Полноприводные трансмиссии стали очень популярны в последнее время. Раньше это был удел внедорожников, спортивных или представительских автомобилей. Скачок произошел благодаря стремительно ворвавшимся на рынок и полюбившимся всем кроссоверам.
Привод на все 4 колеса здесь в подавляющем большинстве реализован с применением фрикционных муфт, подключающих по требованию либо одну из осей, либо индивидуально каждое из колес оси. Давайте разбираться, почему стоит переплатить за полный привод, даже если он реализован через муфту.
Условимся, что самое большое бездорожье, которое увидит наш полноприводный автомобиль – сугроб во дворе или наледь на въезде на парковку, в противном случае речь должна идти о более серьезной технике, и помимо способа реализации системы полного привода важную роль будут играть шины, геометрия подвески, кузова и т.д.
Что заставляет автомобиль ехать вообще и преодолевать указанные препятствия в частности? Сила трения покоя – то, из-за чего автомобиль движется относительно опорной поверхности. При этом автомобиль испытывает аэродинамическое сопротивление (сильно влияющее при больших скоростях), сопротивление качению (обусловленное типом дорожного покрытия), а также требуется преодолевать силы инерции при изменении скорости. И в пятне контакта колеса и дороги мы реализуем силу тяги, которая и заставляет наш автомобиль двигаться вопреки указанным сопротивлениям.
Максимальная тяговая сила на ведущем колесе автомобиля зависит от массы приходящейся на это колесо и коэффициента сцепления, а если двигатель может передать на колесо больше, чем оно может реализовать по сцеплению – пробуксовка.
F = m ⋅ g ⋅ φ
где F - сила тяги колеса, m - масса, приходящаяся на колесо, g - ускорение свободного падения, φ - коэффициент сцепления.
Что мы видим из анализа этой формулы?
Сила тяги не прямо, но пропорциональна количеству приводных колес, и зависит от развесовки автомобиля по осям и колесам. В случае с моноприводным автомобилем мы можем реализовать лишь сцепной вес, приходящийся на ведущую ось, у полноприводного – 100%.
Для примера, на льду переднеприводный автомобиль массой 1200кг и развесовкой 55:45 сможет развить тяговое усилие
F=1200*0,55*9,81*0,15= 971 Н, в то время как полноприводный - 1766 Н.
Разумеется, ограничить возможности может физика работы дифференциалов, которые уравнивают крутящий момент между осями/колесами по наименьшему, но в случае с кроссоверами между осями этого дифференциала мы и не имеем. Если электроника (речь про современные кроссоверы) решила, что задним колесам (в большинстве случаев подключаемая именно эта ось) нужна порция крутящего момента, то автомобиль на время превращается в Part-time внедорожник! Плюс к тому, электроника достаточно ловко умеет притормаживать буксующие колеса, реализуя тормозной момент этого колеса на уверенно стоящем колесе другого борта.
На скользких или рыхлых поверхностях это играет ключевую роль! Вы без проблем сможете проехать дальше и увереннее, т.к. каждое колесо пытается реализовать тяговое усилие, направленное вперед, а в случае с "моноприводом" усилия двух может не хватить. Такой полный привод еще и влияет на безопасность многих маневров, таких как поворот налево при встречном потоке, выезд с прилегающей территории или со второстепенной дороги, когда необходимо динамично влиться в поток.
Некоторые автопроизводители называют кроссоверами автомобили, конструктивно не имеющие полного привода. Чтобы это компенсировать, они на уровне электроники добавляют системы помощи водителю, которые должны из обычного автомобиля сделать вседорожник. Обычно это происходит за счет изменения отзывчивости педали газа, алгоритма работы системы стабилизации и т.д. Но против физики не пойдешь: весь потенциал сцепного веса реализовать не получится, одна из осей будет обузой.
Наглядным примером несостоятельности такого решения будет видео ниже. Коротко: Renault Captur с системой помощи водителю и передним приводом против Suzuki Vitara S с полным приводом через муфту на задней оси. Первому автомобилю система помогла, автомобиль заехал, но в разы увереннее это получилось у полного привода.
Читайте подробнее про системы полного привода по ссылочке.
P.S. Подписывайтесь на канал, комментируйте эту статью - это поможет мне понять, на чем стоит остановиться подробнее, какие темы осветить, что Вам, читатели, интересно!