Рассуждения о том, автомобиль с каким приводом лучше выбрать, задним, передним или полным, относятся к разряду споров о том, какая коробка передач лучше – механическая, роботизированная и ли автоматическая, либо о преимуществах и наоборот. Но раз автолюбители год от года муссируют тему привода, значит, не все еще осознали, в чем преимущества и недостатки каждой из упомянутых трансмиссий. В этой статье мы расскажем о плюсах и минусах переднего, заднего и полного приводов, а читатель на основании наших доводов пусть сделает выбор сам – автомобиль с какой трансмиссией ему подойдет больше.
Выбор №1. Задний привод
Если только перечислить бренды, которые производят автомобили с задним приводом, станет понятно, почему многие автомобилисты всерьез задумываются о покупке машины с таким типом трансмиссии. Только вслушайтесь в эти названия – BMW, Mercedes -Benz , Jaguar , Porsche , Rolls -Royce , Bentley . Руки, как говорится, сами тянутся взяться покрепче за руль автомобилей этих компаний.
Почему такие известные фирмы отдают предпочтение заднему приводу? Конечно, у них в когорте есть модели и с другими типами приводов (передним и чаще полным), но наиболее популярными стали заднеприводные автомобили. Ответ прост: все дело в комфорте и лучшей управляемости, чем у автомобилей с переднеприводной компоновкой. Говоря о заднеприводных машинах нельзя не упомянуть о таких спорткарах, как Nissan Skyline , Toyota Celica , Honda NSX – иконах любителей автомобильных гонок. То есть, делаем промежуточный вывод, задний привод выбирают любители комфорта либо скоростной езды.
Теперь давайте вкратце остановимся на конструктивных особенностях заднего привода. Конструкция автомобиля с задним приводом может быть с любой компоновкой двигателя: переднемоторной, среднемоторной либо заднемоторной. Силовой агрегат у таких автомобилей имеет продольное либо оппозитное расположение. от двигателя передается на заднюю ось, которая является ведущей. Помимо различных конфигураций двигателя, особенностью автомобиля с заднеприводной компоновкой является наличие кардана, и соответственно, тоннеля, идущего по днищу автомобиля и мешающего пассажирам заднего ряда, сидящих на диване посредине. Впрочем, так как большинство современных автомобилей с задним приводом из премиум-класса, то и посадочная формула у них 2+2 – то есть, сзади два полноценных кресла, разделенных тоннелем, на который помещают столик.
Плюсы заднего привода:
Практически полное отсутствие вибраций от двигателя, который у заднеприводных автомобилей имеет продольное или оппозитное расположение и подвешен на смягчающих элементах;
Более контролируемый занос автомобиля, который происходит на относительно низкой скорости, чем у машин с другими типами привода, и, следовательно, легче исправляемый – достаточно сбросить газ и повернуть руль в сторону заноса;
BMW M3 и Mercedes-Benz C 63 AMG — заднеприводные авто в контролируемом заносе
Отсутствие реактивных моментов на рулевом колесе, когда автомобиль разгоняется. Это объясняется тем, что передние колеса, которые сопряжены с механизмом рулевого управления, не являются ведущими;
Большое разнообразие приемов управления заднеприводным автомобилем на скорости – что особенно ценят любители гонок;
Уменьшенный, по сравнению с переднеприводным авто, радиус поворота, что объясняется отсутствием ограничений углов поворота передних колес заднеприводного автомобиля шарнирами равных угловых скоростей;
Оптимальное распределение крутящего момента между передней и задней осью: передние колеса поворачивают, а задние «толкают» машину вперед.
Минусы заднего привода:
Себестоимость производства заднеприводного автомобиля выше, чем переднеприводног о из-за более сложной конструкции;
Наличие массивного карданного вала и тоннеля, идущего от мотора к задней оси, скрадывает полезное пространство в салоне и увеличивает снаряженную массу машины;
Более худшая, по сравнению с передне- и полноприводными автомобилями проходимость по рыхлому снегу, большая склонность к заносам на обледенелой дороге.
Выбор №2 Передний привод
Большинство современных автомобилей получили переднеприводную компоновку в основном за счет простоты такой конструкции и меньшей себестоимости при производстве. К тому же, на автомобили с передним приводом стали устанавливать более компактные моторы, располагающиеся не вдоль, как у заднеприводных, а поперек кузова. А отсутствие в конструкции кардана делает переднеприводный автомобиль с одной стороны компактнее, а с другой – позволяет получить более объемное полезное пространство в салоне и багажном отделении машины. Так как машины с передним приводом наиболее распространены, более экономичны и относительно дешевы, то их выбирает большее количество покупателей.
Немного о конструктивных особенностях таких автомобилей. Как видно из названия, основная особенность данного типа привода – передача крутящего момента от силовой установки к передним колесам. Переднеприводная компоновка позволяет создавать шесть вариаций размещения двигателей — по три в продольной и поперечной плоскостях. У заднеприводной компоновки таких вариаций четыре. Поперечно расположенные моторы у переднеприводных машин могут располагаться перед передней осью, над ней и позади нее. Точно такие же варианты установки имеет и продольно расположенный двигатель. Кроме того, у переднеприводных автомобилей есть возможность по-разному компоновать силовой агрегат. В последовательной компоновке за мотором располагается главная передача, за ней – коробка передач. В параллельной компоновке мотор и коробка передач находятся на параллельных осях и на одинаковой высоте, и, наконец, в так называемой «поэтажной» компоновке двигатель находится над трансмиссией.
Volkswagen Golf — один из самых популярных переднеприводных автомобилей в мире
Плюсы переднего привода:
Относительная дешевизна производства и обслуживания;
Отсутствие кардана и картера заднего моста позволяет сделать автомобиль компактнее, легче и просторнее как в салоне, так и в багажном отделении;
Лучшая сила сцепления передних колес со скользкой дорогой из-за того, что двигатель и трансмиссия расположены по соседству, а не разнесены, как у заднеприводных машин;
Лучшая динамика и экономичность переднеприводных машин из-за более низкой снаряженной массы;
Лучшая, по сравнению с заднеприводными машинами, проходимость по рыхлому снегу из-за того, что передние колеса имеют оптимальное сцепление с дорожной поверхностью из-за массы расположенного в передней части машины двигателя;
Отличная и легкая степень недостаточной поворачиваемости, при которой автомобиль, входящий на скорости в поворот, старается сам вернуться в прямолинейную траекторию движения. Это, безусловно, сказывается на лучшей безопасности переднеприводног о автомобиля.
Минусы переднего привода:
В силу расположения двигателя на передней оси и его жесткой «сцепки» с остовом, на кузов передаются вибрации от двигателя, что делает комфорт внутри салона ниже, чем в автомобиле с задним приводом;
На руль передаются реактивные моменты при разгоне, что усложняет управление им;
Присутствует момент пробуксовки колес при резком ускорении автомобиля. Происходит это из-за того, что при ускорении вес с передней оси переходит на заднюю, передние колеса теряют сцепление с дорожным покрытием;
Большая нагрузка на передние шины, которые выполняют главную роль при ускорении, торможении, поворотах автомобиля. Соответственно, сокращается срок их эксплуатации.
Выбор №3 Полный привод
Пожалуй, самый желаемый из всех приводов для россиян – полный. Он отлично подходит для езды по нашим, далеким от идеала дорогам, и является надежным помощником при преодолении бездорожья. В настоящее время популярность автомобилей с полным приводом растет. Причем, это относится к машинам, у которых задействованы системы подключаемых полных приводов, что позволяет таким моделям иметь хорошую динамику и быть экономичными. Наиболее оптимальный вариант – , у которых базовым является привод на передний колеса, а при необходимости (выезд на бездорожье) подключается и задняя ось. Получается, что полноприводные машины придутся по нраву тем, кто часто ездит по бездорожью.
Пару слов о конструктивных особенностях полноприводных автомобилей. Полный привод позволяет передавать крутящий момент на обе оси одновременно, что обеспечивает оптимальное сцепление колес с дорожной поверхностью. Выделяют три группы полноприводных трансмиссий: постоянный полный привод, подключаемый полный привод по требованию и автоматически подключаемый полный привод. Постоянный в своей конструкции имеет межосевой дифференциал с блокировками, раздаточную коробку. У автоматически подключаемого полного привода в конструкции отсутствует , ведущей является всего одна ось (чаще всего — задняя), а вторая подключается автоматически, как только интеллектуальная система полного привода обнаружит, что колеса ведущей оси потеряли сцепление с дорогой. У полного привода, подключаемого по требованию, тоже нет межосевого дифференциала, ведущей является передняя ось, а задняя подключается через многодисковые муфты.
Плюсы полного привода:
Отличное сцепление всех колес с дорожным покрытием, что обеспечивает отсутствие пробуксовок при трогании на скользкой поверхности, а также высокую проходимость автомобиля;
Самая лучшая управляемость на высокой скорости из-за оптимальной развесовки по осям (характерно для полноприводных спорткаров);
Высокая надежность конструкции (особенно у постоянного полного привода);
Относительная простота конструкции у автомобилей с подключаемым полным приводом (у машин с постоянным полным приводом конструкция более сложная);
Минусы полного привода:
Повышенная шумность трансмиссии;
Некомфортное управление в условиях передвижения по городским улицам;
Большой вес полноприводной трансмиссии, что напрямую влияет на динамику и экономичность такого автомобиля;
Дороговизна обслуживания и ремонта.
Итак, взвесив все «за» и «против» автомобилей с задним, передним и полным приводом, каждый автолюбитель может сделать свой, обоснованный и субъективный выбор.
Тип привода автомобиля определяется в зависимости от того, какие колёса являются ведущими в конструкции трансмиссии. Встречаются три основные компоновки: заднеприводная, переднеприводная и полноприводная. Конструктивное решение инженеров играет большую роль в концепции управления и оказывает влияние на динамику машины, а также другие характеристики. Первые автомобили оснащались исключительно задним цепным приводом при размещении двигателя в центре. Классикой жанра стали машины с продольно установленным мотором, КПП, карданным валом и ведущим задним мостом, но сложность конструкции породила поиски инженеров более упрощённых схем реализации.
Сравнение автомобилей с задним и передним приводом.
Появление переднеприводных автомобилей стало новой вехой в эволюции автомобилестроения. Простота исполнения обусловила меньшие затраты на производство, и в пятидесятых – шестидесятых годах машины с передним приводом получили массовое распространение. Лёгкость управления, компактность, сравнительно небольшая стоимость авто, в которых крутящий момент передаётся на передние колёса, обеспечили широкую популярность таким моделям.
Споры о том, какой тип привода всё-таки лучше, не утихают и сегодня, но к единому мнению прийти невозможно по причине актуальности преимуществ каждого из конструктивных решений в зависимости от условий эксплуатации. Несмотря на всемирную популяризацию моделей с передним приводом и их многочисленные достоинства, от классического исполнения, реализованного посредством заднеприводной схемы, не отходят ведущие автопроизводители БМВ, Мерседес и другие не менее уважаемые концерны, что говорит о многом. Заметить разницу в управлении на ровных городских дорогах практически невозможно, но все преимущества и недостатки можно ощутить при определённых условиях.
Прогресс в оснащении уравнивает заднеприводный и переднеприводный автомобили с . Современное оборудование машин, отвечающих параметрам надёжности, позволяет минимизировать риски потери управления в экстренных ситуациях, но здесь главенствующую роль играют всё же опыт и хладнокровность водителя. Виртуозы контраварийного вождения способны удержать любой автомобиль на дороге, независимо от типа привода и количества опций.
Задний привод
Конструкция трансмиссии авто с задним приводом (RWD) обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к задним колёсам, которые являются ведущими, за счёт них и осуществляется движение. Однозначно сказать, что лучше – заднеприводная или переднеприводная машина – нельзя. При выборе модели необходимо брать в учёт характер эксплуатации и навыки вождения автомобилиста. При разгоне вес авто переносится на заднюю ось, нагружая задние ведущие колёса и разгружая передние, вследствие чего улучшается сцепление с дорогой, мощность двигателя используется эффективнее, а колёса меньше буксуют.
Устройство заднего привода обеспечивает вариативность расположения двигателя. Трансмиссия включает сцепление, КПП, дифференциал, полуоси, карданную и главную передачи. Переднеприводный автомобиль не имеет такого количество элементов системы, славится простотой управления при минимальных навыках вождения и более доступен по цене, чем тоже отличается от заднеприводного. При этом при покупке машины представительского класса или гоночной актуальным будет выбор классического варианта конструктивного исполнения.
Преимущества заднеприводных конструкций:
- хорошая динамика разгона машины;
- поведение заднеприводного авто более предсказуемо, заносы происходят на более низкой скорости, чем у переднеприводного;
- выйти из заноса на машине с RWD гораздо проще: исправляется сбросом газа (в отличие от переднего привода) или поворотом руля в сторону заноса при удерживании сцепления, торможение в данном случае недопустимо;
- на руль передаётся меньше вибраций от силового агрегата;
- максимальные углы поворота рулевых колёс больше, а радиус разворота меньше. Передние колёса задают направление, в то время как задние, на которые передаётся усилие двигателя, толкают машину. Этим и обусловлены лёгкость вхождения в повороты, уверенный подъём;
- возможность использования разных техник управления, в том числе контролируемого заноса, что неосуществимо для авто с передним приводом;
- равномерный износ шин;
- реализация привода может быть при самом разном расположении мотора и других элементов трансмиссии;
- удобство доступа к агрегатам для технического обслуживания ввиду их равномерного размещения.
Недостатки заднего привода:
- производство авто с RWD дороже, вследствие чего выше и итоговый ценник, бюджетные модели оснащаются передним приводом;
- увеличенный общий вес автомобиля за счёт большего количества элементов конструкции;
- при любой компоновке крадётся пространство салона (карданным тоннелем или мотором);
- больший ;
- сложность конструкции задней оси, необходимость контроля состояния моста и своевременное техническое обслуживание;
- вероятность зарыться в снегу или грязи выше.
Передний привод
Главная разница между заднеприводным и переднеприводным автомобилями заключается в конструктивном решении узлов и агрегатов. Создаваемый двигателем, крутящий момент передаётся на передние колёса, благодаря чему достигается хорошая курсовая устойчивость. Авто с передним приводом (FWD) легче и компактнее, а сборка проще и дешевле, поэтому большинство автопроизводителей выпускают модели именно в таком варианте конструкции. Благодаря скоплению агрегатов в одном месте удалось достичь и увеличенного пространства салона. В автомобилях с FWD все элементы трансмиссии объединены одним узлом, КПП включает также главную передачу с дифференциалом, а валы привода передних колёс выходят из картера коробки.
Конструктивное различие предполагает совершенно другой принцип управления машиной. Если для заднеприводных авто заносы – обычное дело, то чтобы занесло переднеприводный автомобиль, нужно постараться. Однако в этом и заключается опасность, так как плохое сцепление с дорогой во время гололёда водителю не так заметно, а уйти от заноса на переднем приводе гораздо сложнее. Водители, пересевшие с «классики» на переднеприводную машину, часто допускают ошибку при попытке выровняться, не учитывая физических свойств конструкции.
Принцип поведения в случае заноса кардинально отличается. На переднем приводе нельзя сбавлять скорость, точнее – наоборот, необходимо прибавлять газу и поддерживать обороты, пока траектория автомобиля не стабилизируется, в отличие от заднего привода, где нужно сбрасывать газ. Интуитивно водитель отпускает педаль, но здесь необходимо учитывать особенности трансмиссии, следуя правилам управления авто с разными типами привода. Парковаться на авто с передним приводом значительно удобнее, потому как ведущие колёса поворачиваются в сторону поворота, что позволяет задать чёткое направление. Проходимость за счёт увеличенной нагрузки на передние колёса лучше, чем у заднеприводных машин.
Преимущества переднего привода:
- автомобили дешевле в сборке, соответственно цена порадует и конечного потребителя;
- благодаря тому, что ведущие колёса являются также рулевыми, при этом пробуксовки уменьшены за счёт давления веса двигателя на передние колёса;
- стабильный курс на скользком дорожном покрытии;
- на скользкий подъём авто с FWD поднимается лучше: передние колёса, несмотря на пробуксовку, тащат машину при повороте руля и нажатии на педаль газа, заднеприводный автомобиль при таких манёврах развернёт;
- лёгкость управления, удобство парковки;
- машину труднее пустить в занос, но при этом и выбраться из него тоже труднее;
- простор салона за счёт компактности моторного отсека и отсутствия карданного вала;
- меньший вес, компактность автомобиля;
- экономичный расход топлива.
Минусы переднеприводных систем:
- ощутимые вибрации в салоне, особенно при комплектации дизельным мотором;
- при разгоне на руль передаются реактивные усилия, он начинает дрожать;
- больший радиус разворота;
- машина имеет меньшую манёвренность;
- отсутствие пропорциональной развесовки за счёт скопления агрегатов в передней части;
- при заносе автомобиль сложнее удержать, чтобы выровняться, понадобится немалое мастерство водителя;
- дрифтовать на переднеприводном авто не получится.
В качестве заключения
При выборе машины необходимо учитывать водительский опыт и условия эксплуатации, конкретизировать, какой автомобиль лучше – заднеприводный или переднеприводный – нельзя, при том, что достоинства одного типа проявляются в недостатках другого. Для новичков лучше выбрать машину с передним приводом, она также будет хорошим вариантом, если планируются вылазки на грунтовую дорогу за пределы города.
Заднеприводные авто больше подойдут водителям с хорошими навыками вождения, будут интересны в управлении, а также дадут возможность развлечься посредством контролируемых заносов. Зимой модели с RWD требуют внимательности от автомобилиста, но это не означает, что они менее безопасны, чем переднеприводные, имеющие стабильные параметры устойчивости и управляемости. При условии оснащения авто антипробуксовочной системой ESP, на шипованной резине одинаково удачно удастся взобраться на скользкий подъём при любом типе привода.
Если приобретать боливар из практичных соображений, оптимальным переднеприводного авто, более доступного по цене и экономичного. Машины с задним приводом отлично разгоняются, легко входят в занос, но также беспроблемно из него выводятся. По проходимости лучше переднеприводные авто, но выбираться на бездорожье всё же не следует ни с RWD, ни с FWD. Так, автомобили с разными типами привода имеют свои преимущества и недостатки, в зависимости от характера вождения, водительского стажа автомобилиста и предполагаемых эксплуатационных условий.
Езда по полному бездорожью неприменима при любом из данных вариантов конструкции трансмиссии. Для этого существует отдельный класс автомобилей – внедорожники, оснащаемые полным приводом, где все колёса являются ведущими. Постоянный, подключаемый вручную или в автоматическом режиме полный привод обеспечивает лучшую проходимость, но машины такого типа довольно «прожорливы», поэтому при выборе важно рассматривать модели, соответствующие предполагаемым условиям эксплуатации.
Лучшие цены и условия на покупку новых авто
Кредит 6,5% / Рассрочка / Trade-in / 98% одобрений / Подарки в салонеМас Моторс
Чтобы передвигаться по бездорожью и уверенно чувствовать себя в поворотах, нужно "грести" всеми четырьмя колёсами – это общеизвестно. Но как передать крутящий момент на них? Стоит ли это делать постоянно или только когда нужно и где кроются подводные камни?
Главное и неизменное «действующее лицо» всех систем полного привода - это раздаточная коробка: специальный агрегат, который получает крутящий момент от коробки передач и распределяет его на переднюю и заднюю оси. А вот методик распределения, равно как и схем компоновки, есть несколько.
Системы полного привода принято делить на три типа:
Постоянный полный привод (Full-time)
Плюсы:
- надёжная «неубиваемая» конструкция;
- возможность езды с полным приводом как по бездорожью, так и по асфальту.
Система постоянного полного привода 4Matic (Mercedes-Benz)
Минусы:
- сложность по сравнению с жестко подключаемым приводом;
- большая масса;
- сложность настройки управляемости;
- повышенный расход топлива.
Первое, что приходит в голову, когда есть задача передать крутящий момент на две оси, - это жестко подсоединить их к раздатке железными трубами. Но вот незадача: при прохождении поворотов колеса автомобиля проходят разные пути.
Если жестко соединить оси, то какие-то колеса будут ехать, а какие-то - пробуксовывать. В грязи, когда покрытие мягкое, это нестрашно. Во времена Второй мировой, скажем, легендарные «Виллисы» спокойно ездили с жестко соединенными осями, потому как эксплуатировались исключительно на бездорожье. А вот если покрытие твердое, то эти пробуксовки будут порождать крутильные колебания и медленно, но верно разрушать трансмиссию.
Поэтому в раздаточной коробке автомобилей с постоянным полным приводом располагается межосевой дифференциал - механизм, который распределяет мощность между осями и позволяет им вращаться с разной скоростью. И если какое-то колесо замедляется, то обороты другого увеличиваются, но настолько же падает и крутящий момент на нем.
Все это здорово, пока мы едем по асфальту, а что делать, если задней осью мы застряли в луже? На передних колесах, которые будут стоять на твердой поверхности, будет момент но не будет оборотов, зато задние будут вращаться очень быстро, но момент на них будет маленьким. Маленькой будет и мощность на заднем колесе и ровно такую же мощность дифференциал подаст на передок. Буксовать в таком случае можно хоть целую вечность - все равно не сдвинешься.
Для таких случаев дифференциал снабжают блокировкой - когда она включена, обороты на всех колесах одинаковые, а момент зависит только от сцепления колес с дорогой.
За счет наличия дополнительных узлов (дифференциала и блокировки) вся система получается достаточно тяжелой и сложной. Кроме того, постоянная передача момента на все колеса увеличивает потери энергии, а значит, ухудшает динамику и увеличивает расход топлива.
Постоянный полный привод в автомобилестроении до сих пор используется, хотя в последнее время эту систему постепенно вытесняет полный привод по требованию, о котором речь пойдет дальше.
Жестко подключаемый (Part-time)
Плюсы:
- надежная механика;
- максимальная простота при высокой проходимости.
Минусы:
- по асфальту с полным приводом ездить нельзя.
От дифференциала и блокировок можно и отказаться, при условии, что одна из осей будет временно отключаться. По такой логике работает система жестко подключаемого полного привода.
Оси между собой соединяются без дифференциала, и момент распределяется в строгом соотношении. Как следствие, высокая проходимость и минимум затрат.
Парт-тайм на сегодняшний день практически вымер и используется только на сугубо внедорожных автомобилях. Современному водителю пользоваться этой системой неудобно. Подключать ось можно только в неподвижном состоянии, чтобы не повредить механизмы. Ну а если после покатушек в лесу выехать на шоссе и забыть отключить полный привод, то есть риск загубить всю трансмиссию.
Полный привод с муфтой
Плюсы:
- дешевизна и простота устройства;
- малая масса;
- возможность тонкой настройки системы.
Минусы:
- слабая надежность и стойкость к перегрузкам;
- нестабильность характеристик.
Жесткая блокировка дифференциала - это неплохо на бездорожье, но как заставить систему полного привода дозировать момент в динамике? Степень пробуксовки ведь всегда разная… Решение было найдено в середине 50-х годов.
Система Active Torque Split AWD для Mazda CX-7 с многодисковой муфтой вместо межосевого дифференциала
Обычный механический дифференциал дополнили вязкостной муфтой (вискомуфтой). Вискомуфта - это деталь, в которой ряды лопаток, связанных с входным и выходным валами, вращаются в специальной жидкости. Входной и выходной валы свободно вращаются относительно друг друга, но секрет муфты именно в наполнителе, который при повышении температуры увеличивает свою вязкость.
При обычном движении, легких поворотах или проскальзывании колес муфта не препятствует взаимному перемещению лопаток, но как только разница в скорости вращения передних и задних колес вырастает, жидкость начинает интенсивно перемешиваться и нагреваться. При этом она становится вязкой и блокирует перемещения лопаток относительно друг друга. Чем больше разница, тем выше вязкость и степень блокировки.
Сегодня муфты используются как на схемах с постоянным полным приводом совместно с механическими дифференциалами, так и самостоятельно. Ведущим валом они соединены с раздаткой, а ведомым - с дополнительной осью. При необходимости, когда одна из осей буксовала, часть момента через муфту уходит на нее.
В поздних конструкциях муфт от жидкости отказались в пользу трущихся дисков, которые работают по такому же принципу, как фрикционное сцепление. При необходимости электроника «поджимает» их и начинает передачу момента. Управлять дозировкой момента автомобиль может самостоятельно, без участия водителя.
При всем удобстве муфты имеют ряд недостатков, основной из которых - слабая выносливость на серьезном бездорожье. Трущиеся диски от нагрузки перегреваются, и муфта уходит в аварийный режим. Поэтому эта система применяется в основном на компромиссных кроссоверах и легковых автомобилях, где полный привод нужен не для преодоления буераков, а для лучшей управляемости.
Что дальше?
Дальнейшая эволюция систем полного привода, по всей видимости, будет связана с электромоторами. Первый электромобиль с двигателем на каждом колесе показал еще на Всемирной выставке в Париже 1900 года Фердинанд Порше. Тогда это был, как бы сейчас сказали, «нежизнеспособный концепт-кар». Моторы были слишком тяжелые, а конструкция - дорогой. Сейчас у такой схемы перспектив явно больше.
Есть потенциал и у гибридной схемы, где одна ось приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, а вторая - элекродвигателем. Впрочем, если говорить о настоящих внедорожниках, то никакие электроинновации и фрикционные муфты пока не заменят дешевой, простой и выносливой механики.
Мы пытались расставить все точки над i в вопросе, все ли внедорожники годны для бездорожья. Теперь рассмотрим тему более детально.
С первого взгляда все просто: у полноприводной машины крутящий момент передается от двигателя сразу на все четыре колеса . Такой автомобиль удобен как минимум неприхотливостью к качеству дорожного покрытия - будь то грунтовка, гололедица, мокрая глинистая проселочная дорога или центральный проспект в сильный ливень. Из очевидных плюсов - хорошая проходимость вне дорог с твердым покрытием, а на асфальте - хорошая динамика и отличный старт со светофоров практически без пробуксовки!
Однако иногда случаются казусы - сидит человек во внушительном внедорожнике со стильным шильдом «4WD» на блестящем крыле, но и сам внедорожник «сидит». Конечно, причин тому может быть масса, и самая распространенная из них - сам водитель. Хотя нередко бывает и так, что трансмиссия автомобиля совсем не рассчитана на такие испытания.
Возникают логические вопросы: «Почему не рассчитана?», «А какая рассчитана?». Ответам на эти вопросы и посвящается наша статья.
Существует три типа полноприводных трансмиссий: part-time (подключаемый вручную), full-time (постоянный) и torque on-demand (подключаемый электроникой).
Part-time
Этот тип появился первым. Он представляет собой схему жесткого подключения переднего моста. То есть передние и задние колеса всегда крутятся с одинаковой скоростью. Межосевой дифференциал отсутствует.
Дифференциал - это механическое устройство, которое принимает крутящий момент с приводного вала и распределяет его между ведущими колесами пропорционально, автоматически компенсируя разницу в их скорости вращения. Можно сказать, что дифференциал направляет момент на ведущие колеса, позволяя им вращаться с разными/дифференцированными угловыми скоростями (отсюда само название - дифференциал).
Дифференциалы стоят в переднем и заднем мостах на всех автомобилях, оснащенных полным приводом. На некоторых машинах дифференциал применен и в раздаточной коробке (эта схема полного привода называется full-time, о ней речь пойдет чуть позже).
Попробуем разобраться, зачем нужен дифференциал. Колеса любой машины вращаются с одинаковой скоростью, только когда машина едет прямо. Стоит ей начать поворот, как каждое из колес начинает жить своей жизнью. Одно из колес каждого моста начинает крутиться быстрее, чем второе, а сами мосты соревнуются друг с другом в скорости. Происходит это из-за того, что колеса идут по разным траекториям. То, которое снаружи поворота, проходит больший путь, чем то, которое внутри. Так же и мосты. Соответственно, внутреннее колесо (или ось, к которой оно относится), если бы не дифференциал, просто проворачивалось бы на месте, компенсируя движение наружного колеса.
Понятно, что ни о какой езде с большими скоростями в таком случае говорить нельзя. Не позволит этого отсутствие управляемости, да и нагрузки на трансмиссию быстро выведут ее из строя, не говоря уже о преждевременно стертых шинах. Дифференциал как раз и позволяет одной оси обгонять другую при возникновении разницы их скоростей.
Межосевого дифференциала нет у part-time, момент на оси передается поровну, вращение осей с разными скоростями невозможно, поэтому езда с подключенным «передком» на дорогах с твердым покрытием крайне не рекомендуется. При коротком прямолинейном движении даже на пониженной передаче ничего плохого не случится (вытащить телегу с катером из озера вы сможете). Но при попытке совершить поворот возникает та самая разница в длинах путей мостов. Помним, что момент передается одинаково - 50/50, и выход его излишка только один: проскальзывание колес передней либо задней оси на одной из них.
В грязи, на песке или гравии ничто не мешает колесам при необходимости проскальзывать благодаря слабому сцеплению колес с грунтом. Но на асфальте в сухую погоду выход этой мощности реализуется точно таким же образом, что влечет повышенную нагрузку на трансмиссию, быстрый износ резины, ухудшение управляемости и курсовой устойчивости на высоких скоростях.
Если машина нужна в основном для бездорожья, а на асфальте полный привод использовать не планируется, part-time вполне себя оправдает, так как один из мостов подключается сразу жестко, блокировать ничего не нужно. Да и конструкция проще и надежнее: нет дифференциала и блокировок, нет механических или электрических приводов к этим блокировкам, нет лишней пневматики или гидравлики.
А вот если вы просто хотите преспокойно кататься по асфальту в любое ненастье и не переживать по поводу чередующихся обледенелых и чистых асфальтовых участков, снежных заносов, залитых водой полос или любых других скользко-рыхло-неприятных участков, part-time не лучший вариант: если ехать с постоянно включенным передним мостом, то это грозит повреждениями или износом, включать-выключать мост не очень удобно, да и можно не успеть его включить.
Автомобили с таким типом полного привода: Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Nissan Navara, Ford Ranger, Mazda BT-50, Nissan NP300, Suzuki Vitara, Suzuki Jimni, Great Wall Hover, Jeep Wrangler, UAZ.
Full-time
Имеющиеся недостатки подключаемого полного привода привели к созданию постоянного полного привода, лишенного этих проблем. Это то самое заветное «4WD» безо всяких «если»: четыре ведущих колеса со свободным межосевым дифференциалом, который позволяет образовавшейся лишней мощности выходить за счет прокручивания одного из внутренних сателлитов в редукторе, и машина всегда едет на полном приводе.
Основной нюанс этого типа полного привода состоит в том, что пробуксовка одной оси автоматически отключает вторую ось, и машина превращается в недвижимость. Как это понимать? В целом ситуация такова: одно колесо забуксовало, межколесный дифференциал отключил второе колесо оси. Соответственно, вторая ось тоже автоматически отключается межосевым дифференциалом. Конечно, в реальной жизни так молниеносно остановка не происходит. Движение - это динамика, а значит есть какой-то запас хода, инерция, колесо на миг отключается, проскакивает пару метров по инерции и опять включается. Но в результате машина все равно где-то встанет.
Поэтому, чтобы проходимость внедорожника не ухудшалась, у таких автомобилей зачастую имеется как минимум одна принудительная блокировка (межосевого дифференциала), а как максимум - две. Блокировка в передний дифференциал штатно устанавливается достаточно редко. Но при желании ее чаще всего можно установить отдельно.
В отдельную категорию можно выделить автомобили Mitsubishi Pajero (трансмиссия Super Select 4WD), Jeep Grand Cherokee (SelecTrac), Nissan Pathfinder (All-mode 4WD), Land Rover (Terrain Responce). Их селективную трансмиссию можно назвать системой постоянного полного привода (автоматически подключаемого в случае с Nissan Pathfinder) с возможностью принудительного отключения переднего моста. То есть на этих машинах трансмиссия, скажем так, сочетает в себе part-time и full-time.
К автомобилям с постоянным полным приводом относятся Toyota Land Cruiser 100, 105, Land Cruiser Prado, Land Rover Discovery, Land Rover Defender, Lada 4x4.
Постоянный полный привод в своем классическом исполнении тоже не лишен недостатков при езде на асфальте. Управляемость таких машин оставляет желать лучшего. При возникновении критических ситуаций внедорожник стремится соскользнуть наружу поворота, вяло реагируя на работу рулем и газом. От водителя внедорожника с постоянным полным приводом требуют некоторых навыков и хорошего чувства машины.
Для улучшения управляемости со временем стали применять межосевые дифференциалы, имеющие кроме принудительной блокировки еще и механизм самоблокирования. Разные производители использовали разные решения: кто-то дифференциал типа Torsen, кто-то вискомуфту, но задача у них была одна - частичная блокировка межосевого дифференциала для лучшей управляемости.
В момент пробуксовки одной из осей самоблок срабатывает и не позволяет дифференциалу отключить вторую ось, поэтому момент на нее все равно продолжал поступать. На ряде машин самоблокирующийся дифференциал ставился еще и на заднем мосту, что делало машину более острой на руль (например, Mitsubishi Pajero).
Torque on-demand (AWD)
Дальнейшее совершенствование постоянного полного привода привело к появлению электронно-управляемых систем с переброской и перераспределением крутящего момента.
Итогом всей этой эволюции стали системы курсовой устойчивости, стабилизации, противобуксовочные и системы распределения крутящего момента, которые реализуются с помощью электроники. Эти системы получают сигналы с датчиков ABS, которые контролируют скорость каждого конкретного колеса. Чем дороже и современней машина, тем более сложные схемы на ней могут применяться: отслеживания угла поворота руля, кренов кузова машины, ее скорости, вплоть до частоты колебаний колес. Машина полностью собирает всю информацию о своем поведении на дороге, а компьютер ее обрабатывает и, исходя из этого, регулирует передачу крутящего момента на ту или иную ось посредством электронно-управляемой муфты, пришедшей на смену дифференциалу.
Такие полноприводные трансмиссии получили название torque on-demand (дословно - крутящий момент по требованию). На современных скоростных машинах это изобретение, весьма заслуживающее внимания.
Ранние схемы (двадцатилетней давности) иногда могли вести себя не совсем адекватно, бывали случаи с сильным запаздыванием срабатывания муфт (когда уже в повороте вдруг резко подключался второй мост), поскольку на первом этапе развития муфты работали по факту. Скорость обработки сигналов с датчиков и перераспределение момента зависели от времени прохода этих сигналов до мозга машины. Современные технологии передачи данных, оптоволокно и мощные процессоры, которые мгновенно обрабатывают информацию - все это свело на нет первоначальные недостатки. Сейчас электронные системы практически не имеют серьезных изъянов в поведении, с добавлением новых датчиков и новых параметров практически всегда они работают на опережение.
Но есть одно «но»: такой тип полноприводной трансмиссии годится только для эксплуатации на асфальте с эпизодическим минимальным бездорожьем наподобие в меру разбитой грунтовки.
Большая часть электронных муфт не рассчитаны на бездорожье, при пробуксовке они перегреваются и просто перестают работать. Причем для этого не надо полдня месить колею, может хватить и десяти минут любимого многими ледового дрифта. А если перегревать ее регулярно, она может и вовсе выйти из строя.
Практически все системы используют тормозные механизмы машины для подтормаживания буксующих колес, а грязь и песок, неизбежные на бездорожье, очень способствуют быстрому износу колодок и тормозных дисков, что помимо стоимости новых запчастей плохо сказывается и на самих тормозах.
Чем более наворочена система, тем она более уязвима, так что выбирать машину надо с умом, отдавая себе отчет, что даже сугубо городские автомобили, созданные для асфальта, вполне допускают съезды на проселки. Но надо понимать, на какие именно. Случайный обрыв одного проводочка датчика ABS выведет систему из строя, потому что она перестанет получать информацию извне. Или топливо не очень качественное попадется - тоже поездка в сервис, ведь «понижайка» уже может не включиться. Иные «электронные мозги» могут вообще отключить машину и поставить ее в сервисный режим.
Автомобили с torque on-demand - Cadillac Escalade, Ford Explorer, Land Rover Freelander, Toyota RAV4 (после 2006 г.в.), Kia Sportage (после 2004 г.в.), Mitsubishi Outlander XL, Nissan Murano, Nissan X-Trail.
В заключение хочется дать простой совет: если выбирать автомобиль только для бездорожья, то part-time станет отличным вариантом. Если же речь идет о перемещениях преимущественно в городской черте, то и AWD будет вполне достаточно. Ну а постоянный полный хорош в любой ситуации.
Количество всевозможных внедорожников и кроссоверов на наших дорогах растет огромными темпами. Одним из главных достоинств таких автомобилей считается система полного привода, принцип работы которой у разных моделей может существенно отличаться.
Все типы полного привода можно условно разделить на три основных: временно подключаемый (Part Time), постоянный (Full Time) и автоматически подключаемый (On Demand Full Time).
Временно подключаемый полный привод
Временно подключаемый полный привод, или как его часто называют Part Time, не позволяет длительное время ехать в полноприводном режиме. В таком типе полного привода отсутствует межосевой дифференциал, который бы компенсировал разницу в скорости вращения передней и задней оси. Без него, при передвижении по сухой дороге, детали трансмиссии начинают быстро изнашиваться.
Полный привод Part Tim e можно принудительно подключать только для преодоления сложного участка дороги на небольшой скорости.
Обычно для подключения используется рычаг раздаточной коробки передачи. Хотя в некоторых версиях чтобы подключить передний мост необходимо выйти из машины и повернуть специальные ручки (хабы) на ступицах передних колес.
Временно подключаемым полным приводом оснащаются только «полноценные» внедорожники, которые используются по прямому назначению. Яркими представителями таких «проходимцев» можно назвать и , которые не спешат отдавать управление полным приводом электронным «мозгам».
Кроме того «временным» полным приводом оснащаются практически все китайские копии известных внедорожников 90-х годов.
Настоящие внедорожники с «честным» режимом Part Tim e понемногу уходят в историю, так как их вытесняют более современные системы полного привода.
Постоянный полный привод
Постоянный полный привод, или Full
Time, у большинства производителей не дает возможности принудительно отключить/подключить один из мостов.
Благодаря наличию межосевого дифференциала такая трансмиссия постоянно (в любых условиях) работает в полноприводном режиме. К тому же в современных моделях межосевой «дифф» имеет свои электронные «мозги».
С таким дифференциалом крутящий момент может передаваться на оси в разной пропорции, то есть не только 50/50. При появлении пробуксовки «умный» дифференциал мгновенно может «перебросить» крутящий момент не только на ось с лучшим сцеплением, но даже на отдельное колесо, которому есть за что зацепиться.
Такой тип полного привода является наиболее «продвинутым» среди других систем 4х4.
Обилие «умной» электроники на самых современных системах позволяет автомобилю подстраиваться даже под конкретное дорожное покрытие (асфальт, гравий, песок и т.п.), от водителя требуется лишь нажать нужную кнопку.
Самые известные представители постоянного полного привода это компания , с фирменной системой Quattro, и Subaru с системой AWD (All Wheel Drive).
Интересно, что таким типом трансмиссии оснащаются совершенно «не внедорожные» седаны, купе и хэтчбеки. Это подчеркивает универсальность данной полноприводной системы.
Автоматически подключаемый полный привод
Автоматически подключаемый полный привод (On Demand Full Time) позволяет автомобилю оставаться переднеприводным и только в случае пробуксовки ведущих колес подключает задний мост. Автоматическое подключение полного привода в современных системах происходит практически мгновенно при первых же признаках пробуксовки.
В зависимости от возможностей конкретной системы, крутящий момент между осями может перераспределяется в любых пропорциях (от 10/90 до 90/10).
При этом электронная система стабилизации (ESP) позволяет сохранить контроль над автомобилем, который может резко превратиться из переднеприводного в заднеприводный, и наоборот.
Для преодоления особо сложного участка дороги такой тип привода (в большинстве версий) дает возможность принудительно перераспределить «плавающий» крутящий момент между осями в пропорции 50/50. Обычно для этого существует кнопка с надписью 50/50, Lock и т.п. Но при достижении определенной скорости (40-50 км/ч) блокировка отключится, и система вернется в «плавающий режим».
Кроме того, автомобиль с автоматически подключаемым полным приводом можно превратить в чисто переднеприводный, без всяких подключений. Опять же с помощью «магической» кнопки (2WD и т.п.). Отключение полного привода способствует экономии топлива, к тому же необходимость в четырех ведущих колесах в городе возникает не часто.
Автоматически подключаемый полный привод - самый «молодой» из систем 4х4.
Им оснащено подавляющее большинство кроссоверов на нашем рынке. Можно даже сказать, что такой привод является неотъемлемым атрибутом настоящего кроссовера. Новый тип автомобиля потребовал новый тип полного привода, все логично.
Какой привод полн ее?
Определить какой же полный привод наиболее оптимальный достаточно сложно, так как каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
На серьезном бездорожье лучше всего себя будет чувствовать внедорожники с временно подключаемым полным приводом и жесткими механическими блокировками всех дифферинциалов (межосевой и межколесные). Зато в городских условиях такие машины никакого удовольствия от управления не дают.
В свою очередь, чисто городские кроссоверы со своим автоматически подключаемым полным приводом практически беспомощны на любом бездорожье, зато управляются как обычные легковушки.
Золотой серединой выступает постоянный полный привод, который и бездорожье осилит и на трассе себя в обиду не даст.
Но вот вмешаться в свою работу такой привод не даст, то есть ни топливо сэкономить, ни через очень сложный участок проехать (несмотря на «очень умную» электронику) может не получиться.