Привод 4wd что означает
Полный привод: постоянный и подключаемый. Как устроен и в чём разница?
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:
Система постоянного полного привода 4Matic (Mercedes-Benz)
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.
Что такое 4WD на машине и что необходимо знать о полном приводе
4WD — что такое полный привод на машине, разбираемся
Автомобили бывают разные. Одни были созданы исключительно для движения по дорогам с твердыми покрытием. Другие – для преодоления более сложных ландшафтов. Не случайно, в инструкции по эксплуатации обычных легковых автомобилей указан их класс – дорожный. С автомобилями, имеющими полный привод все гораздо сложнее.
Для обозначения привода, была принято обозначение колесной формулы следующим образом. Например, колесная формула 4Х4 обозначает количество ведущих колес к их общему количеству. Ведущими называют колеса, на которые подается крутящий момент от двигателя. Также полноприводные машины обозначают 4WD, что буквально означает привод на четыре колеса.
Разумеется, трансмиссия 4WD машины конструктивно куда более сложная, чем автомобиля, имеющего передний или задний привод. Казалось бы, сделать внедорожный автомобиль 4WD довольно просто. Но, это не так.
Чтобы распределить крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам, необходим еще один агрегат – раздаточная коробка. С ее помощью крутящий момент распределяется на все ведущие оси. Распределение крутящего момента – ключевая функция полноприводной трансмиссии. Вместе с тем, все автомобили с полным приводом 4WD, конструктивно отличаются друг от друга. наиболее часто встречаются автомобили как с постоянным полным приводом (Full time), так и с подключаемым (Part time). Поговорим о них более подробно.
Жесткий подключаемый полный привод (Part time) 4WD.
Самое простое решение для автомобиля 4WD – прямое подключение всех ведущих мостов. Такой тип трансмиссии сравнительно прост и надежен. Крутящий момент, поступает через коробку передач к раздаточной коробке, а от нее через шарнирные приводы к дифференциалам мостов. Усилие от двигателя непосредственно распределяется на передний и задний мост практически в равном количестве.
В результате, величина крутящего момента как на задних, так и на передних колесах становится практически равной. Такое распределение момента существенно повышает проходимость. Автомобиль может преодолевать существенное бездорожье.
Для увеличения крутящего момента дополнительно в трансмиссию 4WD вводится еще одна понижающая передача, называемая демультипликатором. При включении понижающей передачи, автомобиль существенно теряет в скорости, зато увеличивается тяга на колесах, что еще больше повышает проходимость. Для движения по рыхлому снегу, а также по вязким почвам рекомендуется включение понижающей передачи.
Такая конструкция лежит в основе всех классических 4WD внедорожников – тяжелых автомобилей, имеющих жесткую рамную основу и зависимую, часто, рессорную подвеску с неразрезными балками мостов. Конструкция классического 4WD внедорожника является фактически повторением конструкции автомобилей с американской маркировкой «general purpose», что в буквальном переводе означало: «автомобиль общего назначения». Позднее, это словосочетание трансформировалось в ставший нам привычным «джип» (Jeep).
Повышенной проходимости способствует не только полный 4WD привод на все колеса с дополнительной понижающей передачей. Успешному преодолению бездорожья во многом способствует удачное распределение веса автомобиля по осям, а также жесткая рама и конечно же, высокая и мощная подвеска, в которой вертикальное перемещение обоих колес жестко связано между собой.
Все это способствует хорошим внедорожным качествам. Если в автомобиле используются межколесные самоблокирующиеся дифференциалы, его проходимость повышается еще больше. Большинство «классических» внедорожников представляют собой автомобили с мощными двигателями, высокой посадкой и внушительными габаритными размерами. Такие автомобили способны преодолеть серьезное бездорожье, снежные заносы и даже переехать неглубокие водоемы без сильного течения.
Наряду с известными преимуществами, классические внедорожники 4WD имеют и ряд существенных недостатков. Главным из них является, как ни странно, жесткий полный привод. Все дело в том, что крутящий момент распределяется в равной степени между осями автомобиля. При некоторых условиях угловые скорости передних и задних колес не всегда бывают одинаковыми
. И если при движении по рыхлому грунту это компенсируется пробуксовкой колес, то при движении по твердому и ровному дорожному покрытию в трансмиссии будут возникать опасные перегрузки. Например, при прохождении поворотов, из-за разности давления в шинах или неравных угловых скоростях карданных шарниров, в трансмиссии внедорожника возникают крутильные колебания, в результате которых механизмы легко выходят из строя.
Чтобы этого не произошло, один из ведущих мостов, чаще передний, имеет возможность отключения от трансмиссии 4WD. Если вы двигались по бездорожью и решили выехать на дорогу с асфальтовым покрытием, прежде чем двигаться по дороге, вы должны отключить одну из ведущих осей. Многие отечественные и зарубежные модели 4WD внедорожников для уменьшения механических потерь оснащаются специальными муфтами, при помощи которых передние колеса подключаются к трансмиссии.
Некоторые модели имеют вакуумный или электромагнитный привод колесных муфт. Исходя из этого, такой тип автомобилей называют «part time 4WD». Повышенный расход топлива – еще один существенный недостаток внедорожников. Тяжелая рамная конструкция, чугунные балки мостов, большие механические потери обуславливают повышенный топливный аппетит таких автомобилей.
Достоинства 4WD:
Недостатки 4WD:
Постоянный полный привод (Full time) 4WD.
Со временем прогрессивная конструкция внедорожников стала уступать место более легким моделям 4WD автомобилей, которые обладали не менее выдающимися внедорожными качествами. Со временем отпала необходимость в жесткой раме. А колесная подвеска стала полностью независимой. Претерпела изменение и конструкция трансмиссии. Для того, чтобы подключить полный привод 4WD, необходимо было полностью остановить автомобиль, затем подключить колесные муфты, а уж после переводить рычаг включения моста.
Конструкция постоянного полного привода 4WD полностью исключает все эти операции, поскольку крутящий момент передается на обе оси. Это стало возможным, благодаря введению в трансмиссию еще одного элемента – межосевого дифференциала. Межосевой дифференциал напоминает конструкцию колесного дифференциала планетарного типа.
Устройство способно распределять крутящий момент между осями по принципу наименьшего сопротивления. Если передняя ось автомобиля испытывает большее сопротивление движению, крутящий момент автоматически перебрасывается к задней оси. Такая компоновка трансмиссии позволила полностью отказаться от необходимости отключения одной из ведущих осей.
Автомобиль с постоянным полным приводом стал более маневренным и устойчивым к заносу при прохождении поворотов на высокой скорости. Вместе с тем, на бездорожье привод full time 4 WD был бы полностью бесполезен, поскольку при пробуксовке колес на одной из осей, другие остаются недвижимы, поскольку весь крутящий момент переходит на буксующее колесо. Чтобы справиться с этой задачей, в трансмиссию было введено управление блокировкой межосевого дифференциала, также называемое «diff-lock».
В зависимости от марки и модели автомобиля, механизм блокировки дифференциала (diff-lock) может иметь рычажный, вакуумный или электромагнитный привод. Благодаря подобной компоновке полноприводной 4WD трансмиссии, появилась возможность ее установки на более легкие автомобили, имеющие несущий кузов и как продольное, так и поперечное расположение силового агрегата. Автомобили с продольным расположением двигателя имеют компоновку трансмиссии, во многом схожую с «классическими» внедорожниками.
Более интересна конструкция с поперечной компоновкой мотора. Обычно, коробка передач, раздаточная коробка и межколесный дифференциал передней оси собраны в один агрегат. Привод на заднюю ось выполнен в виде углового редуктора, внутри которого и расположены элементы межосевого дифференциала. Такая конструкция 4WD хотя и утяжеляет массу автомобиля, но более компактна по сравнению с аналогичными типами трансмиссии.
В результате, автомобиль 4WD способен одинаково хорошо передвигаться практически на любом покрытии. Конструкция full time 4WD легла в основу многих моделей гибридных внедорожников, называемых кроссоверами. В отличие от «классики», многие модели кроссоверов имеют несущую конструкцию кузова и полностью независимую пружинную подвеску. При этом они способны передвигаться как в плотном городском потоке, так и на легком бездорожье. Главное условие движения с заблокированным дифференциалом (diff-lock on) не рекомендуется разгоняться выше 60 км/ч и двигаться не более 2-х часов.
Вместе с тем, жесткая блокировка дифференциала сегодня стала такой же архаичной, как и зависимая подвеска. Наряду с межосевым дифференциалом или вместо него, часто применяется вязкостная муфта (вискомуфта). Принцип ее работы во многом схож с гидротрансформатором в АКПП. Между дисками, жестко соединенными с трансмиссией, находится специальная жидкость.
При незначительном различии угловой скорости передней и задней осей жидкость допускает проскальзывание дисков друг относительно друга. при пробуксовке одной из осей, жидкость разогревается, в результате чего ее плотность резко повышается. В результате, крутящий момент передается через жидкость к неподвижной оси. Вискомуфта позволяет блокировать межосевой дифференциал автоматически в нужный момент. Недостатком ее является склонность к перегреву. Поэтому, преодолевать тяжелое бездорожье в течение длительного времени на 4WD автомобилях с вязкостной муфтой не рекомендуется.
Современные 4WD автомобили оснащаются более совершенными устройствами блокировки. В них вязкостная муфта заменена многодисковой фрикционной муфтой, работающей по принципу сцепления. Управляется муфта электроникой. Электронное устройство отслеживает угловые скорости колес и распределяет крутящий момент на неподвижные. В отличие от жесткой блокировки, такой механизм позволяет распределить крутящий момент более дозировано. Благодаря электронному управлению, 4WD автомобили стали еще более проходимыми и устойчивыми даже на скользком дорожном покрытии.
RWD, FWD, 4WD или AWD — какие типы привода существуют (и их особенности)
Виды полного привода: 4WD и AWD
Итак, можно выделить Full-time4WD, Part-time 4WD и AWD. В свою очередь, чтобы было понятно, какие особенности имеет AWD, что это такое и как работает, нужно рассмотреть данное решение в сравнении с другими похожими схемами реализации.
Первое, маркировка на автомобилях 4WD (Full-time 4WD и Part-time 4WD) и AWD — это тип полного привода (Four-wheel-drive и All-wheel-drive). Более того, система полного привода сегодня встречается не только на кроссоверах и внедорожниках, но и на легковых авто.
Каждая из этих систем имеет свои плюсы, при этом во всех случаях главное преимущество — улучшенная управляемость автомобиля при движении по скользкому дорожному покрытию и по бездорожью. Но также есть и свои минусы – большой расход топлива, усложненная конструкция трансмиссии, большие нагрузки на ходовую часть, дорогостоящее ТО и т.д.
Если рассматривать, что такое 4WD, то 4WD привод на машине, в большинстве случаев, дает возможность водителю самостоятельно выбрать, как распределить мощность между всеми колесами. Во многих автомобилях есть возможность отключение передачи крутящего момента на одну ось, как правило – это отключение переднего моста.
Следует отметить, что автопроизводители сегодня все реже и реже используют полный привод с возможностью переключения и распределения крутящего момента, поскольку такой привод имеет большую себестоимость.
Раздаточная коробка стала редко применяться на транспортных средствах, на смену ей пришла автоматизированная электроника, которая и следит за вращением колес, контролируя максимальную эффективность работы трансмиссии автомобиля.
При этом в таких автомобилях осталась возможность регулировки режима работы, водитель может включить пониженную передачу крутящего момента (повышенные обороты двигателя при низкой скорости автомобиля).
Как видно, если рассматривать AWD и 4WD, в чем отличие данных систем, какие они имеют особенности, можно сделать вывод, что каждое решение имеет ряд достоинств и недостатков. Но, несмотря на некоторые технические нюансы, обе схемы относятся к системе полного привода.
Основные отличия систем состоят в том, что:
AWD — автоматически подключаемый полный привод
All-Wheel Drive — современный этап эволюции подключаемого полного привода.
Как и в случае с Part-Time приводом, вторая ось здесь подключается по требованию, но здесь для выполнения требования достаточно активировать соответствующий режим, нажав на копку в салоне. Другой вариант, когда вторая ось подключается при проскальзывании колес ведущей оси, автоматически.
Как правило, основной ведущей осью является передняя, а при необходимости подключается полный привод, и крутящий момент начинает перекидываться и на задний мост в соотношении в основном 60/40 на переднюю/заднюю ось.
Реализуется это посредством межосевой муфты. Дифференциал отсутствует, а благодаря тому, что гидравлическая или электромагнитная муфта допускает проскальзывание осей, улучшается управляемость автомобилем в режиме полного привода.
Отсюда следует и недостаток привода AWD — перегрев муфты из-за постоянного высокого трения. В этом случае муфта или перестает подавать крутящий момент, или вовсе выходит из строя. Из-за этого серьезные офф-роадные условия таким машинам противопоказаны.
Особенностью автомобилей с AWD является «защита от дурака». То есть владелец может перед трудным участком дороги заблокировать муфту, чтобы полный привод остался включенным, но если электроника определит скорость как превышающую безопасную при данном режиме движения, муфра может самостоятельно разблокироваться.
Повсеместно AWD встречается на кроссоверах типа Renault Duster, Nissan Terrano, Mitsubishi Outlander, Toyota RAV4, Kia Sportage и др. Популярность этого типа привода только растет.
Плюсы и минусы AWD
Сильные стороны технологии:
Слабые места All-wheel drive:
Таким образом, выбор между автомобилями с 4WD и AWD напрямую зависит от того, в каких условиях вы планируете использовать авто. Если вам нужна повседневная машина, на которой можно иногда выбраться на природу, то AWD — идеальный вариант. Ну а для поездок на охоту или рыбалку в глубины дикой природы, или для перевозки грузов по остаткам разрушенных дорог пригодны только тяжёлые внедорожники или пикапы с постоянным полным приводом и комплектом внедорожных опций.
Постоянный полный привод предполагает стационарное соединение всех колёс через многоступенчатую трансмиссионную систему с мотором. Для этого и служит межосевой дифференциал. Так, ВАЗ-2121 оснащён его принудительной блокировкой, что ставит «Ниву» в один ряд с машинами повышенной проходимости с подключаемым полным приводом.
С форматом «4х4» можно регулировать распределение вращения между колёсами – у некоторых моделей имеется возможность отключения крутящего момента на передний мост (UAZ, Mitsubishi Pajero). Впрочем, необходимо учесть, что в последнее время полный привод с функцией включения-отключения заводы-изготовители выпускают крайне редко, ведь данная опция зарекомендовала себя как неэффективная и дорогостоящая.
Во многих авто с 4WD приводом предусмотрен самостоятельный выбор распределения мощности между четырьмя колёсами
Надо сказать, что и раздаточная коробка постепенно становится редкостью. Механику вытесняет кибернетика, автономно мониторящая процесс вращения скатов и поддерживающая оптимальный режим эксплуатации трансмиссии. Как бы то ни было, традиционные схемы, когда водитель по желанию может включить пониженную передачу тяги при небольшой скорости и повышенных оборотах коленвала, ещё встречаются. Это весьма неплохое подспорье в критической ситуации, например, если ТС застряло в снегу или на пахоте.
Удобно, когда при необходимости имеется возможность включить 2H – передачу на одну ось, действующую в качестве классического заднего привода. Если этого недостаточно, переключаемся на 4H и плавно преодолеваем преграды. Однако главная фишка, отличающая 4WD от остальных приводов, – специальный технологический режим – 4L (пониженная передача). При нём 4 колеса полностью блокируются и вращаются с одинаковой частотой. Для города упомянутый режим ни к чему, а вот для глубокого сугроба либо трясины – в самый раз! Чистая мощность двигателя, подаваемая равными частями на оба моста, вытянет из вязкой и рыхлой массы без пробуксовки.
Представители: Audi Q3-SQ7, Bentley Bentayga, BMW X1- X6, Chery Tiggo, Daewoo Winstorm, Dodge Journey, Fiat Fullback, Jaguar F-Pace, Jeep Wrangler, Toyota Land Cruiser, Land Rover.
А какой из них лучше?
Зная особенности популярных типов полного привода, уже можно подумать о достоинствах и преимуществах каждого. Сейчас в первую очередь нас интересует, в чем разница между 4WD и AWD и что они вообще собой представляют. Как уже упоминалось, это практически одно и то же. 4WD – общее обозначение привода на все колеса, и часто оно подразумевает возможность вручную обеспечить подачу крутящего момента на один из мостов (незадействованных), обеспечив автомобилю повышенную проходимость, тогда как AWD – подключаемый (автоматически) привод на все колеса (или же постоянный).
Однако во многих случаях указанное различие не соблюдается, и как изготовители, так и различные СМИ могут подразумевать или вкладывать в любую из упомянутых аббревиатур совсем другой смысл. Использование того или иного варианта полного привода должно основываться не на каких-то буквах и символах, а на конкретных технических характеристиках и условиях эксплуатации машины.
Итоги и некоторые соображения про полный привод
В России есть культ полноприводных машин, который произошел от довольно сложных дорожных условий. Но сегодня дороги в РФ уже перестали быть такими ужасными, коммунальные службы их неплохо очищают. Полный привод вам нужен, если вы живете в селе, каждый день ездите на охоту или рыбалку, постоянно путешествуете в сложных условиях. Также в северной части страны нередко нужны джипы с настоящим зверским характером, чтобы не замерзнуть в сугробе. Но в остальных случаях полноприводное авто часто становится зря выброшенными в салоне деньгами.
Подумайте, нужен ли вам полный привод вообще. Если вы решили, что без этой опции жить дальше невозможно, попробуйте найти машину с 4WD. Чаще всего это не очень красивые внедорожники, задача которых преодолевать трудности. Комфорта в них также будет не слишком много. А вот автомобили с AWD служат для небольшого увеличения комфорта в сравнении с обычными переднеприводными версиями тех самых машин. Это далеко не внедорожник, который не порадует вас своей уверенной проходимостью.
Видео на тему
Применение такого привода создаёт следующие преимущества:
При движении масса транспортного средства с RWD переносится на задние колёса, вследствие чего автомобиль получает лучшее сцепление с дорогой, а динамика разгона улучшается
Увы, вместе с достоинствами обнаруживаются и минусы. Их меньше, зато они несоизмеримо существеннее:
Типичные представители: BMW 3-Series E30, Cadillac CTS, Chevrolet SS и Camaro, Dodge Challenger, Charger и Magnum, Chrysler 300, Ford Mustang и Sierra, Hyundai Genesis, Jaguar S-Type, Lexus GS, Mazda MX-5, Mercedes E-Class W124, Nissan 370Z, Opel Omega, Scion FR-S, Smart Fortwo, Subaru BRZ, ВАЗ-2106.
Плюсы переднеприводных автомобилей FWD
Передний или задний
Какой привод лучше – RWD, FWD? Это всегда актуальный вопрос для многих автовладельцев. На данный момент можно смело утверждать, что машины с передней ведущей осью лучше. Они обладают более важными достоинствами и передний привод идеально подходит для бюджетного недорого автомобиля. Задний привод оправдан в том случае, если речь идет о выборе спорткара. В обыденной городской жизни лучше себя показывает именно машина с передней ведущей осью. По мнению многих автовладельцев, победитель очевиден. И не стоит удивляться, что это привод FWD. Отчасти поэтому большинство производителей выпускают именно такие модели.
Список лучших моделей рамных внедорожников
Если рассматривать топовые РВ, то здесь следует отметить несколько моделей:
Мерседес-Бенц Гелендваген – полноразмерный автомобиль повышенной проходимости G-класса, производится с 1979 года, за время его выпуска сменилось два поколения, а в 2020 году планируется запустить в серийное производство Мерседес G-Class-3 в кузове W464. Немецкий внедорожник изначально комплектовался двумя бензиновыми и двумя дизельными двигателями, все модели оснащались 4-ст. МКПП, подключаемым передним приводом. Короткобазный автомобиль выпускается с колесной базой 2400 мм, длиннобазный – 2850 мм. Моторы Mercedes G-класса не отличаются особой экономичностью – мощность ДВС на внедорожниках серии AMG достигает 500 лошадиных сил.
Среднеразмерный японский РВ Pajero Sport от компании Mitsubishi впервые был представлен в 1996 году, он создан на базе пикапа Мицубиси L200. Второе поколение авто производится с 2008-го года, с 2013-го сборка Pajero Sport-2 осуществляется в России (г. Калуга). Модель из Японии отличается почти фантастической проходимостью, высокой надежностью, Спорт-2 обладает весьма вместительным багажником, имеет теплый комфортный салон. Основные недостатки марки – не очень хорошая шумоизоляция, слабое лакокрасочное покрытие, достаточно высокий расход топлива.
Toyota Ленд Крузер 200 – еще один яркий представитель японских внедорожников с очень хорошим качеством сборки, с отличными техническими характеристиками. Модель Land Cruiser производится с далекого 1951 года, автомобиль 9-поколения Ленд Крузер 200 серийно выпускается с конца 2007-го года. Самое главное качество внедорожники Тойота – надежность, этот автомобиль также отличается высоким уровнем комфортности. На российском рынке модель пользуются большим спросом, и часто автовладельцы продают подержанную машину практически за ту же цену, что и купили.
Nissan Patrol – также модель, выпускаемая несколько десятилетий, является прямым конкурентом тойотовский марки Land Cruiser. Патрол производится с короткой и длинной базой, в трех- и пятидверном исполнении. Автомобиль характеризуется мощной рамой, мостами с неразъемным корпусом, достаточно внушительными размерами. В 2017 году с конвейера сходит Nissan Patrol 6-го поколения в кузове Y62.
Infiniti с индексом QX80 производится с 2013 года, внедорожник создан на базе Nissan Patrol Y62, является автомобилем премиум-класса. QX80 оснащается только одним типом двигателя – бензиновой «восьмеркой» 5.6 л мощностью 405 лошадиных сил. Динамика внедорожника впечатляет, он способен разгоняться до «сотни» за 6,5 секунд.