4WD — это термин, используемый большинством производителей автомобилей для описания системы полного привода. Также используются термины AWD или 4×4. В полноприводных автомобилях крутящий момент двигателя может передаваться на все четыре колеса одновременно. Это помогает при движении по бездорожью и управлении автомобилем на скользких поверхностях. Улучшается также управляемость автомобиля, что позволяет водителю лучше справляться с крутыми поворотами на высокой скорости.
КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА 4WD
Конструкция системы варьируется от автомобиля к автомобилю в зависимости от того, где она установлена. Наиболее распространенными компонентами являются: раздаточная коробка, карданный вал, передний и задний дифференциалы, полуоси.
Коробка передач распределяет крутящий момент двигателя между осями. В его корпусе часто устанавливается понижающая передача. Эта передача используется для значительного увеличения крутящего момента двигателя.
В зависимости от типа полного привода передний и задний мост могут подключаться по-разному. В автомобилях с частичным полным приводом используется гибкое соединение. Его можно включить с помощью кнопки, активирующей электродвигатель, или с помощью рычага. В определенном положении сцепление включает соответствующие передачи и прочно соединяет оси. В результате они вращаются с одинаковой скоростью независимо от сцепления с дорогой.
Раздаточные коробки в автомобилях с полным полным приводом включают в себя межосевой дифференциал. Он может быть самоблокирующимся или открытым – последний блокируется электронным или механическим способом. Это позволяет перераспределить крутящий момент двигателя на колеса с лучшим сцеплением.
В случае полного привода вторая ось подключается вискомуфтой или фрикционом. Он приводится в действие посредством героторного насоса или электродвигателя.
Три дифференциала обеспечивают равномерное распределение мощности 50:50 на обе оси, но если одно из колес пробуксовывает, это приводит к потере крутящего момента на других колесах и машина может просто застрять с буксованием одного колеса.
Для езды по бездорожью данная система оснащена блокировкой межосевого дифференциала, исключающей потерю крутящего момента. Затвором можно управлять вручную или электронным способом. Альтернатива – межосевой дифференциал, дополненный сцеплением – либо вискомуфтовым, либо с электронным управлением.
В последних автомобилях можно встретить систему без блокировки или межосевого сцепления. Пробуксовка колес обнаруживается электронной системой, которая тормозит буксующие колеса и, таким образом, предотвращает потерю крутящего момента на других колесах. Эту систему можно встретить, например, в новом Мерседесе.
4WD — назначаемый привод 4x4
У этого типа привода полностью отсутствует межосевой дифференциал . На твердой поверхности приводится только один мост (обычно задний), а привод переднего моста можно подключить и на бездорожье. В этот момент оси прочно соединяются. Преимущество – исключение потери крутящего момента при пробуксовке колес, но ездить по асфальту с включенным квадроциклом нельзя – скоро попадешь в кювет.
Вы найдете эту трансмиссию на настоящих внедорожниках с лестничной рамой, таких как Suzuki Jimny , Toyota Hilux и других пикапах.
✔️Надежное и простое решение - подходит для труднопроходимой местности
❌В режиме 4х4 нельзя ездить по дороге
Вискомуфта
В 1990-е годы четырехколесные автомобили стали востребованы в обычных дорожных автомобилях, но для которых две описанные выше системы оказались излишне надежными и занимающими много места.
Таким образом, производители вышли на рынок с новым решением. Дифференциалы на мостах остались, но центральный заменили вискомуфтой. Имеет систему планок в масляной ванне. При пробуксовке колес на одной из осей разница в скорости меняет вязкость масла и включается сцепление.
Автомобили с вискомуфтой большую часть времени приводят в движение только одну ось, пока она не пробуксовывает, сцепление включает другую ось. Однако работу системы невозможно никак регулировать в силу ее характера, поэтому сегодня ее можно встретить только в самых дешевых автомобилях с полноприводной формулой — Fiat Panda , Suzuki Ignis и Suzuki Swift .
✔️Очень простая и надежная система без электроники
❌Режимом 4х4 никак нельзя управлять, есть риск перегрева сцепления при чрезмерном напряжении
Активное сцепление
Недостаток вискомуфты в виде невозможности ее управления автопроизводители решили заменой ее на активно управляемую муфту. Подключение второй оси обеспечивается не маслом, а гидравлической системой ( Haldex ), или более распространенной электромагнитной системой — мы можем встретить ее в автомобилях BMW xDrive или ряде азиатских внедорожников — например в последней Suzuki Vitara.
Гидравлические и электромагнитные муфты всегда активно управляются электроникой автомобиля. С помощью ряда датчиков он постоянно оценивает вращение колес и в случае пробуксовки сразу же самостоятельно подключает вторую ось. Кроме того, электроника может добиться того же эффекта, подтормаживая отдельные колеса, как блокируемые дифференциалы. Если система продвинутая, она способна вывести машину из ситуации, когда пробуксовывают три колеса из четырех.
Многие автомобили с этой системой предлагают управлять автомобиль водителю, который может выбирать разные режимы движения, или включать «постоянный» привод 4х4 в режиме Lock.
Однако даже в режиме блокировки система не обладает теми же характеристиками, что и постоянный четырехколесный автомобиль. Электроника постоянно контролирует привод и отключает сцепление на повышенных оборотах или при перегреве системы. Поэтому эта система подходит для внедорожников, но не подходит для настоящего бездорожья.
✔️ Экономия топлива, возможность управления включением 4х4, отсутствие риска перегрева сцепления
❌ Не подходит для длительного использования на труднопроходимой местности.
Система Твинстер
Менее распространенная автоматическая система — Twinster. В нем используются три сцепления с электронным управлением, заменяющие межосевой и задний дифференциал. Система умеет не только жестко соединять оси, но и задние колеса (благодаря этому создан популярный режим Drift Ford Focus RS 2015).
Система позволяет двигаться с одной ведущей осью, а при необходимости включать 4х4 и распределять мощность между задними колесами. Электронике не приходится устранять пробуксовку колес путем торможения, а только путем включения сцепления.
Однако Twinster очень чувствителен к идеально настроенному программному обеспечению и может иметь некоторые задержки, когда вам вдруг понадобится 4x4. Именно поэтому он пока не получил большого распространения — его используют вышеупомянутые Ford Focus RS , Range Rover Evoque и Opel Insignia 2-го поколения .
✔️ Возможность свободно распределять движущую силу между задними колесами
❌ Высокие требования к электронике, задержка при переключении 4х4
Электропривод 4х4
Электрический полный привод можно встретить не только в электромобилях, но и в гибридах, где система призвана экономить вес и пространство. Принцип прост: оси механически не связаны и каждая из них имеет свой привод. У гибридов передняя ось приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, а задняя — электродвигателем.
Затем электроника автоматически включает электродвигатель, когда это необходимо, тем самым активируя привод 4x4. Мы можем найти это решение в Lexus , Toyota и гибридных Peugeot . Однако мощность электродвигателя очень важна – если она мала, привод не справляется с более сложными ситуациями и совершенно непригоден для работы на труднопроходимой местности.
Емкость аккумулятора также играет большую роль. Если у вас в нем кончились соки, вы полностью остались без привода одной оси или электродвигатель имеет лишь минимальную мощность, которую пытается обеспечить блок сгорания, вырабатывая электроэнергию с помощью генератора или генератор.
Однако для чисто электромобилей с большой емкостью аккумулятора привод может превзойти по своим характеристикам все остальные решения. Электроника может распределять энергию по отдельным колесам совершенно произвольно, а максимальный крутящий момент доступен с нулевых оборотов двигателя.
✔️ Для чисто электромобилей он может превзойти все другие приводы 4х4.
❌ Привод чувствителен к достаточной мощности электродвигателя и емкости аккумулятора
Еще интересные статьи: