Повнопривідна трансмісія: як влаштована та працює схема повного приводу

Як відомо, автомобілі бувають з переднім, заднім та повним приводом. Кожне з рішень має як плюси, так і мінуси, особливо якщо проводити пряме порівняння між передньопривідними, задньопривідними та повнопривідними машинами в конкретних умовах.

Що стосується повного приводу, трансмісія повнопривідного авто умовно може вважатися симбіозом переднього та заднього приводу, при цьому також є ціла низка особливостей та відмінностей від зазначених вище аналогів.

У цій статті ми розглянемо різні типи та види систем повного приводу автомобіля, як влаштовані такі системи, що є повним приводом, схема трансмісії повнопривідного авто.

Трансмісія повнопривідного автомобіля

Отже, конструкція трансмісії повнопривідного автомобіля дозволяє реалізувати ефективну передачу крутного моменту на всі колеса, тобто як на передню, так і на задню вісь. На практиці такі схеми дозволяють віддати максимум потужності від ДВЗ на колеса, підвищити прохідність та стійкість на дорозі, покращити керованість, досягти покращення у плані активної безпеки автомобіля.

Повнопривідна трансмісія зазвичай позначається як 4х4, 4WD або AWD. Основні переваги повного приводу добре помітні в різних умовах, починаючи з їзди бездоріжжям і закінчуючи рухом на високій швидкості автобаном.

Повнопривідний автомобіль, тобто оснащений повнопривідною трансмісією, позбавлений багатьох недоліків монопривідних авто (коли провідними є лише передні чи задні колеса, тобто з приводом на передню чи задню вісь).

У конструкції різних типів трансмісій з приводом лише передні чи задні колеса багатьох транспортних засобах активно використовуються вільні диференціали. Зазначені елементи у разі прослизання та пробуксування фактично залишають ведучим лише одне колесо, яке має найгірше зчеплення з покриттям. У цьому полягає особливість роботи диференціалу.

Більш того, у випадку, коли обидва колеса мають прийнятне зчеплення з дорожнім покриттям, активна подача потужності змушує їх буксувати, погіршується керованість, машина може застрягти.

Зазвичай мінуси моноприводних авто одразу проявляються на снігу чи льоду, у бруді на бездоріжжі тощо. Щоб поліпшити ситуацію, автовиробники часто використовують для часткового вирішення проблеми міжколісні диференціали, що самоблокуються. При цьому повністю позбутися недоліків все одно не вдається.

Єдиним виходом залишається реалізація приводу на всі колеса автомобіля. Для цього трансмісію потрібно доопрацьовувати та доповнювати загальну конструкцію, що призводить до помітного подорожчання та ускладнення останньої (використання великої кількості додаткових деталей, загальна схема пристрою).

Однак тільки повний привід здатний забезпечити кращу прохідність та зчеплення з дорожнім покриттям при розгоні та в русі, зберігається та підвищується курсова стійкість, автомобіль більш передбачувано поводиться на льоду тощо.

Що стосується пристрою повнопривідної трансмісії, загальна схема передбачає наявність:

• МКПП чи АКПП (механічна чи автоматична коробка);
• роздавання (роздавальна коробка) або використання багатодискової муфти;
• міжосьовий диференціал;
• карданна передача, задній диференціал, передній диференціал.

Типи повного приводу та види повнопривідних трансмісій

Як було зазначено, існує кілька позначень повного приводу. При цьому з них можна зрозуміти, яка схема використовується на конкретному авто. Насамперед, слід виділити постійний повний привід 4х4.

Такий привід відрізняється від аналогів тим, що крутний момент постійно розподіляється і передається на всі колеса, причому це відбувається одночасно. Зустріти постійний повний привід можна на різних авто, причому незалежно від особливостей розташування двигуна (подовжньо чи поперечно).

Щоб домогтися найкращого розподілу моменту, системи 4х4 в сучасному виконанні додатково мають диференціал, що самоблокується, що забезпечує можливість гнучко розподіляти потужність по осях в різних співвідношеннях залежно від умов.

Також слід зазначити, що постійний повний привід сучасних авто активно керується електронікою. Як приклад можна згадати добре відому систему Audi Quattro, постійний повний привод BMW xDrive або Mercedes 4Matic.

Електронні системи на авто з постійним повним приводом одержують різні сигнали від групи датчиків (наприклад, датчики частоти обертання коліс), після чого практично миттєво відбувається зміна співвідношення потужності.

Також електроніка враховує дорожні умови, можливе пробуксування коліс, знесення тощо. Зазначений тип повного приводу можна вважати одним із найкращих рішень на ринку, оскільки подібна система дозволяє значно підвищити активну безпеку та покращити динаміку.

З недоліків можна виділити хіба що збільшена витрата палива, а також, що всі елементи повнопривідної трансмісії постійно перебувають під навантаженнями. Це дещо скорочує ресурс та надійність, особливо при активній та агресивній експлуатації.

• Примусовий повний привід (повний привід, що примусово підключається, або система повного приводу, що примусово підключається) є одним з кращих способів реалізації такого приводу на позашляховиках і авто підвищеної прохідності (наприклад, Toyota Land Cruiser).

Такий привід подібний по конструкції на схему постійного повного приводу, проте центральний диференціал відсутній. Задня вісь у цьому випадку провідна, а підключається передня. Крутний момент на передні колеса передається за рахунок наявності роздавальної коробки, водій керує роздаткою самостійно (вручну) за допомогою включення важелів та/або кнопок.

Простими словами, при їзді бездоріжжям або подоланні складних ділянок можна виконати включення роздавальної коробки, що дозволить реалізувати жорсткий зв'язок між осями і зробити розподіл крутного моменту. При цьому момент розподіляється у співвідношенні 50/50.

Як правило, на панелі приладів горітиме індикатор, що вказує на те, що включений повний привід. Ще конструктивно на багатьох позашляховиках з таким типом приводу є можливість жорстко заблокувати міжколісний диференціал (блокування диференціала), а також є додатковий ряд підвищених та знижених передач.

Зверніть увагу, важливо розуміти, що на авто з повним приводом, що підключається, трансмісія відчуває серйозні навантаження, на відміну від постійного повного приводу. Також погіршується керованість автомобіля. Це означає, що при звичайній їзді в стандартних умовах роздавальна коробка має бути відключена, тобто оптимальним є режим руху, коли провідною є задня вісь.

У цьому випадку трансмісія розвантажена, витрата пального знижується, можна рухатися з високою швидкістю без обмежень, так як при повному приводі зазвичай настійно не рекомендується рухатися зі швидкістю вище 30-40 км/год. Виходить, що примусово підключати повний привід потрібно тільки у відповідних умовах. Такий підхід дозволяє збільшити ресурс і досягти потрібних показників паливної економічності.

• Система повного приводу, що автоматично підключається або автоматично підключається повний привід (AWD) передбачає можливість негайного підключення веденої осі до ведучої. При цьому основним приводом може бути як передня, так і задня вісь. Система повного приводу, що автоматично підключається, зазвичай використовується на кросоверах і паркетниках з поліпшеною прохідністю (наприклад, 4Motion від Volkswagen).

Якщо просто, як тільки система визначає, що виникає різниця в частоті обертання провідних коліс основного приводу, за рахунок фрикційної муфти міжосьового диференціала відбувається негайне замикання, після чого крутний момент починає передаватися на всі 4 колеса.

Система керується електронікою і має функцію повного відключення автоматичного режиму активації повного приводу. Іншими словами, 4х4 відключається, тобто автомобіль можна зробити виключно передньо або задньопривідним.

Особливості використання системи повного приводу

Як видно, ті чи інші рішення можуть бути використані на різних авто з урахуванням класу ТЗ, особливостей та цільового призначення автомобіля. Інакше кажучи, різні види повного приводу підбираються залежно від робочих показників, і навіть особливостей експлуатації машини.

Наприклад, моделі високого класу, де на першому місці стоїть комфорт, динаміка, керованість та високий рівень активної та пасивної безпеки, найчастіше оснащуються системою постійного повного приводу з електронним керуванням.

Елітні позашляховики преміального класу з покращеною прохідністю можуть мати постійний повний привід або обладнуються системою примусового повного приводу, отримують можливість блокування диференціалів тощо. При цьому повний привід контролюється електронною системою, а у разі необхідності подолання складної ділянки водій самостійно здійснює включення жорсткого блокування.

Якщо ж позашляховик розрахований на активну їзду бездоріжжям, в цьому випадку оптимальним рішенням буде відмовитися від складної електроніки і диференціалів, що самоблокуються, тобто автомобіль обладнується тільки повним приводом, що примусово підключається.

При цьому зберігається можливість увімкнути блокування вручну. Результат – підвищена надійність та простота конструкції, збільшений ресурс, можливість оперативного виявлення неполадок та навіть ремонту в польових умовах.

Якщо ж говорити про масові моделі середнього класу (міські кросовери), такі машини зазвичай мають повний привід, що автоматично підключається, в сукупності з вільними диференціалами. Насамперед, це дозволяє здешевити конструкцію (мінімум електроніки і відсутність дорогих диференціалів, що самоблокуються).

Паралельно зберігаються цілком прийнятні показники прохідності та паливної економічності, що дозволяє впевнено експлуатувати машину в зимовий період, здійснювати поїздки пересіченою місцевістю, долати нескладні перешкоди, використовувати ґрунтові дороги з низькою якістю покриття тощо.