Полноприводная трансмиссия: Трансмиссия полноприводного автомобиля

Трансмиссия полноприводного автомобиля

27.01.2014 #Трансмиссия

Трансмиссия полноприводного автомобиля

На сегодняшний день наибольшим спросом пользуются такие системы полного привода, как постоянный полный привод и полный привод, подключаемый автоматически. Каждая из этих систем имеет такие общие преимущества, как эффективное использование мощности двигателя и улучшение управляемости и проходимости автомобиля.

Трансмиссии полноприводных автомобилей, в совокупности образующие систему полного привода, могут иметь разные конструкции. Существуют следующие системы полного привода:

— постоянный полный привод;
— полный привод, который подключается вручную;
— полный привод, который подключается в автоматическом режиме.

Каждая система полного привода имеет свои определенные преимущества, но в общем можно сказать, что все системы обладают следующими достоинствами:

— мощность двигателя используется более эффективно;
— при движении по скользкому дорожному покрытию прослеживается отличная курсовая устойчивость и управляемость;
— улучшается проходимость автомобиля.

Постоянный полный привод

Если автомобиль оснащен системой постоянного полного привода или так называемой системой Full Timе, это значит, что крутящий момент постоянно передается на все колеса. В состав этой системы входят такие механизмы, как коробка передач и раздаточная коробка, сцепление, карданные и главные передачи передней и задней оси, межколесные дифференциалы передней и задней оси, а также полуоси колес.

Постоянный полный привод может применяться на автомобилях, которые имеют заднеприводную и переднеприводную компоновку. Такие системы, самыми известными среди которых выступают 4Matic от Mercedes, xDrive от BMW, Quattro от Audi, отличаются, как правило, по конструкции карданной передачи и раздаточной коробки.

Сцепление дает возможность двигателю кратковременно отсоединиться от трансмиссии во время переключения передач, защищая трансмиссию от перегрузок. Коробка передач отвечает за изменение крутящего момента, тем самым влияя на скорость движения автомобиля. Если речь идет об автоматической коробке, то в роли сцепления выступает гидротрансформатор.

Раздаточная коробка распределяет крутящий момент по ведущим осям автомобиля. Раздаточные коробки полноприводных авто обязательно оснащены межосевым дифференциалом, который предусматривает возможность ручной или автоматической блокировки. Среди современных конструкций автоматической блокировки дифференциала можно выделить вискомуфту, многодисковую фрикционную муфту, самоблокирующийся дифференциал Torsen.

Карданная передача передает крутящий момент от вторичных валов «раздатки» на валы главной передачи, которая выполняет функцию увеличения крутящего момента.

Межколесный дифференциал распределяет крутящий момент между колесами, в результате чего полуоси могут вращаться с разными угловыми скоростями. В полноприводных системах дифференциал используют как на передней, так и на задней осях.

Для максимальной реализации возможностей полного привода дифференциалы могут блокироваться как вручную, так и в автоматическом режиме. На большинстве современных автомобилей используется электронная блокировка дифференциала.

Как работает система постоянного привода?

Двигатель передает крутящий момент на коробку передач, а затем на раздаточную коробку, где происходит его распределение по осям. Если появляется необходимость, водитель может включить понижающую передачу. В итоге крутящий момент идет на межосевой дифференциал каждой оси, а оттуда по полуосям отправляется на ведущие колеса. Если колеса одной из осей начинают проскальзывать, межосевой и межколесный дифференциалы блокируются принудительно или автоматически.

Система полного привода, которая подключается автоматически

Система On demand, то есть система полного привода, которая включается автоматически, является перспективным вариантом для легкового автомобиля. Эта система в случае необходимости подключает колеса одной оси, если проскальзывают колеса другой оси. Если же автомобиль находится в стандартных условиях, система отключена, поэтому он является передне- или заднеприводным.

На сегодняшний день самой известной системой автоматически подключаемого полного привода считается система 4Motion, которая является изобретением концерна Volkswagen.

Устройство автоматически подключаемой системы полного привода включает такие узлы, как коробка передач, сцепление, главная передача передней и задней оси, межколесный дифференциал передней и задней оси, карданная передача, раздаточная коробка, муфта подключения задней оси, полуоси.

Раздаточная коробка в системе, где полный привод подключается автоматически, как правило, имеет вид конического редуктора. Межосевой дифференциал и пониженная передача в данной системе отсутствуют. В роли муфты подключения задней оси могут выступать вискомуфта или электронная фрикционная муфта. Так, в полноприводной системе 4Motion используется муфта Haldex.

Работа подключаемой автоматически полноприводной системы, оборудованной фрикционной муфтой, заключается в том, что от двигателя крутящий момент идет на переднюю ось авто. Кроме этого, через раздаточную коробку и карданный вал крутящий момент поступает на фрикционную муфту, которая отличается минимальным сжатием в нормальных условиях, передавая около 10 процентов крутящего момента на заднюю ось. Если колеса передней оси начинают проскальзывать, фрикционная муфта срабатывает, обеспечивая передачу крутящего момента, варьирующегося в определенных пределах, на заднюю ось.

Система полного привода, которая подключается вручную

Система полного привода Part Time, то есть система, подключаемая вручную, на сегодняшний практически не используется в силу своей неэффективности. Но стоит заметить, что данная система отлично подходит для внедорожников, так как надежно связывает переднюю и заднюю оси, распределяя крутящий момент в соотношении 50:50.

Устройство подключаемой вручную системы полного привода напоминает систему постоянного полного привода, отличаясь отсутствием межосевого дифференциала, а также возможностью подключения в раздаточной коробке переднего моста.

Другие статьи

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14.09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

Переходник для компрессора: надежные соединения пневмосистем

31.08.2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22. 06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

ᐉ Полноприводная трансмиссия. Устройство и принцип действия

Автомобили, у которых все колеса ведущие, называют полноприводными. Если крутящий момент передается на все колеса, улучшается способность автомобиля двигаться в плохих дорожных условиях. Это послужило толчком к созданию огромного семейства внедорожных автомобилей. Такие автомобили называют автомобилями повышенной проходимости. В некоторых странах легковые автомобили повышенной проходимости принято называть SUV (Sport Utility Vehicle – автомобили для спорта) или RV (Recreational Vehicle – автомобили для отдыха). Некоторые автомобили с приводом на четыре колеса обозначают AWD (All Wheel Drive – все колеса ведущие) или AD (4 Wheel Drive – привод на четыре колеса), а иногда просто 4×4. ­­

Сейчас имеется большой выбор полноприводных автомобилей, предназначенных для движения по дорогам с усовершенствованным покрытием. Большинство мировых производите­лей легковых автомобилей в своей номенклатуре серийных автомобилей имеют вариант с приводом на все колеса.

Трансмиссия полноприводного автомобиля конструктивно сложнее, дороже и тяжелее, чем у автомобиля с двумя ведущими колесами. Кроме того, механические потери в такой трансмиссии выше. Дополнительная масса и потери мощности снижают общие показатели и ухудшают топливную экономичность автомобиля. В то же время сопротивление качению ведущих колес меньше, чем ведомых, что в некоторой степени (но не полностью) компенсирует потери. Несмотря на недостатки полного привода, его преимущества часто являются более важными. Очевидно, что помимо улучшения внедорожных свойств, полный привод мощного автомобиля дает преимущества при движении по скользкой дороге и обеспечивает более ин­тенсивный разгон. Влияние полного привода на управляемость и устойчивость более сложное, но несомненно, что полный привод дает преимущество в устойчивости на скользких дорогах, а главное – он обеспечивает более легкое управление автомобилем в критических ситуациях. На сухих дорожных покрытиях с высоким сцеплением преимущества такого привода не столь очевидны.

Для автомобилей повышенной проходимости важно не только обеспечить хорошее сцепление колес с опорной поверхностью, но и обеспечить большой дорожный просвет, чтобы автомобиль не застрял на неровностях дороги. Кроме того, внедорожные автомобили, как правило, оборудуются трансмиссиями с понижающей передачей, которая дает возможность увеличить крутящий момент, подводимый к ведущим колесам, и обеспечить уверенное движение на малых скоростях.

Легковые автомобили с приводом на четыре колеса могут иметь или постоянный привод всех колес, или подключаемый ко всем колесам при необходимости. Существуют конструкции полноприводных трансмиссий, в которых обеспечивается постоянный привод на передние (автомобили Toyota RAV4, Honda CRV и др.) или задние колеса (автомобили Ford Explorer, Nissan Terrano и др.), а привод на другие два колеса включается при необходимости. Причем это включение может происходить автоматически, в зависимости от условий движения, или вручную по желанию водителя.

В любом автомобиле, имеющем привод на четыре колеса, независимо от расположе­ния двигателя, необходимо разделить крутящий момент, получаемый на ведомом вале коробки передач, на два направления и передать один к переднему мосту, а другой к заднему. Кроме того, требуются две главные передачи: одна для привода передних колес, а другая задних соответственно.

При движении автомобиля по криво­линейной траектории каждое из четырех колес автомобиля проходит различный путь. Следовательно, каждое колесо совершает при повороте разное число оборотов.

То же самое происходит при прямоли­нейном движении автомобиля, если диаметры колес отличаются (различный износ шин, разное давление в шинах). Как было показано выше, для уменьшения неизбеж­ных потерь при движении автомобиля необходимо применять дифференциал. Автомобиль с четырьмя ведущими колесами должен иметь три дифференциала, по одному между колесами передней и задней осей   (межколесные   дифференциалы) и один между осями автомобиля (межосевой дифференциал).

Полноприводные версии легковых автомобилей, которые не предназначены для движения по бездорожью, имеют в своей основе стандартную версию легкового автомобиля. Некоторые легковые автомобили выпускаются только в полноприводном варианте и не имеют аналогов с приводом на одну ось. Примером могут послужить многие автомобили Subaru или автомобиль Jaguar типа X. Наиболее просто переоборудовать в полнопри­водный вариант переднеприводный автомобиль с продольным расположением двигателя и коробки передач (большинство автомобилей Audi). В таком варианте крутящий момент к задней оси поступает от коробки передач через карданную передачу. Задняя ось дополняется главной передачей, а межосевой дифференциал устанавливается в кар­тере коробки передач.

Если базовый автомобиль имеет привод только на задние колеса, а двигатель расположен спереди, при его переоборудовании в полноприводный вариант не обойтись без раздаточной коробки с межосевым дифференциалом, которая может быть объединена с коробкой передач.

Переднеприводные автомобили с поперечным расположением двигателя гораздо труднее переделать в полноприводный вариант. Обычно картер главной передачи располагают за двигателем и используют карданную передачу, соединяющую переднюю главную передачу с дополнительной главной передачей задней оси.

Для любого автомобиля с четырьмя ведущими колесами важно обеспечить движение автомобиля в случае, если одно из колес теряет сцепление с дорогой.

Если одно из колес на оси буксует, то дифференциал передает на другое крутящий момент, недостаточный для движения. Если автомобиль имеет привод на четыре колеса и три дифференциала, то достаточно попасть одним колесом на скользкую поверхность, чтобы лишить автомобиль способности тронуться с места. Существуют различные способы борьбы с этим нежелательным свойством.

Блокировка дифференциала

Один из таких способов это блокировка дифференциала. При заблокированном диф­ференциале крутящий момент, подводимый к колесам с лучшим сцеплением, увеличивается. Необходимо учитывать, что, если вся величина крутящего момента передается в одном на­правлении, карданный вал и полуоси должны быть сделаны более прочными, чтобы исключить возможность их поломки. Внедорожные автомобили, работающие в сложных условиях, могут иметь устройства, блокирующие как межосевой, так и задний межколесный диффе­ренциалы. Блокировка дифференциала передней оси обычно не предусматривается из-за негативного воздействия на управляемость автомобиля.

Устройства повышенного трения

Другим распространенным способом улучшения характеристик трансмиссий современных полноприводных автомобилей является применение различных устройств повышенного трения, применяющихся в качестве межосевых и задних дифференциалов. Самый простой способ заключается в создании дополнительного трения при проскальзывании деталей в дифференциале. Здесь, однако, требуется ограничить величину проскальзывания таким образом, чтобы оно не оказывало чрезмерного влияния на возможность движения колес автомобиля с небольшой разницей в угловых скоростях при обычном повороте. Таким образом, дифференциалы повышенного трения должны быть такими, чтобы передавать только часть крутящего момента на колесо с хорошим сцеплением.

Следует помнить что любой дифференциал повышенного трения, независимо от места его расположения (в раздаточной коробке или ведущих мостах) отнимает часть механиче­ской энергии переводя ее в тепло, а значит увеличивает расход топлива. Повышается также изнашивание шин и трансмиссии в целом. Гораздо лучше, если дифференциал сможет «почувствовать» момент начала проскаль­зывания колеса и сумеет перераспределить крутящий момент на отстающее колесо. Другими словами, желательно использовать самоблокирующийся дифференциал.

В чем разница между AWD и 4WD

В наши дни многие автомобили являются полноприводными или AWD, и иногда этот термин путают с полным приводом или 4WD. Важно понимать, что это не одно и то же. AWD отличается от 4WD, и вот как.

Полный привод (4WD)

Автомобиль с полным приводом иногда называют 4×4. Полный привод используется на внедорожниках или транспортных средствах, которые, скорее всего, будут использоваться в таких экстремальных условиях местности, которые требуют низких, осторожных скоростей и надежной работы системы привода.

В 4WD мощность передается от трансмиссии к раздаточной коробке, которая распределяет мощность между передней и задней осями так, чтобы максимальный крутящий момент поступал на каждое колесо. Когда раздаточная коробка распределяет мощность равномерно, она обеспечивает вращение каждого колеса с одинаковой скоростью. Это представляет проблему, когда дело доходит до поворота. Когда автомобиль делает поворот, внутреннее колесо вращается медленнее, чем внешнее, потому что внешнему колесу приходится преодолевать большую площадь. Внутреннее колесо теряет сцепление с дорогой и бесполезно вращается, если колеса вообще не могут работать так, как того требует естественная физика.

Современные системы полного привода активируются электронным способом с помощью кнопки или переключателя вместо традиционного рычага. Система включает в себя несколько настроек: 4WD High, которая допускает так называемое «ограниченное проскальзывание» между внутренними и внешними колесами. Это настраивает систему для заблокированного, вращающегося внутреннего колеса, пока скорость автомобиля не превышает примерно 60 миль в час. 4WD Low, фактически блокирует колеса в режиме полного привода для тех малоскоростных, ползучих условий бездорожья, в которых каждое колесо не вращается на высокой скорости и все четыре могут эффективно работать независимо (и вместе).

Полный привод (AWD)

Системы полного привода были разработаны совсем недавно и намного сложнее традиционных систем полного привода. Он доступен во многих современных автомобилях, от полноразмерных внедорожников до спортивных автомобилей. Самая большая разница между 4WD и AWD заключается в том, что система AWD активна все время.

Полный привод бывает двух типов: механический и электронный. В системах полного привода используются три дифференциала. Дифференциал — это коробка передач, которая передает мощность от трансмиссии и распределяет ее в разных точках — либо между двумя колесами, либо между передней и задней осями.

Поскольку в системе полного привода используются три дифференциала, она подает мощность на колеса с наибольшим сцеплением, распределяя мощность между передней и задней осями на межосевом дифференциале, а затем распределяя мощность на отдельные колеса через передний и задний дифференциалы.

Это полезно во влажных или скользких условиях, когда разные колеса могут иметь разное сцепление с дорогой. Системы полного привода управляются компьютером с датчиками на колесах, которые постоянно отслеживают скорость, тягу и другие данные. Электронный блок управления (ECU) обрабатывает данные и определяет, какие колеса получают мощность. Этот метод управления мощностью называется «векторирование крутящего момента». Но водителей не следует обманывать ложным чувством безопасности. Полный привод не помогает автомобилю останавливаться лучше или быстрее на скользкой дороге. То же самое касается 4WD.

Полный привод не такой мощный, как 4WD, и не может работать так же эффективно в условиях малоскоростного бездорожья, как традиционные системы 4WD. Он просто не предназначен для работы в таких экстремальных условиях, и автомобили, построенные вокруг них, в целом не рассчитаны на это. Полный привод — это скорее вариант производительности и безопасности для современных автомобилей преимущественно универсального назначения. Он также не такой экономичный, потому что обычно его нельзя отключить. Системы полного привода также увеличивают общий вес и сложность автомобиля, что увеличивает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Полный привод, как и полный привод, увеличивает вес и сложность транспортных средств, но его можно отключить, тем самым увеличив экономию топлива и уменьшив износ самой системы. Он предлагает наилучшее сцепление и производительность в условиях бездорожья и может работать в экстремальных дорожных условиях. Его нельзя использовать в любых условиях или на высоких скоростях, а более старые автомобили фактически могут потребовать остановки автомобиля, чтобы включить систему 4WD. Более старые полноприводные модели с опцией 4WD фактически требуют, чтобы водитель вышел из автомобиля и физически повернул ступицы колес, чтобы зацепить неприводные колеса. Например, если автомобиль заднеприводный, ступицы передних колес должны быть повернуты, чтобы включить или заблокировать передние колеса, чтобы активировать систему 4WD.

Какой бы тип автомобиля вы ни водили — 4WD или AWD — механики AAMCO обладают опытом обслуживания и ремонта системы привода вашего автомобиля. Если у вас есть вопросы о вашем полноприводном или полноприводном автомобиле или вам нужна проверка и ремонт автомобиля, свяжитесь с местным AAMCO в Колорадо или запишитесь на прием онлайн.

 

В чем разница между полным и полным приводом?

Есть ли разница между полным и полным приводом? В приведенном ниже видеоролике с пояснениями к технике два варианта привода сравниваются друг с другом и определяются некоторые сходства, а также несколько основных различий. Давайте поговорим о том, в чем заключаются эти различия.

Сходства AWD и 4WD

BMW M5, использованный в видео, отказывается от более распространенной системы полного привода, вместо этого используется вариант с полным приводом, который более преобладает в пикапах и внедорожниках.

Два варианта дисков по-прежнему имеют некоторые сходства в своей компоновке. В обоих случаях мощность двигателя передается на сцепление или преобразователь крутящего момента (в зависимости от того, механическая или автоматическая коробка передач).

Оттуда мощность передается на трансмиссию, которая на видео показана фиолетовым цветом. По сути, на этом сходство между полным и полным приводом заканчивается.

Отличия AWD и 4WD

В системе полного привода мощность передается от трансмиссии к межосевому дифференциалу. Затем межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между передней или задней осями. Эта конкретная система также имеет второй пакет сцепления, который может передавать дополнительный крутящий момент на левую или правую сторону.

Хотя традиционно полноприводные автомобили по умолчанию передают мощность на передние колеса, настройки, доступные для полноприводной системы, практически безграничны.

Полноприводная система, с другой стороны, не имеет межосевого дифференциала или второго пакета сцепления. Здесь крутящий момент передается на выбираемую раздаточную коробку. От раздаточной коробки мощность передается непосредственно на задний дифференциал, а также на передний дифференциал.

Основное различие между двумя вариантами вождения заключается в вашем участии в качестве водителя. При полном приводе система сама определяет, куда направить крутящий момент. Но с полным приводом через раздаточную коробку вы можете выбрать, хотите ли вы направить мощность только на задние колеса или на задние и передние колеса.

Преимущества полного привода

Основное преимущество системы полного привода заключается в том, что она отлично работает как на дороге, так и на бездорожье. Причина, по которой он отлично работает на дороге, заключается в том, что компьютер может быстро передавать крутящий момент на ось или колесо с наибольшим сцеплением, улучшая прохождение поворотов и ускорение.

Полный привод не так хорош для движения по дорогам, потому что раздаточная коробка действует как заблокированный дифференциал. Если передняя и задняя оси имеют разные скорости, раздаточной коробке может быть трудно распределить мощность между каждой осью.

Однако в M5 BMW добавила многодисковое сцепление в раздаточной коробке. Это позволяет по-разному распределять крутящий момент и менять скорости на разных осях, а это означает, что вы можете проходить повороты без заедания раздаточной коробки.

Еще одним преимуществом этого варианта привода является тот факт, что система находится под контролем. Само транспортное средство определяет, куда направить мощность, в зависимости от тяги, которую оно испытывает. Кроме того, если вы хотите отключить передние колеса, вы все равно можете сделать прогары.

Преимущества 4WD

Каковы основные отличия (а также преимущества и недостатки) двух-, четырех- и полноприводных #автомобилей? https://t.co/G4XxyDlUqw pic.twitter.com/UIzvvsi5Df

— Золотой класс от I-CAR (@GoldClassICAR) 12 июля 2017 г.

Когда вы находитесь на бездорожье, проблема с привязкой раздаточной коробки становится проблемой на асфальте становится не проблемой, так как шины, а не трансмиссия, в конечном итоге проскальзывают.