Типы полного привода

05.01.2018

Сегодня треть продаваемых в России машин носят гордое имя – кроссовер или внедорожник. Конечно, статистику продаж сильно разбавляют так называемые городские кроссоверы, у которых нет полного привода в принципе. Однако нужно признать, что популярность полноприводных машин растет. Но не все автомобили, у которых на багажнике красуется шильдик «AWD» (дословно с английского All Wheel Drive) или «4WD» (Four Wheel Drive) могут добраться до центра Земли без посторонней помощи или хотя бы не застрять в лесу после дождичка в четверг.

Дифференциал
Не будем вдаваться в детали конструкции (те, кому надо и так в курсе, а те, кому не надо – вдаваться не будут), но нужно понимать, что машина хорошо управляется исключительно за счет дифференциала – приспособления, которое дает возможность вращаться колесам с разными (дифференцированными) угловыми скоростями (отсюда, кстати, и само название «дифференциал»). Пока вы едете по прямой все хорошо, но в повороте колеса начинают вращаться с разной скоростью. Внутреннее медленнее, внешнее – быстрее. Тут-то дифференциал и становится полезен. Не будь его, внутреннее колесо время прокручивалось бы на месте, что неминуемо приводило бы к быстрому износу шин и деталей трансмиссии. Это первое.

Второе. Дифференциал устроен так, что если одно колесо застревает, а второе спокойно вращается, то вся мощь будет передаваться именно на него. Шансы выбраться из ловушки самостоятельно в таком случае минимальны.

Полный привод же подразумевает, что тяга будет подаваться не на два, а на четыре колеса. При этом мы понимаем, что траектории задних колес в повороте не совпадают с траекториями передних. Проще говоря, колеса спереди и сзади вращаются опять-таки с разными скоростями, а значит, нужен еще один дифференциал, который позволял бы им вращаться с разными скоростями – межосевой.

Таким образом, в простейшем случае полноприводного автомобиля мы получаем целых три дифференциала: передний, задний и межосевой. В свободном состоянии, как говорилось выше, тяга передается на колесо, которое вращается с меньшим сопротивлением. То есть, как это ни парадоксально, полноприводному автомобилю застрять даже проще, чем моноприводному. Судите сами – вероятность того, что автомобиль будет обездвижен при потере сцепления хотя бы одного колеса из четырех выше, чем одного из двух.

Но на практике это не так. Полноприводную машину «посадить» сложнее. Дело в том, что дифференциалы имеют блокировки. Можно блокировать, скажем, межколесные дифференциалы (чаще задний, реже передний), а можно межосевой. Но лучше, когда есть все три блокировки. Кстати, блокировка дифференциала означает по сути то, что он перестает работать, то есть колеса начинают вращаться с одинаковыми угловыми скоростями.

Part-time или подключаемый вручную полный привод
Такой тип полного привода появился в числе первых. Несмотря на это, он все еще применяется на некоторых автомобилях. В основном на пикапах, вроде Nissan NP300, базовых Mitsubishi LP200, Ford Ranger и других. А также на суровых и недорогих внедорожниках, которые ведут свою историю еще из ХХ столетия, или новых китайских «проходимцах», которые являются аналогами тех самых «старичков». Например, все модели UAZ, Suzuki Jimny, Great Wall H3/H5, Jeep Wrangel и так далее.

Суть такой схемы в том, что тут нет межосевого дифференциала совсем. То есть в обычном режиме, на обычных дорогах эти машины нельзя назвать полноприводными, так как весь крутящий момент передается только на одну ось (как правило, заднюю), поэтому несложно увидеть на скользком асфальте УАЗик, который развернуло поперек дороги. Для преодоления сложных участков бездорожья или сугробов принудительно и жестко (то есть без всяких там дифференциалов) подключается передняя ось. При этом половина момента передается на заднюю ось, а половина – на переднюю. Однако это не панацея от всех внедорожных сюрпризов, ведь на каждой из осей остается свободный дифференциал. И при диагональном вывешивании автомобиль не тронется с места, вращая только колеса, весящие в воздухе. Лекарством в таком случае будет принудительная блокировка межколесных дифференциалов (в первую очередь заднего). Некоторые модели внедорожников имеют самоблокирующийся задний дифференциал.

Плюсы понятны. Простая конструкция, нет дифференциала и блокировок, а значит, нет ненужных механических деталей и электрических проводов к этих блокировкам, нет лишней пневматики и гидравлики. А вот минусы для многих почему-то неочевидны. Жестко блокируя переднюю и заднюю ось между собой, обе оси начинают вращаться с одинаковыми скоростями. Ничего страшного не произойдет, когда вы движетесь по прямому участку дороги, но в поворотах на сухом асфальте машина будет не слушаться, к тому же это грозит быстрым износом и выходом из строя всей системы. А вот в грязи, песке, снегу, короче говоря, на рыхлых и скользких поверхностях, даже в поворотах все будет в порядке, потому что внутренние колеса смогут легко проворачиваться, компенсируя разницу угловых скоростей. Кстати говоря, подключить полный привод еще нужно вовремя успеть, что тоже не добавляет удобства.

Full-time или постоянный полный привод
Недостатки подключаемого полного привода вынудили инженеров разработать систему, в которой тяга бы всегда передавалась на четыре колеса. Как уже говорилось выше, такая простейшая система с тремя свободными дифференциалами, обездвиживает машину гораздо быстрее, чем моноприводная система. Чтобы этого не происходило, применяются блокировки. Но включать и отключать их самостоятельно не очень удобно, поэтому появились самоблокирующиеся дифференциалы типа Torsen, вискомуфты, управляемого электроникой многодискового сцепления и так далее. К тому же современные межосевые дифференциалы имеют свои электронные мозги, благодаря которым можно распределять момент не только в соотношении 50:50, но и в других пропорциях.

Наиболее известными системами постоянного полного привода являются quattro у Audi и AWD у Subaru. Похожие системы есть у BMW – xDrive, у Mercedes – 4Matic, у Volkswagen – 4Motion. Также к автомобилям с постоянным полным приводом относятся Lada 4x4, Chevrolet Niva, Toyota Land Cruiser 80, 100, 105, Prado, Land Rover Defender, Discovery и другие.

Некоторые машины имеют не только самоблокирующийся межосевой дифференциал, который не позволяет машине в сложной ситуации отключать одну из осей, но и самоблокирующийся задний межколесный дифференциал, что делает управление машиной более острым.

Есть множество разных систем, с разными возможностями. Скажем, всем знакомый Terrain Response, который управляется электроникой автоматически и подстраивается под конкретные дорожные условия, или многорежимный полный привод Super Select у Mitsubishi с возможностью принудительного отключения передней оси. Например, у той же Subaru есть разные решения полного привода для разных машин. В частности на машинах с «автоматом» ставится электронно-управляемая блокировка межосевого дифференциала, а на WRX STI будет уже активный центральный дифференциал. К тому же могут быть модификации с постоянным симметричным или активным распределением тяги. Так что, охватить каждую модель и рассказать принципы работы той или иной системы в рамках одной статьи не получится. Общая же суть примерно одинакова.

Тем не менее, хотелось бы еще на пару минут остановиться на системе полного привода, разработанной «Хондой». Она носит имя SH-AWD (SH – «Super Handling» в дословном переводе с английского значит «супер управляемый»). Как видно из названия, предназначена она не столько для повышения внедорожных качеств автомобиля, сколько для улучшения управляемости. Главная особенность этой системы, что она распределяет крутящий момент не только между передними и задними колесами, но и между правым и левым задним колесом. То есть в крутом повороте до 70% крутящего момента может передаваться на внешнее заднее колесо, что буквально ввинчивает машину в поворот. Такая система устанавливается на некоторые модели Honda и Acura и у других марок пока недоступна.

On-demand или подключаемый автоматически полный привод
В дословном переводе выражение «torque on-demand» означает «крутящий момент по требованию». Такой тип привода появился самым последним и получил в данный момент набольшее распространение. Почти все современные кроссоверы оснащены такой системой полного привода: Toyota Rav 4, Kia Sportage, Nissan Pathfinder (нового поколения), Nissan Qashqai, Mitsubishi Outlander, Ford Explorer, Kia Sportage (c 2004 года) и так далее.

В основе управления этой системы лежит огромное количество датчиков, отслеживающих скорость каждого конкретного колеса, угол поворота колес, крены кузова и так далее. Чем дороже автомобиль, тем больше будет различных датчиков. Они собирают всю информацию о поведении машины на дороге, компьютер ее обрабатывает и распределяет крутящий момент на ту или иную ось посредством электронно-управляемой муфты.

Ранние схемы двадцатилетней давности притормаживали и могли вести себя неадекватно. К примеру, подключить заднюю ось в повороте, когда это уже не нужно, из-за чего машина могла уйти в занос, а затем, когда ты пытаешься подправить положение газом, отключить ее. В современных системах такого уже не бывает и в целом – работа заслуживает уважения. К тому же добавление новых датчиков, параметров и использование мощных процессоров и оптоволокна при передаче данных, позволило этим системам не только делать все вовремя, но даже играть на опережение.

В нормальных условиях ведущая ось у автомобиля только одна, но при необходимости, в основном при пробуксовке и иногда на старте, подключается вторая. Затем она также быстро и автоматически отключается. Устройства для подключения второго моста могут быть различные: от вискомуфты до многодискового сцепления с электронным управлением, получающего информацию о пробуксовке от датчиков ABS и улавливающего малейшую разницу в скоростях вращения переднего и заднего мостов.

Однако есть одно большое «но». Такие системы годятся для того, чтобы выбраться из сугроба у подъезда или благополучно проехать по обледенелому повороту. Можно проехать по в меру разбитой грунтовке. Но несколько километров пробиваться вперед по рыхлому песку или снегу с пробуксовкой на них не получится. Также как и долго буксовать на месте. Такой тип привода предназначен скорее для улучшения управляемости, нежели для бездорожья. Даже семиминутный ледяной дрифт на парковке может перегреть электронную муфту. В таком случае, чтобы система заработала, придется ждать, пока она остынет. Но если злоупотреблять такими перегревами, то можно распрощаться с полным приводом навсегда.

Кстати говоря, чтобы преодолеть небольшую грязевую лужу по пути на дачу, можно принудительно электронно подключить полный привод. Главное не забыть его потом отключить. Можно также и сделать машину чисто моноприводной, то есть деактивировать автоматическое подключение второй оси.

Какой привод выбрать?
Разобраться во всех тонкостях работы различных систем полного привода непрофессионалу довольно сложно, но основные отличия, которые изложены в этой статье нужно понимать. Ведь поняв их, маркетологам будет сложнее манипулировать различными понятиями, а вам проще оценить силы автомобиля в той или иной ситуации, чтобы не оказаться сидящим в машине с блестящим шильдиком «AWD», которая тоже «сидит».

В конце хочется резюмировать. Part-time (полный привод, подключаемый вручную) отлично подойдет для любителей часто помесить грязь, выбраться на природу, охоту или рыбалку. К плюсам можно отнести дешевизну, простоту и эффективность такой конструкции. К минусам то, что полный привод нужно подключать самостоятельно, что не всегда удобно и быстро, а также опасное поведение полноприводного автомобиля на дороге с сухим асфальтом.

On-demand AWD (автоматически подключаемый полный привод) бояться не стоит. Такая система отлично ведет себя в условиях города и легкого проселка. Полный привод выручит утром после снегопада, на льду и в дождь, но рассчитывать на него на бездорожье не стоит.

Постоянный полный привод, казалось бы, хорош всем и выглядит как идеальный вариант на все случаи жизни, но такие системы дороги и сложны. Однако они обеспечивают отличную управляемость на асфальте и хороший уровень проходимости. Правда, не стоит забывать в этом случае о блокировке дифференциалов.

Эту статью я писал специально для SvPressa.
P.S. Подписывайтесь на мой канал в Telegram, если вам понравилась эта статья.