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.

Автолюбители уверены, что любой внедорожник обладает постоянным полным приводом. Это не так. Разберемся какие бывают системы полного привода и чем различаются.

Аббревиатура 4WD (четыре управляемых колеса) не гарантирует, что у автомобиля постоянный полный привод. Существует множество схем приводов. После прочтения данной статьи вы сможете отличить полноценный внедорожник с полным приводом от обычного паркетника.

Система «part-time»

Существует так называемый привод «part-time», который предполагает наличие полного привода. Но не всегда. В обычном режиме при движении по городу или за трассой ваш "вседорожник" работает в заднеприводном режиме, т.е. у него задний привод колес . Это подтверждает и сама символика «part-time», которая с английского переводиться, как «частично включенный». Чтобы подключить полный привод, вам будет необходимо либо перевести рычаг селектора раздаточной коробки в нужное положение.

Это сделано из соображений безопасности и экономичности. Полный привод на таком автомобиле можно включать только на короткое время, когда есть необходимость. А в городе и вовсе забудьте про включение полного привода, ведь вы можете разрушить детали трансмиссии, что может привести к потере управляемости или к заносу.

В чем основная причина системы полного привода «part-time», что нельзя включать полный привод? Причина в отсутствие межосевого дифференциала . Это снижает проходимость таких машин, но увеличивает срок их эксплуатации, а также удешевляет стоимость. Не бойтесь, с нормальным бездорожьем такие автомобили отлично справляются, а больше от них ожидать не стоит.

Если не собираетесь покидать асфальтированные дороги, то автомобиль с системой полного привода «part-time» вам не нужен. В обычных условиях он является большим универсалом с задним приводом и большим аппетитом.

Система «On demand»

Система «On demand» почти аналогична системе полного привода «part-time». В обычном режиме, автомобиль также является заднеприводным. Но они отличаются подключением полного привода. В системе «On demand» полный привод подключается автоматически , т.е. если электроника заметит, что колеса вашего вседорожника начали проскальзывать или буксовать, то она самостоятельно подключит передний мост. Т.е. в этот момент ваш автомобиль станет полноприводным. Сделано это не в угоду лучшей проходимости, а для удержания автомобиля на дороге.

В случае подключения полного привода, система отбирает крутящий момент с заднего моста и распределяет его между передней и задней осью. Соотношение может быть, как 40% на переднюю ось, а 60% на заднюю. Может быть 50% на 50%. Вариаций бывает много, все зависит только от конкретного автомобиля. А иногда бывает так, что внедорожник в обычных условиях имеет передний привод, а подключаться может задний.

Система полного привода «On demand» подключает дополнительный мост только в случае необходимости. Но подключение происходит не по требованию водителя, а по требованию автоматики. Она хорошо себя зарекомендовала в снежных условиях, и поэтому используется на многих паркетниках.

Система «full-time»

Если перевести с английского языка на русский, то получим выражение «полное время». Это означает, что автомобиль с данной системой привода всегда имеет привод на все четыре колеса. Но система «full-time» подразделяется на две разновидности: городской и внедорожный «full-time».

Автомобиль с системой городского «full-time» имеет в своем наличии межосевой дифференциал и дает возможно передвигать постоянно на полном приводе. Но для серьезного бездорожья такой автомобиль не подойдет, ведь у него отсутствует блокировка межколесного дифференциала . Из-за отсутствия этой блокировки, соединение между задним и передним мостом может проскальзывать. А это минус для бездорожья, но зато для городских условий идеально.

Системы внедорожного «full-time» - это настоящие проходимцы. Если постоянно ездите по разрушенным дорогам, или вам часто необходимо преодолевать внедорожные препятствия, то эти автомобили с системой «full-time» и блокировкой межколесного дифференциала - самый оптимальный выбор. Только учтите, что они намного дороже тех автомобилей, которых именуют полноприводниками.

Большинство внедорожников, которых мы видим на дорогах, ими не являются. Они большие универсалы с хорошей геометрической проходимостью для преодоления бордюров. Если ездите по городу и не надо преодолевать бездорожье, то выбирайте "паркетник". Этим сэкономите на топливе и не потеряете в управляемости.

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

Среди задач полного привода — три «драйвовых», дарящих позитивные эмоции водителю, и одна технологическая.

• Повышение проходимости (от парковки в городских сугробах до действительно тяжелых внедорожных условий).
• Повышение управляемости (в основном на твердых покрытиях).
• Повышение динамики (лучшая устойчивость при более быстром разгоне).
• Упрощение конструкции (!) — в частности, для гибридных автомобилей.

При этом крайне важно помнить, что хотя полный привод едет намного лучше, чем монопривод, тормозит-то он точно так же . То есть — на 4WD нужно думать головой и помнить, что ощущение вседозволенности, скажем, на льду имеет четкий физический предел.

Как тут не вспомнить лучший нативный 4WD: коробка автомат, привод на все копыта, кожа, подогрев, навигация, голосовое управление, прекрасная экологичность… ;)

Известный миф о повышенном расходе топлива на полноприводных автомобилях можно прокомментировать следующим образом. В практике эксплуатации машина с постоянным полным 4WD потребляла примерно поллитра лишнего бензина на сотню относительно такой же моноприводной. Эти лишние поллитра уходили как на бОльшую массу перемещаемого железа (лишние 70 килограмм), так и на трансмиссионные потери в раздатке, кардане, заднем мосту. В случае жестко подключаемого привода разница может быть существенно больше, как в силу технологического несовершенства трансмиссии (низкого качества материалов и деталей), так и в силу затрат энергии на деформацию покрышек и разрушение трансмиссии (см. ниже, «part-time 4WD»).

[свернуть]

Каким бывает полный привод

Раскрыть...

Прежде всего, что в повороте все колеса машины проходят различное расстояние. Эта особенность является для полного привода определяющей. И чем длиннее база автомобиля, тем заметней разница (тем бОльший путь проходит передняя ось в поворотах).

Соответственно, любой полный привод требует строго одинаковой размерности резины на всех колесах. Вспоминаем, что «докатка» обычно другой размерности, и при проколе движемся на шиномонтаж очень медленно и печально под угрозой сломать трансмиссию;)

Также не забудем, что гидротрансформатор в гидромеханических АКПП при трогании с места работает как демультипликатор (понижающая передача) с коэффициентом примерно 1.9, поэтому полноприводная машина с механикой и с автоматом — это две большие разницы (а полноприводник с «роботом» или — это вообще сплошное недоразумение, т.к. ни робот, ни вариатор не способны переварить заметную нагрузку при трогании с места).

Подключаемый 4WD (part-time)

Раскрыть...

Самый дешевый и самый бесполезный вид полного привода. В том смысле, что единственное его применение — действительно тяжелые внедорожные условия, а единственные плюсы — способность переносить большую нагрузку и предельная дешевизна. В составе такого вида привода могут применяться либо размыкающая муфта на одной из полуосей (см. картинки ниже), понижающие передачи и межколесные блокировки, а сам привод может подключаться как механически, так и дистанционно (электро-, гидро- или пневмоприводом). Принципиально важно, что вторая ведущая ось подключается при этом не дифференциалом, а простой механической муфтой (не пакетом фрикционов, которые греются и горят, а механическим зацеплением шестерен!).

4WD типа part-time категорически нельзя использовать на твердых покрытиях ввиду резкого ухудшения управляемости машины и риска поломать трансмиссию. Теоретически, такой привод может быть полезен на льду (на мокрой дороге и в снегах, т.е. когда покрытие допускает проскальзывание колес), но при этом проблема управляемости также никуда не девается. Кроме того, все виды part-time в силу жесткого характера подключения второй ведущей оси выполняют подключение со значительной задержкой и часто требуют для подключения-отключения полной остановки автомобиля (а то и ручной возни с хабами на колесах).

Соответствие part-time 4WD задачам полного привода:

• повышение проходимости — прекрасное
• повышение управляемости — отсутствует ;
• повышение динамики — отсутствует ввиду падения управляемости при включенном 4WD (тронешься-то быстро, а дальше что?);
• упрощение конструкции — хорошее (проще только гибридный разомкнутый привод, см. ниже).

Заметим, что специфически внедорожные приемы, типа выползания из ямы «враскачку», здесь не рассматриваются — иначе у нас не было бы Бога, кроме механической коробки передач и старины-УАЗа;) Мы все же говорим про нормальных людей, живущих не в сибирских глущобах.

Еще раз, по буквам: part-time 4WD в заблокированном состоянии резко снижает поворачиваемость машины , т.е. повышает ее устойчивость на прямой, но крайне затрудняет повороты. Желающие ездить в таком режиме по твердому покрытию могут посчитать разницу механической энергии передней и задней оси в повороте среднего радиуса на скорости хотя бы 60 км/ч (а это почти 17 метров в секунду) и осознать, что вся эта энергия идет на разрушение покрышек и трансмиссии. Выводы — самостоятельно.

[свернуть]

Автоматически подключаемый 4WD (on-demand)

Раскрыть...

Исторически данный вид привода возник как решение задачи «а пусть вторая ось подключается к двигателю сама!», причем максимально дешевыми средствами — т.к. технологически постоянный полный 4WD весьма дорог. По мере развития технологий on-demand 4WD эволюционировал от сравнительно дешевого, но и сравнительно бесполезного механического устройства, через различные (иногда сложные и дорогие) пневматические и гидравлические механизмы к современному, достаточно совершенному виду.

Конструктивно все on-demand системы устроены как «вторая ось, через муфту подключаемая к первой», т.е. межосевой дифференциал в них отсутствует и при срабатывании привода передняя и задняя оси соединены жестко с возможным проскальзыванием. Т.к. качество работы on-demand привода драматически зависит от скорости срабатывания межосевой блокировки (а также от возможности превентивного ее срабатывания), вполне закономерным выглядит переход практически всех современных on-demand приводов на быстрые электромагнитные и (намного реже) электрогидравлические муфты.

Использование до сих пор такого сложного и дорогого устройства, как гидравлическая муфта, обусловлено отсутствием до сих пор электромагнитных муфт, обеспечивающих и плавное включение с переменной степенью блокировки (что крайне важно для управляемости), и быструю достаточную блокировку при отсутствии перегрева. По сути, это технологическая проблема с компактными электромагнитами достаточной мощности. Все фрикционные муфты утилизируют проскальзывание в тепло и перегреваются при отсутствии охлаждения. Так, on-demand 4WD на Mitsubishi Outlander XL («сухая» электромагнитная муфта с проскальзыванием и степенью блокировки 70%) практически бесполезна вне дорог из-за постоянного перегрева. В то же время, фирменная система (X-Trail, или её аналог TOD на Pathfinder) достаточно хорошо держит перегрев и является лучшим примером в среде on-demand 4WD. При этом переход на электрогидравлические муфты с простых гидравлических или вязкостных обусловлен необходимой скоростью срабатывания при хорошем усилии сжатия. Электрогидравлика умеет блокироваться и распускаться по командам блока управления, в то время как традиционная гидравлика (например, Honda DPS) или вискомуфта срабатывает только при наличии заметного проскальзывания между осями (ведущая ось успевает сделать половину оборота и закопаться), не может постоянно держать высокую степень блокировки и «не умеет» распускаться при работе ABS.

Помимо межосевой муфты и дифференциалов на осях (возможно, блокируемых), on-demand 4WD может интегрироваться с тормозной системой («электронные блокировки» колес), а также с рулем и педалью газа (возможность превентивно блокировать и распускать межосевую муфту, в зависимости от ситуации). Также для компенсации недостаточной скорости срабатывания и степени блокировки применяются муфты с механическим преднатягом (Haldex на Volvo, второе поколение DPS на Honda).

Точно так же, как и в случае part-time 4WD, принудительная блокировка трансмиссии on-demand 4WD на твердых покрытиях категорически запрещается . Поскольку, в отличие от механической блокировки в part-time, on-demand использует нежные фрикционные муфты, конец трансмиссии в таком режиме придет гораздо раньше и наглядней.

Ввиду значительного разброса конструкций, технологий, скоростей срабатывания и степени блокировки, а также ввиду стремления производителя получить «как можно больше 4WD» при минимальной себестоимости обобщить качества on-demand 4WD можно лишь приблизительно:

• подавляющее большинство систем 4WD, рекламируемых и продаваемых как «постоянный полный привод» («realtime 4WD») на самом деле относятся к типу on-demand и не обеспечивают всех преимуществ постоянного 4WD . Примеры — Honda (кроме Pilot), Volvo, Kia, Mitsubishi (кроме Outlander первого поколения и трансмиссии SuperSelect на Pajero), Nissan, Toyota RAV4 (с третьего поколения) и т.д.;
• часть on-demand систем нельзя воспринимать иначе, как недоразумение (DPS первого поколения на Honda, ненадежный и грубый on-demand на Kia Sorento первого поколения, очень грубая электромагнитная муфта на первом Kia Sportage), в то время как «дорогие» версии (Nissan All Mode 4×4-i, BMW xDrive) вплотную приближаются к «дешевым» full-time 4WD;
• ключевой фактор, по которому все on-demand системы можно условно разделить на «хорошие» и «плохие» — это умение превентивно подстраиваться (блокироваться и распускаться) под команды водителя (повороты руля, нажатия педали газа) с одновременным использованием «электронных блокировок» колес (что позволяет как нивелировать негативные эффекты жесткой связи между осями, так и сводить проскальзывание межосевой муфты к минимуму).

Соответствие обычного («плохого») on-demand 4WD задачам полного привода:

• повышение проходимости — среднее (запаздывает с подключениями, не обеспечивает полную блокировку);
• повышение управляемости — отсутствует из-за запаздываний;
• повышение динамики — отсутствует (за редкими исключениями);
• упрощение конструкции — средне (чем хуже привод, тем проще и дешевле).

Соответствие «превентивного» («хорошего») on-demand 4WD задачам полного привода:

• повышение проходимости — хорошее , как на автомате, так и на механике (при наличии понижающей передачи);
• повышение управляемости — удовлетворительное («хорошее» при наличии «электронных блокировок» на колесах);
• повышение динамики — хорошее ;
• упрощение конструкции — средне (чем лучше привод, тем сложнее электроника).

Неудивительно, что при современном развитии автомобильных технологий основную перспективу производители видят в электронноуправляемых электромагнитных муфтах. Они дешевы в производстве, просты в монтаже и настройке и обеспечивают приемлемое качество управления автомобилем. Если, конечно, человек ранее не управлял настоящим постоянным полным 4WD ;)

[свернуть]

Постоянный 4WD (full-time)

Раскрыть...

Что тут скажешь. Лучшее, о чем может мечтать человек. Но, к сожалению, такие системы технологически дороги, т.к. включают в себя межосевой дифференциал с ручной или автоматической блокировкой. Ведь если машину оснастить тремя свободными дифференциалами (два межколесных и один межосевой) вообще без блокировок, то при проскальзывании единственного колеса вся тяга будет передаваться именно на него, и такая машина не сможет сдвинуться с места.

Как правило, на тяжелых внедорожниках дополнительно системе постоянного полного привода используются блокировки межколесных дифференциалов, понижающие передачи в раздатке, опциональное отключение одной из осей (например, SuperSelect), часто — «электронные блокировки» колес. Конкретную конструкцию той или иной трансмиссии рассмотрим в отдельной статье. Но в самом простом виде постоянный полный привод выглядит как межосевой дифференциал с вискомуфтой, распределяющий момент в соотношении 50/50 по осям:

Важная ремарка . Хотя постоянный полный привод с распределением момента 50/50 («симметричный») наилучший с точки зрения устойчивости, часто применяют и другие распределения (55/65 на Suzuki Grand Vitara, 40/60, 30/70 у Mercedes-Benz — «для сохранения заднеприводного характера автомобиля»). В любом случае, в распределении момента речь идет о ситуации, когда все колеса находятся на твердом покрытии . Иными словами, шестеренки в дифференциале устроены как рычаги, которые при прочих равных передают момент таким вот образом. Стоит любому колесу «разгрузиться», как в зависимости от условий момент будет мгновенно перераспределен по остальным колесам.

Автомобили с постоянным полным приводом являются эталоном с точки зрения управляемости под тягой, особенно в сложных условиях (снег, лед, лужи, песок), их крайне трудно «уронить». Под тягой они легко держат недоступные моноприводам траектории, вдвое легче стартуют с места (физику не обманешь — сила трения покоя та же, а сила, срывающая колесо в скольжение, вдвое меньше) и очень устойчивы даже при аквапланировании (т.к. при «всплытии» одного колеса не происходит никаких рывков — вторая ось продолжает ровно толкать машину). Кроме того, по опыту эксплуатации, резина на таких машинах изнашивается заметно медленнее даже при динамичной езде (т.к. энергия двигателя равномерно распределяется по всем колесам, а не только по одной ведущей оси).

Таким образом, full-time 4WD так соотносится с задачами полного привода:

• повышение проходимости — среднее (а при наличии межколесных блокировок — прекрасное );
• повышение управляемости — прекрасное ;
• повышение динамики — прекрасное ;
• упрощение конструкции — отсутствует (самая сложная конструкция).

Следует отметить, что некоторые модели автомобилей с постоянным полным приводом (например, Jeep Grand Cherokee 1999 модельного года) имеют варианты трансмиссии с тремя дифференциалами переменной степени блокировки (два межколесных и один межосевой), что позволяет автомобилю выезжать из грязи «на одном колесе», т.е. передавать в сложных дорожных условиях весь момент на единственное загруженное колесо. Круче этого в мире полного привода не бывает вообще ничего.

[свернуть]

Гибридный 4WD (механически незамкнутый)

Раскрыть...

Появление электромоторов в качестве вспомогательных движителей (в частности, на гибридных машинах) породило схему полного привода, при которой ведущая ось от двигателя внутреннего сгорания у автомобиля только одна (как правило, передняя), а на вторую ось ставится электромотор, управляемый электроникой так, чтобы его тяга соответствовала работе основного ДВС. Такая схема исключает дифференциалы и карданный вал и потому является достаточно «дешевой» в реализации (насколько вообще бывает дешевым гибридный автомобиль). Если же поставить на колеса раздельные электромоторы, то из конструкции исключается сама вторая ось и дифференциал на ней.

По такой схеме реализованы некоторые версии праворульного Nissan March (на рисунке выше), а также печально знаменитый Lexus RX450h (слабая тяга электромоторов на задней оси не дает ему возможности забираться на уклоны, легко одолеваемые обычным полноприводным RX).

Очевидно, при дальнейшем развитии электроники и электротяги надобность в дифференциалах и карданных валах отпадет, т.е. именно к этой схеме неизбежно придет автомобилестроение в будущем. Но случится это отнюдь не завтра:)

Гибридный 4WD так соотносится с задачами полного привода:

• повышение проходимости — так себе (схема не предназначена для внедорожных нагрузок);
• повышение управляемости — прекрасное (из-за возможности «тонкой» корректировки электротяги);
• повышение динамики — прекрасное (момент электродвигателя тем выше, чем ниже обороты);
• упрощение конструкции — прекрасное .

[свернуть]

[свернуть]

Альтернативы полному приводу

Раскрыть...

Помимо создания в том или ином виде привода «на все копыта», некоторые производители применяют компромиссное решение — ручную или автоматическую блокировку колес одной ведущей оси. Это позволяет в значительной степени убрать проблемы с управляемостью «обычного» монопривода на сложных покрытиях (т.к. сглаживаются рывки при проскальзывании одного из колес) и повысить проходимость до уровня простой «парковки в сугробе».

Примеры таких решений:

• Mazda3 MPS с передним самоблоком;
• Volvo 850 с принудительной блокировкой переднего дифференциала на скорости до 40 км/ч.

Понятно, что в этом случае повышение проходимости, устойчивости и динамики не сказать чтобы большое — но ведь и конструкция проще некуда:)

Продолжу серию своих негавнопостов. Постараюсь вам коротко объяснить что такое полный привод. В мире есть множество маркировок - AWD, 4WD, 4x4, quattro, synchro, 4matic и т.д. Что же ето всё значит - читайте ниже.

И так, в мире существуют только две системы - AWD и 4WD.
4х4 - ето объединённый термин для всех полноприводных автомобилей.
AWD - All Wheel Drive, ето система когда привод постоянно подаётса на все колёса. Такая система стоит больше на легковых авто.
4WD - Four Wheel Drive, ето система, когда привод подаётса на все колёса, но можно отключить переднюю или заднюю ось. Такая система стоит больше на внедорожниках (н.п. на Ниве).

Простая AWD система по проходимости хуже, чем перед или заднеприводные машины. Неверитса? Сечяс объясню почему.
В каждом автомобиле на ведущей оси стоит дифференциал, который направляет привод на то колесо, которому легче крутитса. Ето предназначено для того, чтоб на поворотах колёса нескрипелиб. Подробно что такое дифференциал и как он работает читайте . Но у диффа есть одна проблема, так как если одно колесо потеряет сцепку с дорогой, оно и будет крутитса. Например, если у вас переднеприводная машина и вы её поставите так, чтоб одно колесо было на асфалте, а другое на льду, то машина непоедит или поедит меденно, так как то колесо, которое на льду - будет буксовать, неважно, что другое колесо имеет прекрасную сцепку с дорогой. Поетому принципу AWD система хуже чем привод на одну ось, потомучто одному колесу из четырёх больше шансов потерять сцепку с дорогой, чем одному из двух. И ето проблема. Но ету проблему разные марки изправляют по разному:
Ауди свою систему назвала QUATTRO. В ней стоят блокировки диференциалов. История полноприводных автомобилей начялась с легендарной победителницей ралли - Audi S1. В старых Ауди до 87г. блокировались как задний, так и центральный дифференциал, блокировалса он вручную и отключалась блокировка тоже вручную, поетому их очень ценят настоящие автомобилисты.
Но так, как народ с временем становитса всё тупее и в Ауди поступали жалобы от владельцев, что у них быстро стираютса покрышки, так как они забывают выключить блокировку. Поетому с 87г. Ауди пошли уже с одной кнопкой, которая блокирует только задний дифференциал и отключяетса автоматически после ~35км/ч.
Но ето можно легко изправить переключив пару проводов. В ауди поновее (А4, А6...) уже всё стало неинтересно, так как quattro системой полностью завладела електроника.

О вольксвагенах (SYNCHRO) незнаю, но думаю там всё аналогично.

Субару свою AWD систему никак неназвали, но там всё по другому. Дифференциалы неблокируютса, но они ограниченого проскальзивания. Тоесть если крутитса одно колесо, то второе хоть меньше, но обязателно тоже должно крутитса. Также есть понижение скоростей.

Также есть система SH-AWD (Super Handling AWD). По сравнению новая система, управляемая електроникой, автоматически регулирует привод в зависимости от езды. Если едиш по трассе, то передним колёсам 70%, если едиш где скользко, то каждому колесу по 25%. Подробнее .

Насчёт других систем (4matic, 4motion) мало что знаю, поетому ненаписал.
Что лучше - выберайте сами. Я лично за субару.