Это нужно знать про полный привод! Часть нулевая, вводная.
Задний, передний или полный? Тот, кто выбирает себе автомобиль, на определенном этапе решает этот вопрос в пользу той ли иной трансмиссии.
Но всегда ли это решение сознательно? В большинстве случаев автолюбителю не предоставляют достойного выбора. Остановившись на конкретном автомобиле с приемлемыми для себя потребительскими качествами (для кого то объем багажника, а кому-то красивый дизайн), будущий счастливый обладатель автомобиля соглашается с тем, что у его "питомца" будет под капотом/днищем . Хотя выбор казалось бы есть: гамма двигателей, несколько типов коробок передач, а вот типов привода в лучшем случае для одной модели всего два, так как разные схемы предполагают существенные изменения в конструкции как несущей системы, так и подвески.
Но производители все чаще оснащают свои автомобили полноприводными трансмиссиями, которые имеют больше возможностей как на дороге, так и вне её. Предлагаю рассмотреть разные варианты систем полного привода, взвесить плюсы и минусы того или иного технического решения и понять, почему данный тип трансмиссий пока удел лишь определенных классов автомобилей.
Это нужно знать про полный привод! Часть первая, принцип действия.
Начиная разговор о полном приводе, перед глазами сразу всплывает картинка автомобиля, который пытается всеми 4-мя оттолкнуться от земли и преодолеть очередное препятствие на его пути. Полный привод устойчиво ассоциируется с большими и угловатыми внедорожниками, хотя стереотипы со временем меняются, сейчас все больше легковых автомобилей оснащают приводом на все колеса.
Итак, самый «внедорожный вариант» - исключительно механическая трансмиссия, при этом даже без наличия дифференциалов, как межосевого, так и межколесных (рис."а"). Да, практичности в сугубо гражданском применении нет, зато крутящий момент с уверенностью будет реализован на всех колесах (пропорционально нагрузкам и сцеплению на колесах), контактирующих с поверхностью, а это залог проходимости! Значит у такого варианта уже есть как минимум один плюс. Но на этом они не заканчиваются: такой трансмиссии будут свойственны простота и малый вес, большой КПД.
Но эти плюсы ничто по сравнению с минусами! При прямолинейном движении по идеально ровной дороге все колеса крутятся с равной угловой скоростью, суммарный крутящий момент на колесах равен подводимому крутящему моменту от двигателя, преобразованный в коробке передач , раздаточной коробке и главных передачах. Но стоит возникнуть перед одним из колес кочке, как пути, пройденные ими, изменятся! С учетом жесткой связи между колесами, компенсировать разность путей смогут только шины. Если они достаточно эластичны, то проблем не возникает, если нет - вся разность путей уходит в проскальзывание колес, что приводит к возникновению отрицательного крутящего момента на колесе, а значит и в ветви трансмиссии. Получается, что сумма моментов на колесах не равна моменту подведенному – возникает «циркуляция» мощности. Это приводит к большим потерям, что в конечном итоге чревато сильным износом (или поломкой) трансмиссии и высоким расходом топлива. Также такая трансмиссия будет препятствовать повороту.
Так что же сделать, что бы исключить перечисленные минусы? Необходимо установить дифференциалы. Первым делом устанавливаем их между колесами передней и задней осей (рис."б") . А вот о межосевом дифференциале надо еще подумать: нужно ли нам усложнять конструкцию?
При криволинейном движении наибольшую разность во вращениях испытывают колеса одной оси, а вот скорости вращения между осями разнятся не сильно. Выход из положения: делаем отключаемую одну из осей, т.е. по хорошим дорогам ездим с приводом на два колеса, при необходимости - четыре (рис."в") . Такими трансмиссиями оснащают автомобили и по сей день, и называют на зарубежный манер Part-time, но пик их популярности все же уже позади. Что мы имеем? Опять же простая конструкция, интуитивно понятный режим управления, достойная проходимость при подключенной оси, и невозможность использовать постоянно на дорогах с хорошим покрытием в противовес (при подключении). Ограничения на всепролазность накладывают межколесные дифференциалы, т.к. они уравнивают крутящий момент между выходными валами. На практике это значит, что если одно из колес теряет контакт с поверхностью, либо коэффициент сцепления становится очень малым (например, лед), то суммарная сила тяги оси стремится к удвоенной силе тяги буксующего колеса, т.е. к нулю. И тут напрашивается еще одно техническое решение: установка жестких блокировок, либо создание дополнительного трения в дифференциале. Если мы можем заблокировать дифференциал и убить сразу двух зайцев – управляемость и проходимость, когда она нужна, то стоит вернуться к идее установки дифференциала между осями.
В процессе такой переделки получим очень практичную полностью дифференциальную полноприводную трансмиссию, она же Full-time (рис."г") . Конечно, если учесть свойства дифференциала уравнивать(точнее распределять в заданном соотношении, если речь идет о несимметричном диф.) то тяговые возможности автомобиля получаются наименьшими. Но на лицо плюсы: наименьшая нагруженность трансмиссионных агрегатов, наименьший показатель износа шин, отличная управляемость, хорошая топливная экономичность (прямиком зависит от КПД, а значит от того, как сконструирована раздаточная коробка). А если все дифференциалы оснастить блокировками (рис."д"), то получим отличную тяговую вооруженность на бездорожье!
P.S. Подписывайтесь на канал, комментируйте эту статью - это поможет мне понять, на чем стоит остановиться подробнее, какие темы осветить, что Вам, читатели, интересно!
Далее Вас ждет продолжение о полном приводе:
- Это нужно знать про полный привод! Часть вторая, про конструктив.
- Это нужно знать про полный привод! Часть третья, управляем вектором тяги.
- Это нужно знать про полный привод! Часть четвертая, про перспектив.
