Варианты полного привода
Всё чаще в последнее время покупатели отдают предпочтение полноприводным автомобилям. Это можно объяснить постепенным снижением стоимости машин с приводом на все имеющиеся четыре колеса, а также разнообразием систем. Вы уже знаете, чем отличается полный привод от системы переднего типа. Теперь нужно разобраться в особенностях самого полного привода. Для этого следует изучить разнообразие систем, которые бывают:
- постоянными;
- подключаемыми вручную;
- подключаемыми автоматически.
Каждая система автомобильного полного привода имеет свои отличительные черты. Причём они не так сильно похожи, как может показаться на первый взгляд. Разберём все вариации полного привода отдельно.
Постоянный
Тут четыре колеса транспортного средства имеют постоянное соединение с силовым агрегатом автомобиля, каждое из которых хватается за дорожное полотно и помогает толкать машину вперёд
Для множества дорожных ситуаций это важное преимущество. Но реально постоянный полный привод проявляет себя только при наличии дополнительно подключённой системы обеспечения курсовой устойчивости
Она помогает притормаживать определённое колесо, предотвращая нежелательные пробуксовки. Машины с таким типом постоянного привода потребляют большое количество топлива, хотя есть и обратная сторона в виде повышенной надёжности. Если вы планируете покупать машину, оснащённую полным постоянным приводом, чтобы покорять бездорожье, обязательно убедитесь в наличии блокировки межосевых и центральных дифференциалов. Иначе результат прохождения сложных участков может вас откровенно разочаровать.
Вручную подключаемый
Многие сетуют на то, что вручную подключаемая система полного привода очень неудобная и морально устаревшая. Это действительно так. Но если смотреть сугубо на проходимость, то именно у такого привода она самая высокая. В режиме обычной повседневной работы машины являются заднеприводными. При необходимости водитель может вручную подключить к работе передние колёса. Но, чтобы это сделать, сначала придётся остановиться. Эксплуатировать автомобиль, когда постоянно подключён передний мост, бессмысленно и даже опасно. В таком режиме увеличивается нагрузка на раздаточную коробку, повышается активность износа резины. Ещё одним минусом такой системы является повышенный расход горючего автомобилем
Причём тут не так важно, подключил водитель переднюю ось или нет. Хотя нельзя говорить, что у вручную подключаемого полного привода нет преимуществ
Такие машины великолепно себя показывают в условиях бездорожья. Плюс отмечается высокая надёжность самой системы.
Автоматически подключаемый
Если вы ищите наиболее современную систему полного привода, которая характеризуется отличными перспективами, то здесь стоит остановить свой выбор на автоматически подключаемом. Инженеры сами отмечают, что система пока не идеальная, требуются определённые доработки и усовершенствование. Поэтому возможности таких машин лучше не испытывать в условиях серьёзного бездорожья. Автопроизводители имеют свои варианты реализации автоматически подключаемого типа полного привода. Но принцип у всех одинаковый. Он заключается в том, что одну колёсную пару соединяют с двигателем на постоянной основе, а вторая может самостоятельно подключаться, когда в этом возникает необходимость. Для подключения используют многодисковые муфты. За автоматическое включение второй пары колёс отвечает электроника. Поэтому в обычном режиме эксплуатации машина является заднеприводной или переднеприводной, в зависимости от конкретной модели автомобиля. А когда электроника понимает, что условия становятся сложнее, машине тяжело преодолевать препятствия только двумя колёсами, подключается вторая пара.
Ключевым преимуществом автоматически подключаемой системы выступает экономичность и простота использования. Нет необходимости в том, чтобы совершать остановки и подключать колёса. Компьютер в автоматическом режиме подключает вторую пару колёс, когда возникает реальная необходимость в переходе на более проходимый полный привод. Но нельзя забывать, что надёжность многодисковой муфты не такая внушительная, как у классической системы подключаемого вручную полного привода. Автоматика будет оптимальным решением для преодоления городских снежных заносов, скользких подъёмов и лёгкого и среднего бездорожья. Но с выездом в тяжёлые условия лучше не экспериментировать, поскольку тут автоматический привод на все четыре колеса проявляет себя пока не с лучшей стороны.
Переднеприводные автомобили – что следует знать владельцу? + видео » АвтоНоватор
Выбирая себе машину, довольно часто можно наткнуться на переднеприводные автомобили, например, ВАЗ. Каковы же особенности данной конструкции, какие еще фирмы отдают ей предпочтение и почему?
Первый переднеприводный автомобиль и современные представители
В таком авто крутящий момент, который создается движком, передается на передние колеса, другими словами, они являются ведущими. На сегодняшний день практически каждый производитель имеет в своем списке авто с таким устройством: это Mercedes, Audi, Renault, Skoda, Citroen, Volkswagen, Peugeot, Toyota, в общем, этот перечень можно продолжать очень долго. И все эти автомобили нам хорошо знакомы и ежедневно встречаются на улицах города.
Первый переднеприводный автомобиль был создан еще в 1897 году братьями Грэф. Данный эффект достигался за счет самых обыкновенных карданных шарниров, которые располагались на каждой оси. Это был первый пробный вариант, далее свое развитие такой тип привода обрел уже в 1920 году в США при сборке гоночных автомобилей.
https://youtube.com/watch?v=-BPmlpvC4Iw
Как устроена трансмиссия переднеприводного автомобиля?
Трансмиссия переднеприводного автомобиля состоит из следующих основных частей: коробки передач, которая обеспечивает перераспределение и передачу крутящего момента и мощности к колесам; сцепления, благодаря которому отсутствует либо возникает связь между КП и непосредственно двигателем; и приводных валов.
Одним из важнейших элементов трансмиссии является дифференциал переднеприводного автомобиля, который расположен в КПП вместе с главной передачей. Он необходим, для того чтобы изменять, предавать и распределять крутящие моменты между потребителями, а также в случае необходимости обеспечить их вращение с различными угловыми скоростями.
Кроме того, отличительной особенностью устройства данных авто является и наличие шарниров равных угловых скоростей, посредством которых обеспечивается передача крутящего момента к передним колесам от дифференциала. Чаще всего, используется четыре шарнира, два внутренних, прикрепленных к дифференциалу, и два внешних, расположенных на колесах. Между данными ШРУСами находятся приводные валы.
Переднеприводные автомобили – особенности поведения
К главным преимуществам таких машин можно отнести следующие факты:
- устройство переднеприводного автомобиля предполагает отсутствие карданного вала, что значительно увеличивает используемую площадь салона;
- себестоимость производства значительно ниже, чем в случае с классической компоновкой;
- небольшое количество узлов привода самым наилучшим образом сказывается на потерях энергии и его надежности;
- более эффективное торможение.
Но, несмотря на столь явные преимущества, стоит отметить и некоторые недостатки:
- прохождение поворотов на переднеприводном автомобиле может быть несколько затрудненно, так как углы поворотов колес ограничиваются шарнирами;
- резкий разгон может привести к пробуксовке колес, при этом тяга движка реализуется в значительно меньшей степени, чем у задне- и полноприводных авто;
- возможен занос задней оси переднеприводного автомобиля во время гололеда, а также при мокром дорожном покрытии, хотя выровнять ее все же легче, чем у заднеприводного;
- в некоторых условиях во время добавления газа на руль может передаваться реактивное усилие, конечно же, из рук он не вырвется, однако дергаться будет довольно сильно;
- малое сцепное усилие ведущих колес не самым лучшим образом влияет на проходимость, особенно на подъемах. В этом случае первыми застревают именно передние колеса, и тогда авто становится совершенно беспомощным. Владельцы же заднеприводных машин в этом случае всегда могут дать задний ход и исправить ситуацию.
Однако, несмотря на возможный занос переднеприводных автомобилей и остальные их недостатки, именно они являются наиболее востребованными и часто выпускаемыми моделями.
https://youtube.com/watch?v=Ey-h4_T7HsU
Функции редуктора моста
Одним из главных элементов переднего или заднего моста — редуктор, который берет на себя момент вращения от коленчатого вала двигателя, снижает его и передает дальше элементам трансмиссии. В частности, промежуточную функцию выполняет межосевой дифференциал, распределяющий момент на ведущие колеса в конкретном соотношении.
В зависимости от места установки выделяется передний и задний редуктор. Так, в машинах с передним приводом используется редуктор соответствующего моста, встроенный в КПП. В автомобилях с задним приводом этот элемент стоит сзади транспортного средства. В ТС с полным приводом используется 2-редукторная схема.
В частности, передний находится в коробке передач, а задний — на оси. Оба узла соединяются друг с другом с помощью кардана.
В зависимости от соединения зубцов шестеренок выделяется четыре типа редукторов:
- конический — пара шестеренок в виде конуса, расположенных под прямым углом, используются на переднеприводных и заднеприводных машинах;
- цилиндрический — имеет вид двух сцеплений, расположенных параллельно шестеренке, используется на переднеприводных авто;
- гипоидный — шестеренки в таких механизмах расположены под 45-градусным углом, используются на задне- и переднеприводных транспортных средствах;
- червячный — винт, установленный перпендикулярно ведомой шестеренке, используется только в рулевом узле.
Главным параметром редуктора является передаточное число, по которому можно судить об отношении угловых скоростей ведущего / ведомого валов. Устройства с высоким параметром ставятся на грузовики с высокой массой. Такие авто перемещаются с небольшой скоростью, но способны перевозить большие грузы. Аппараты с низким передаточным числом ставятся на авто с небольшим весом, что позволяет перемещаться с большей скоростью.
Важность моста автомобиля сложно переоценить, ведь этот агрегат связывает правое / левое колесо оси, принимает на себя основные усилия и через подвеску направляет их на несущую конструкцию. Главной особенностью узла является его гибкость и большое количество исполнений в зависимости от назначения, грузоподъемности и других особенностей транспорта
Принцип работы МКПП
Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.
Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.
Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы
В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.
Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.
Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.
Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.
Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы
Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.
Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.
На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.
Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.
Двигатели с продольным типом расположения
Продольная компоновка силовых агрегатов в настоящее время используется (как правило) для заднеприводных автомобилей. Смонтированные точно по осевой линии автомобиля «продольные» моторы обеспечивают прямой путь вырабатываемой тяги от коленчатого вала непосредственно к коробке передач.
Еще одним плюсом «продольных» моторов является меньший в сравнении с поперечно ориентированными аналогами уровень вибраций, вызываемых работой мотора. Однако, несмотря на казалось бы максимально эффектную передачу мощности мотора, с инженерной точки зрения, с продольно ориентированными моторами тоже не все так просто. В первую очередь выяснилось, трудности возникают именно с реализацией эффективности тяги. Ведь энергия вращения от «продольного» мотора должна поменять направление на 90 градусов, а для этого приходится применять дифференциальный колесный привод. Для такого двигателя продольной компоновки требуется заметно больше места в моторном отсеке, ввиду чего нередко страдает сама эргономика и удобство салона машины.На современных автомобилях продольное расположение мотора обычно используется при конструировании спорткаров с приводом на заднюю ось (для таких машин, как правило, используется заднемоторная или среднемоторная компоновка). Нередко продольно установленный двигатель можно встретить и под капотом большого полноприводного внедорожника. Это объясняется более широкими возможностями, которые предоставляет продольно ориентированный двигатель для реализации полноприводного функционала при помощи вязкостной муфты и дифференциала Торсен.
Подводя итог необходимо сказать, что безусловного противопоставления двух представленных типов расположения двигателя быть не может. Ведь помимо типа установки агрегата в моторном отсеке на саму эффективность автомобиля в целом влияют такие к примеру, факторы как: тип привода, передне- задне- или среднемоторное расположение двигателя. Очевидно, что наличие карданного вала в совокупности с тем или иным типом привода обеспечивает совершенно разное «поведение» автомобиля на дороге. Другой немаловажный фактор для оценки эффективности типа расположения мотора – это габариты автомобиля. Так, например, для компактных городских машин поперечная установка мотора будет наиболее оптимальной.
Недостатки переднего привода
Если бы переднеприводная конструкция имела бы только плюсы, заднеприводные модели уже давно заняли своё место в музеях и на страницах истории автомобилестроения. В реальности же на автомобильном рынке присутствуют автомобили обоих типов.
Следовательно, нужно упомянуть и о недостатках переднеприводной трансмиссии:
- Передний привод делает автомобиль недостаточно поворачиваемым. Чем длиннее база модели, тем сложнее «вписать» её в малый радиус поворота.
Задние колёса переднеприводного автомобиля выполняют минимальную роль в управлении, по сути работая прицепом-тележкой: на долю передних колёс приходится и движение автомобиля (получение крутящего момента от мотора), и управление посредством руля. Именно получаемый передними колёсами крутящий момент препятствует хорошему «чувству руля», на что жалуются многие автолюбители, которым перед управлением переднеприводным авто довелось поездить на машине заднеприводного типа.
Возможно, это прозвучит парадоксально, но автомобили с передним приводом интуитивно более сложны в управлении по сравнению с заднеприводными конструкциями.
Частый спутник переднеприводных машин – стартовая пробуксовка. Это происходит потому, что, трогаясь с места, машина «присаживается» на заднюю часть, чем вызывает дефицит сцепления.
Из предыдущего пункта вполне логично следует, что на старте переднеприводная модель автомобиля всегда проиграет заднеприводной.
Процесс торможения на переднеприводном авто более быстрый, но именно по этой причине он и более жёсткий, сопровождается рывками, которые в других конструкциях смягчены.
Как известно, оптимальной развесовкой автомобиля по осям является соотношение 50 на 50: в этом случае обеспечивается равномерное стирание шин, следовательно, на протяжении всей эксплуатации безопасность и равномерность движения не страдают.
К сожалению, в случае переднеприводной модели об этом идеале приходится забыть: здесь потребуется дать большую нагрузку на передние колёса, чтобы увеличить их сцепление с дорожным покрытием. Кстати говоря, именно эта особенность стала причиной того, что грузовые модели с переднеприводным типом трансмиссии не получили широкого распространения: никакая дешевизна производства не смогла оправдать малой грузоподъёмности и плохой управляемости переднеприводных грузовиков.
Современные конструкции не позволяют реализовать более 250 лошадиных сил через передний привод (речь идёт о средних показателях, а не только о прямолинейной езде).
Наконец, немалую опасность при движении в зимних условиях представляет практически неконтролируемый снос передних колёс в процессе заноса автомобиля. Снос, в отличие от заноса, отличается тем, что даже опытный автомобилист может не сразу распознать его начало, а когда процесс уже развернулся в полную силу, его не остановить.
С такой проблемой может не справиться даже опытный водитель, поэтому высокие скорости и прочие лихачества на переднеприводном автомобиле в условиях скользкой дороги чреваты очень плохими последствиями.
Продолжая говорить о заносах и сносах, следует также упомянуть о том, что контролируемый занос, который может быть выполнен на автомобилях с задним приводом, на переднеприводных конструкциях невозможен. То есть, знаменитый «полицейский разворот» на ограниченном пространстве, в котором как раз применяется контролируемый занос задней оси автомобиля, в случае конструкции с переднеприводной трансмиссией невозможен.
В случае движения в гору, если автомобиль забуксовал передними колёсами, он становится беспомощен, в отличие от заднеприводного автомобиля, который в состоянии сдать назад и возобновить движение, в то время как его переднеприводного «собрата» придётся выталкивать и вытаскивать из положения, в котором он оказался.
А есть ли минусы?
Несмотря на достаточно большое число положительных черт автомобилей, оснащенных ведущей передней осью, автовладельцы таких ТС указывают на ряд существенных недостатков:
Понижение управляемости при разгоне. Возможна пробуксовка при быстром старте. ТС с передним приводом имеют конструктивный перевес в носовой части. Именно этот факт уменьшает управляемость, что становится особо ощутимым на скользком дорожном покрытии. При старте с места, например на светофоре, неопытные водители могут столкнуться с пробуксовкой и спровоцировать ДТП.
Большой радиус разворота. Авто с ведущими передними колесами нужно уметь эксплуатировать, ведь такие машины, несмотря на оснащенность и внутреннюю укомплектованность системами «умного» вождения, довольно сложно водить. В условиях городского режима авто бывает неудобно парковать при недостатке места.
Снос передней оси. Этот недостаток особенно ощутим в зимний период времени. Неопытные водители могут легко вылететь с дорожного полотна на крутых поворотах и стать причиной создания аварийной обстановки. Снежные заносы и гололедица на магистралях также усложняют движение и снижают управляемость машин с управляемой передней осью. Проблемой можно назвать то, что при быстром наборе скорости ведущая часть машины приподнимается.
Чувствуются вибрации двигателя. Если в машинах иностранного производства степень шумоизоляции на высоте, то внутри отечественных ТС при поездке можно отчетливо слышать вибрацию двигателя.
Дорогое обслуживание
Ввиду того, что передние колеса выполняют двойную функцию – поворотную и тяговую – особое внимание нужно уделять резине, оценивать ее пригодность и своевременно заменять при обнаружении износа
В вопросе выбора машины следует руководствоваться не советами «опытных» соседей по гаражному кооперативу и «собаку съевших» коллег, а подсказками профессионалов. Плюсы и минусы есть как в переднеприводных, так и заднеприводных агрегатах, а избежать проблем можно только оттачиванием водительского мастерства.
Задний привод и его особенности
Задний привод принято считать классическим, поскольку изначально авто выпускались именно с ним. Особенность авто с такой контракцией заключается в раздельности функций колес обеих осей. Передний мост в таких машинах является только управляемым, задний же приводит авто в движение.
Чтобы обеспечить передачу крутящего момент на колеса, у заднеприводных авто используется достаточно сложная конструкция трансмиссии, включающая в себя КПП, вал с карданными шарнирами, а главная передача входит в устройство заднего ведущего моста. Такая конструкция присуща для авто, у которых компоновка – переднемоторная (она является самой распространенной).
Но в свое время выпускались машины с заднемоторной компоновкой. У них конструкция трансмиссии была проще, поскольку расстояние от КПП к колесам ведущей оси было минимальное. Сейчас такая компоновка встречается крайне редко.
Достоинства
К положительным качествам заднеприводных автомобилей относятся:
- Более разновременное распределение нагрузки между осями. Двигатель, установленный спереди, значительно нагружает переднюю ось, в то время, как на заднюю воздействует только вес кузова. Но при начале движение происходит смещение веса назад, благодаря чему происходит распределение нагрузки – передняя ось разгружается, а задняя – нагружается. При этом обеспечивается лучшее сцепление колес задней оси, что обеспечивает хорошую динамику набора скорости;
- Сниженная вибрация рулевого управления. Поскольку передняя ось предназначена только для управления авто, то на рулевой механизм воздействуют исключительно вибрации, получаемые колесами от дорожного полотна;
- Большой угол поворота колес. Здесь тоже сказывается устройство передней оси. Отсутствие дополнительных элементов в конструкции позволяет поворачивать колеса на больший угол, что обеспечивает лучшую маневренность в условиях ограниченного пространства (припарковаться легче);
- Уменьшенная передача вибрации на кузов. В заднеприводных авто силовая установка располагается продольно, поэтому распределение веса на передок более оптимально. Дополнительно использование эластических виброгасящих креплений мотора обеспечивает минимальную передачу вибраций от него на кузов;
- Предсказуемость заноса и легкость выхода из него. Стоит отметить, что это несколько спорное достоинство. Дело в том, что заднеприводный автомобиль в большей степени подвержен уходу в занос, а если бы из него еще и выйти было трудно, популярность этого вида привода была значительно ниже.
Принцип работы механической коробки передач
Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором — повышающая.
Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная — максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.
Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики — там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.
Немного истории
Первые автомобили были заднеприводные. Это обусловлено тем, что для примитивных (с современной точки зрения) автомобилей, с которых начиналось производство, задний привод был дешевле в реализации, надёжнее при использовании, экономичнее в плане потребления топлива и неприхотливее в различных условиях езды.
Первый переднеприводный автомобиль был сконструирован братьями Грэф в 1897 году. Крутящий момент двигателя в этом авто передавался на передние колёса. Идею оценили при разработке гоночных автомобилей в 1920-х годах.
В историю автомобилестроения также вписан один из первый переднеприводных автомобилей Сord L29, изготовленный в 1929 году в Штатах компанией Auburn Automobile. Но даже при всей своей известности, завоёванной преимущественно благодаря элегантному дизайну, на тот момент этот автомобиль по своей популярности всё равно уступал машинам заднеприводного типа.
Постепенно конструкция дорабатывалась и совершенствовалась. На сегодняшний день автомобили с ведущими передними колёсами выпускаются практически любым крупным производителем автомобильной техники. Более того, в современном автомобилестроении переднеприводные автомобили более распространены, чем машины других типов трансмиссионной конструкции.
