яка розподіляє момент, що крутить, по осях.
У моноприводних машинах вона не потрібна, але просто виключити її не вдасться, роздатка інтегрована в загальну схему силового агрегату, тому перекомпонування підлягає весь автомобіль.
Як і в протилежному випадку, якщо в лінійку вихідно, наприклад, передньопривідних автомобілів однієї моделі додається повнопривідна модифікація, то це спричинить великі ускладнення.
Дуже багато виробників навіть не намагаються додавати версію 4×4 у комплектаціях своїх хетчбеків та седанів, обмежуючись збільшенням кліренсу та пластиковим обважуванням для крос-модифікацій.
Це стосується і загального компонування. Історично вже склалося, що в передньопривідних машинах силовий агрегат розташовується поперек моторного відсіку, коробка передач забезпечена двома валами з шарнірами рівних кутових швидкостей (ШРУС), що йдуть до передніх коліс, що одночасно ведуть і керується.
Для заднього приводу навпаки, мотор з коробкою розташовані вздовж осі автомобіля, далі йде карданний вал до заднього мосту. Повний привід може бути реалізований з різним рівнем складності в обох випадках.
Пристрій і принцип роботи
Для передачі моменту, що крутить, використовується набір вузлів і агрегатів, що утворюють трансмісію.
У неї входять:
- коробка передач (КПП), що відповідає зміни загального передавального числа, тобто відношення швидкості обертання валу двигуна до оборотів провідних коліс;
- роздавальна коробка, що ділить момент, що крутить, в заданому співвідношенні (не обов'язково порівну) між провідними осями;
- карданні передачі із ШРУС або шарнірами Гука (хрестовинами), що передають обертання на відстані під змінними кутами;
- редуктори провідних мостів, що додатково змінюють швидкість обертання та напрямок передачі моменту;
- півосі, що з'єднують редуктори зі маточами коліс.
Як уже згадувалося, із загальної множини схем виділилися дві основні, характерні для поперечних і поздовжніх силових агрегатів.
- У першому випадку роздатка кріпиться збоку до коробки передач, її ще називають кутовим редуктором. З компоновочних міркувань через неї пропускається вал приводу однієї з передніх коліс, тут же шестерні парою з гіпоїдним зачепленням знімається момент на задній міст, для чого обертання розвертається на 90 градусів і надходить до карданного валу, що йде вздовж автомобіля.
- Для другого випадку характерне розміщення роздавання однією осі з вторинним валом КПП. Карданний вал до задніх коліс розташований співвісно з первинним валом роздавальної коробки, а передні підключені через таку саму карданну передачу, але з розворотом моменту на 180 градусів і зміщенням вниз або вбік.
Роздатка може бути досить простою, відповідаючи тільки за розгалуження моменту, або складною, коли для підвищення прохідності або керованості до неї вводяться додаткові функції:
- демультиплікатор, тобто підвищує передача для множення моменту, що крутить, на бездоріжжі;
- міжосьовий диференціал, що розподіляє момент у заданій пропорції;
- електромагнітні фрикційні муфти, які є виконавчими пристроями у системі автоматичного управління можливостями трансмісії;
- вали відбору потужності до додаткових пристроїв.
Редуктори провідних мостів машин 4×4 також можуть бути ускладнені наявністю керованих диференціалів або електронних муфт. Аж до примусових блокувань та роздільного керування колесами однієї осі.
Види повного приводу
У різних режимах руху дуже корисно перерозподіляти момент, що крутить, між колесами для підвищення економічності з одного боку, і прохідності з керованістю з іншого. При цьому чим трансмісія виявляється складнішою, тим вона дорожче обходиться, тому на різних типах та класах машин використовуються різні схеми приводу.
постійний
Найбільш логічним буде використання повного приводу завжди і за всіх дорожніх умов. Це забезпечить передбачуваність реакцій та постійну готовність машини до будь-яких змін ситуації. Але це досить дорого, потребує додаткових витрат палива та не завжди виправдано.
Класична схема постійного повного приводу (ППП) у всій її простоті використана на старому радянському автомобілі Нива. Поздовжній двигун, потім коробка, до неї через короткий карданний вал приєднана шестерня роздатка, звідки і відходять два вали до переднього і заднього мостів.
Для забезпечення можливості обертання передніх та задніх коліс з різною швидкістю, що важливо на сухому асфальті в поворотах, у роздаванні стоїть міжосьовий вільний диференціал, який можна заблокувати, щоб мати на бездоріжжі хоча б два провідні колеса при пробуксуванні двох інших.
Там є демультиплікатор, що збільшує тягу приблизно вдвічі з таким же зниженням швидкості, що дуже допомагає відносно слабкому двигуну.
Момент на провідних колесах є завжди, поки що одне з них не забуксує. У цьому є основна перевага такого типу трансмісії. Не треба думати про її мобілізацію вручну чи створювати складну автоматику.
Звичайно, однією Нивою застосування ППП не обмежується. Його використовують на безлічі дорогих машин преміального сегмента. Там, де ціна питання не має особливого значення.
У цьому забезпечують трансмісію масою додаткового електронного сервісу, переважно поліпшення керованості при надлишку потужності, схема це дозволяє.
Автоматичний
Підключення додаткового ведучого мосту автоматикою має безліч виконань, можна виділити дві конкретні схеми, що застосовується на БМВ та багатьох інших преміумах та типову для масових кросоверів муфту у приводі задніх коліс.
У першому випадку все покладається на фрикціони у роздаванні з електронним приводом. Затискаючи або розпускаючи цю муфту, що працює в маслі, можна в широких межах змінювати розподіл моментів по осях.
Зазвичай при старті з потужним двигуном, коли основні провідні задні колеса починають пробуксовувати, їм на допомогу підключаються передні. Існують і інші алгоритми перерозподілу, вони зашиті в пам'яті блоків, що управляють, зчитують показання численних датчиків.
Другий випадок схожий, але основні колеса передні, а задні підключаються короткочасно через муфту між карданним валом та редуктором мосту.
Муфта швидко перегрівається, але довгої роботи від неї і не чекають, просто іноді треба трохи підштовхнути машину через задній міст на слизькій дорозі або в складному повороті. Так побудовані майже всі кросовери у модифікації 4×4.
примусовий
Найпростіший і найдешевший тип повного приводу, використовується в утилітарних позашляховиках, чиє постійне місце роботи знаходиться поза асфальтом. Постійно провідним мостом служить задній, а за потреби водій може увімкнути передній, жорстко, без диференціала.
Тому на твердому покритті машина повинна бути задньопривідною, інакше трансмісія буде пошкоджена. Зате такі машини мають великий запас міцності, прості та недорогі у ремонті.
Такі модифікації мають і багато імпортних пікапів і позашляховиків, іноді дорогі і складні в більш просунутих опціональних версіях приводу.
Плюси та мінуси 4WD (4×4)
Мінус, власне, один – ціна питання. Але проявляється це у всьому:
- спочатку автомобіль складніше, тому дорогий при покупці;
- частіше вимагає ремонту, що більше техніки, то нижча надійність;
- через додаткові деталі, що обертаються, вища витрата палива;
- збільшується маса, що впливає на динаміку та економічність;
- зростають складності в компонуванні агрегатів, що позначається на складності обслуговування.
Все інше – переваги:
- ідеальна прохідність, всі колеса навантажені моментом, що крутить;
- машина краще управляється рахунок додаткового вектора тяги на керованої осі;
- покращена динаміка на слизькій дорозі, шини рідше пробуксовують;
- перерозподіл тяги дозволяє знизити вимоги до міцності деталей;
- Найбільш рівномірно зношується гума протекторів шин.
Все це дозволяє широко використовувати повний привід на потужних і дорогих машинах, де добавка до ціни не така істотна.
Як правильно їздити на машині з повним приводом
Щоб реалізувати всі можливості повного приводу, треба вивчити особливості конструкції конкретного автомобіля, зрозуміти як працює саме його схема трансмісії.
- Не користуватися повним приводом, що підключається, без міжосьового диференціала на асфальті, це закінчиться швидким зносом і поломками.
- Потренуватися у керуванні на слизькій дорозі в поворотах, часто повнопривідні машини, особливо з вільним диференціалом або автоматичним перерозподілом моменту, можуть вести себе непередбачувано, змінюючи поведінку з передньопривідного на задньопривідний і навпаки. А працювати педаллю газу в повороті треба з діаметрально протилежною тактикою, машина на додавання тяги може піти з занесенням всередину повороту, так і почати ковзати передньою віссю назовні. Це ж відноситься і до гасіння занесення задньої осі, що почався.
- Хороша стійкість 4×4 взимку може зникнути раптово для водія. До цього треба бути готовим, адже моноприводні машини завжди попереджають про втрату зчеплення наперед.
- Відмінна прохідність повинна призводити до бездумному відвідуванню грязьових «засід» чи снігових полів. Можливість вибратися без трактора з подібних умов більше залежить від вибраних шин, ніж здібностей автоматики в трансмісії.
При цьому в розумній стратегії водіння повнопривідна машина завжди допоможе уникнути неприємностей, які моноприводи потраплять набагато раніше. Тільки не треба цим зловживати.
У перспективі всі машини матимуть повний привід. Це з прогресом у техніці електромобілів. Там дуже легко реалізується схема з електромотором на кожне колесо та розвиненою силовою електронікою.
Ось такі автомобілі вже не вимагатимуть інженерних знань про тип приводу. За водієм залишиться лише керування педаллю акселератора, решту машина зробить сама.
