Всё об AWD-приводе: в чём отличие от 4WD и других типов полного привода.
Хотя разница в расшифровке аббревиатур полного привода может показаться незначительной, суть этих систем сильно различается. Давайте разберёмся, что скрывается за тремя буквами с окончанием «WD».
AWD привод: что это
AWD — это аббревиатура от all-wheel drive, что дословно переводится как «привод на все колёса». Есть и другая интерпретация, согласно которой буква «А» означает «automatic-all» — то есть полный привод, который активируется без участия водителя.
Это тип полноприводной трансмиссии, в котором в обычном режиме езды ведущими являются передние колёса, а при необходимости (например, пробуксовка, занос и т. д.) подключается и задняя пара.
Ещё одно название такого типа привода, которое сегодня считается несколько устаревшим, — TOD. Оно расшифровывается как Torque-On-Demand, что в переводе означает «тяга по требованию».
Важная особенность AWD заключается в отсутствии межосевого дифференциала — его функцию выполняет межосевая муфта, о которой мы подробнее поговорим ниже.
Типичный пример использования AWD — это подавляющее большинство современных кроссоверов.
AWD и 4WD — в чем разница
4WD — это сокращение от 4-wheel drive, что, как и в случае с AWD, переводится как «привод на 4 колеса». Но технически эти системы различаются. В отличие от AWD, где задний мост подключается через муфту в определённых условиях, 4WD представляет собой классическую систему полного привода, которая может быть реализована двумя способами.
Full-time 4WD
Существует вариант полноприводной трансмиссии, в котором в обычных условиях движения крутящий момент равномерно распределяется между всеми колёсами. Система Full-time 4WD включает в себя три дифференциала: один межосевой и два межколёсных.
В базовой конфигурации, когда автомобиль не оснащён электронными помощниками и дополнительными устройствами, эти дифференциалы всегда свободны, то есть в любых условиях распределяют крутящий момент поровну. Эта схема хорошо подходит для движения по скоростным трассам, но без контроля со стороны электроники и соответствующих исполнительных механизмов часто оказывается неэффективной в сложных условиях, таких как гололёд на одной стороне дороги или диагональное вывешивание.
Самый известный представитель семейства full-time 4WD в России — это «Нива» производства АвтоВАЗ во всех её модификациях.
Part-time 4WD
Part-time 4WD — родоначальник систем полного привода. Его главная особенность заключается в том, что вторую пару колёс (передние) задействует водитель.
В старых схемах для этого использовали рычаг в салоне и колёсные муфты — хабы, которые нужно было подключать вручную. В современных системах механический рычаг заменили кнопки, а все действия выполняют электрические (реже — пневматические) приводы.
Изначально автомобиль с part-time 4WD заднеприводный, но при сложных дорожных условиях водитель может подключить переднюю пару колёс. Название part-time можно перевести как «частичный», потому что в зависимости от ситуации машина может быть как заднеприводной, так и полноприводной.
Ещё одна особенность такой трансмиссии — отсутствие межосевого дифференциала. В отличие от part-time, в системе full-time обязательно есть центральный дифференциал. Это помогает автомобилю на бездорожье, но ухудшает его эксплуатационные характеристики на асфальте, если ездить с подключённым передним мостом.
Классический представитель этого подвида полноприводных трансмиссий — любой автомобиль марки УАЗ.
Про момент на дифференциале и главные заблуждения
И здесь снова стоит развеять распространённое заблуждение о дифференциалах, которое существует в интернете уже много лет. В предыдущих абзацах нет ошибок или опечаток: свободный (незаблокированный) дифференциал всегда распределяет момент поровну.
Однако стоит учитывать, что момент задаётся колесом (или осью), которое имеет меньшее сцепление с поверхностью. То есть, суммарный момент на межколёсном дифференциале будет напрямую зависеть от колеса, которое буксует сильнее. Чем меньше сцепление этого колеса, тем меньше момент и для второго.
Именно поэтому, когда одно из колёс оси буксует на льду, второе также не двигается: на буксующем колесе реализован нулевой момент, поскольку момент возникает тогда, когда есть сопротивление. Следовательно, на колесе, стоящем на земле, также будет нулевой момент.
Чтобы наглядно представить себе принцип работы свободного дифференциала, можно сравнить его с ленивым механизмом. Он всегда будет вращать то колесо (или ось), которое ему легче вращать. А поскольку момент распределяется поровну, то и второе колесо, даже если оно твёрдо стоит на земле, получит тот же момент, что и буксующее — нулевой. Машина остаётся на месте.
Заблуждение относительно распределения момента заключается в том, что многие ошибочно полагают, что в свободном дифференциале весь момент уходит на буксующее колесо, а в заблокированном всегда распределяется поровну.
На самом деле всё происходит почти наоборот. При свободном дифференциале момент всегда одинаков на обеих сторонах, а при блокировке он распределяется в зависимости от текущего сцепления колёс или осей. И чем хуже сцепление одного колеса или оси при блокировке, тем больше момента передаётся на соседнее колесо.
Так, если все межколёсные и межосевой дифференциалы заблокированы, на одном колесе может быть реализовано до 100 % всего крутящего момента двигателя. Именно поэтому при включённых блокировках часто рвутся полуоси и карданы.
Как работает AWD привод
Первые системы автоматически подключаемого полного привода использовали вязкостные или фрикционные межосевые муфты, которые работали без электронной помощи. Эти муфты соединяют два вала и передают мощность между ними только тогда, когда разница в скорости вращения валов становится значительной. По сути, муфта заменяет межосевой дифференциал, устанавливаясь между передней и задней частями карданного вала.
Когда автомобиль движется равномерно, передняя и задняя части карданного вала вращаются с одинаковой скоростью, и муфта разомкнута, не передавая крутящий момент. Однако, если передние колёса начинают проскальзывать, например, на льду или песке, скорость их вращения увеличивается, что приводит к замыканию муфты и передаче части крутящего момента на заднюю ось.
Хотя основной принцип работы полного привода AWD остаётся неизменным, современные системы оснащены множеством электронных устройств. Теперь для автоматического подключения полного привода требуется контроль и управление со стороны различных датчиков, сервоприводов, насосов и других компонентов. Это обеспечивает более быстрое и эффективное срабатывание, но увеличивает стоимость и снижает ресурс системы.
AWD с преднатягом в муфте
В современных системах полного привода AWD есть важная особенность, о которой стоит упомянуть. Принцип работы, когда при пробуксовке передних колёс автоматически подключается задняя ось, всё ещё актуален. Однако почти каждая современная система AWD оснащена межосевой муфтой с функцией преднатяга. Это значит, что даже в обычном режиме движения муфта не всегда полностью разомкнута (как в ранних версиях), а иногда передаёт небольшой процент крутящего момента назад в зависимости от множества факторов: скорости, угла поворота, разгона или торможения, вероятности заноса и так далее.
Величина преднатяга муфты может составлять от 5 до 15 % крутящего момента, передаваемого от двигателя. При полном замыкании муфты распределение момента между осями зависит от сцепления колёс на каждой оси (как при блокировке межосевого дифференциала).
Как муфта определяет, когда нужно передать момент на заднюю ось? Благодаря электронным алгоритмам. Программа в блоке управления анализирует десятки параметров движения и определяет, когда и сколько тяги нужно передать задней оси. В некоторых случаях электроника может заранее создать преднатяг (за доли секунды), чтобы в экстренной ситуации исключить даже минимальную задержку в срабатывании муфты.
Таким образом, современная система AWD представляет собой гибрид между постоянным полным приводом и классической системой AWD. Формально она остаётся системой Torque-On-Demand, где передние колёса являются ведущими, а задние подключаются только в экстренных ситуациях. Но у неё есть и признаки постоянного полного привода, такие как преднатяг муфты.
Плюсы AWD
В современных автомобилях AWD является наиболее выгодным типом полного привода для легковых машин, включая кроссоверы. Он представляет собой компромиссное решение, которое позволяет быстро перейти от недостаточной поворачиваемости переднего привода к стабильности полного привода 4x4. Это может быть полезно в ситуациях, требующих мгновенной реакции трансмиссии, например, при прохождении скользкого поворота или при съезде одной стороной на обледенелую обочину.
Все опасения относительно непредсказуемости автоматически подключаемого полного привода связаны с устаревшими системами 20-летней давности. Ранние версии муфт, которые не управлялись электроникой, действительно могли вести себя неожиданно в определённых условиях движения. Сегодня такие проблемы устранены.
Помимо повышения активной безопасности, полный привод AWD также улучшает проходимость автомобиля вне дорог. Однако следует помнить, что межосевая муфта не предназначена для постоянного использования в условиях бездорожья.
Минусы AWD
Основной минус полного привода AWD заключается в том, что многие владельцы не понимают его основное предназначение. Некоторые водители ошибочно полагают, что полный привод превращает их автомобиль в внедорожник, поэтому подвергают его чрезмерным нагрузкам. Это приводит к перегреву муфт AWD и их преждевременному выходу из строя.
AWD-кроссоверы могут справиться с десятком-другим километров заснеженной просёлочной дороги или раскисшей после дождя деревенской колеи, но не более. Если использовать такие автомобили вне дорог регулярно, полный привод быстро сдастся.
Для современного кроссовера или полноприводного легкового автомобиля, который преимущественно эксплуатируется на дорогах, AWD является оптимальным выбором. Он «умнее» классического full-time и, в отличие от part-time, подходит для использования на ровных поверхностях и высоких скоростях. Более продвинутыми системами полного привода являются сложные и дорогие электронные версии full-time трансмиссий для премиум-сегмента, такие как Quattro от Audi или 4Matic от Mercedes. Однако даже Audi в последней версии Quattro перешла на систему AWD, отказавшись от классического межосевого дифференциала.
