Вы просматриваете: Главная > Авторемонт разное > Навсе колеса: 4×4
Post Icon

Навсе колеса: 4×4

Опубликовано в Авторемонт разное
28 Апр 2008

Навсе колеса: 4x4

Навсе колеса: 4×4

    Подробности привода из раздаточной коробки Volkswagen Touareg Компоненты полного привода

В наши дни тяжело застать кого-то неожиданно вопросом про «полноприводный автомобиль». Вам тут же укажут на проезжающий мимо джип, благо аналогичной техники на улицах отечественных городов даже больше чем нужно.

А разбирающиеся еще добавят, что полноприводными бывают и простые автомобили (значительно чаще упоминаются Audi и Subaru). И что полный привод возможно «постоянным» и «подключаемым».

Вопрос «А для чего?» встречает, в большинстве случаев, один ответ: «Для лучшей проходимости». Но, постоянные читатели автомобильной прессы еще осведомлены о «лучшей устойчивости на скользкой дороге».

Все это, как говорится, правильно, но не совсем. Исходя из этого мы сейчас постараемся привести в совокупность отечественные знания о приводе на все колеса. Правильнее, начнем приводить, потому что тема эта, как и целый современный автомобиль, фактически неисчерпаема.

Дробить на большее

Что движет автомобиль? Двигатель вращает колеса, а они уже отталкиваются от дороги — так же, как мы, в то время, когда делаем очередной ход вперед.

В том месте, где шина соприкасается с дорогой (назовем его «пятно контакта»), создаваемый двигателем крутящий момент преобразовывается в силу тяги колеса. Но в случае если сила тяги окажется больше, чем сила сцепления шины с дорогой, колесо будет проскальзывать — буксовать.

Ясно, что в случае если у автомобиля два ведущих колеса, то все упрочнение, создаваемое двигателем, распределяется между двумя пятнами контакта.

А вдруг четыре? Тогда между четырьмя. Чем больше ведущих колес, тем меньшая сила тяги приходится на каждое колесо, на каждое пятно контакта.

А это значит, что при том же сцеплении шин с дорогой мы можем развить значительно громадную суммарную силу тяги, другими словами стремительнее разгоняться, въезжать на более крутые подъемы, буксировать более тяжелый прицеп. Либо напротив — при той же (либо кроме того большей) силе тяги сможем с уверенностью передвигаться по значительно более скользкому покрытию.

В неспециализированном-то, несложная физика. И ясно, что дорожному автомобилю все это может понадобиться никак не меньше, чем машине высокой проходимости.

Устойчивость имеет ко всему этому самое яркое отношение. Так как благодаря сцеплению шин с дорогой автомобиль не только разгоняется, но и останавливается, меняет направление перемещения, да и по большому счету стоит на дороге, а не валяется в кювете по окончании первого же поворота.

Но чем громадная продольная сила, действует в пятне контакта, тем меньшей поперечной силы хватит, дабы сорвать колесо в боковое скольжение. А уж буксующее колесо боковую нагрузку фактически не принимает.

Ну и, само собой разумеется, возможно представить себе много разных обстановок, в то время, когда практическая польза полного привода проявляется уже легко в том, что любое колесо есть ведущим. К примеру, пара колес внезапно появились в условиях весьма нехорошего сцепления с грунтом — на снегу, льду, в грязи. Либо по большому счету «болтаются» в воздухе (и такое не редкость при перемещении по пересеченной местности).

В подобном случае мы можем рассчитывать лишь на то, что колеса, каковые сохраняют сцепление с опорной поверхностью, также являются ведущими.

Но за преимущества полного привода приходится платить — усложнением (и удорожанием) конструкции, повышением массы автомобили (соответственно, и расхода горючего), уменьшением нужного пространства, отводящегося для груза и пассажиров. Так как дабы колеса стали ведущими, к ним необходимо подвести крутящий момент от двигателя.

Соответственно, покажутся дополнительные агрегаты — раздаточные коробки (как минимум одна), главные передачи с дифференциалами (по одной на каждую ведущую ось), приводные валы. И исходя из этого в течении большей части XX столетия привод на все колеса приобретал широкое распространение по большей части лишь в том месте, где обойтись без него было легко нереально, — в автомобилях высокой проходимости.

Но в большинстве из них полный привод употреблялся только иногда — лишь в тяжелых условиях. Все другое время бездействующие агрегаты копались с собой как ненужный груз, только ухудшающий динамику автомобиля и увеличивающий расход горючего. Из-за чего?

Его величество дифференциал

Еще на заре эры самодвижущихся экипажей, в то время, когда ведущие колеса закреплялись на неспециализированной твёрдой оси, конструкторы столкнулись с тем, что крутой поворот становился для автомобиля непреодолимым препятствием. Так как при прохождении поворота «наружное» колесо проходит больший путь, чем «внутреннее» (за то же самое время), соответственно, должно вращаться с большей скоростью.

Или должно пробуксовывать внутреннее колесо, что маломощные первые двигатели обеспечить не могли — и попросту глохли. А вдруг и хватало мощности двигателя, то автомобиль в поворотах всегда заносило, весьма скоро изнашивались шины, из-за появляющихся нагрузок ломались оси. И потому достаточно скоро единая ось ведущих колес была заменена двумя полуосями, между которыми показался дифференциал, планетарный механизм, снабжающий правое и левое колесо равным крутящим моментом, но разрешающий им вращаться с различной скоростью.

Но дело-то в том, что задние колёса и передние при повороте также проходят различные расстояния.

Более того, в настоящих условиях перемещения они смогут проходить различные расстояния и на прямой, поскольку на дорогах видятся неровности. А это значит, что в случае если мы делаем автомобиль полноприводным, то в нем должен быть предусмотрен еще один дифференциал — между передней и задней осями. В противном случае шины будут скоро изнашиваться, а нагрузки, появившиеся в приводе, приведут его в негодность.

Само собой разумеется, межосевой дифференциал — это удорожание и усложнение конструкции и, снова же, лишняя масса. И без него, в принципе, возможно обойтись, но при одном условии: приводом на все колеса мы будем пользоваться лишь на достаточно скользких покрытиях и при маленьких скоростях, в то время, когда важных проблем для привода и шин не появляется. А на жёсткой дороге нужно будет оставлять только одну ведущую ось.

В середине и начале прошлого века таковой подход устраивал. Схема полного привода без межосевого дифференциала (с твёрдой связью в раздаточной коробке и отключением одного из ведущих мостов) была популярна на внедорожной технике впредь до конца XX века. Фактически, она дожила и до наших дней, модернизировавшись как вероятно.

Сейчас для подключения «дополнительного» ведущего моста не нужно останавливаться (в английской литературе это именуется «shiftonthefly»). на данный момент привод с подключаемым передним мостом употребляется в Isuzu Trooper с механической коробкой передач, в Jeep Wrangler, в Mitsubishi Pajero Спорт и многих вторых машинах.

Неизменно — полный!

Но одно дело — «легко внедорожники». Их потребителей в полной мере устраивали главные преимущества схемы с отключаемым мостом — относительная простота и низкая стоимость, а вопросы скоростного передвижения по асфальту их тревожили мало.

Совсем второе — в то время, когда полноприводный автомобиль не «покоритель пустынь и лугов», а транспортное средство для повседневного применения (причем большей частью по обычным дорогам). В данной ситуации на первый замысел выходят недочёты.

Во-первых, невозможность постоянного применения преимуществ полного привода (так как при перемещении по жёстким покрытиям ведущей остается лишь одна ось). Во-вторых, повышенные требования к квалификации водителя: он обязан верно оценивать обстановку и принимать ответ, включать дополнительный мост либо не включать. А неточности чреваты неприятными последствиями: превращение автомобиля в полноприводный мгновенно меняет не только проходимость, но и управляемость.

Так что сейчас значительно чаще применяется постоянный полный привод с межосевым дифференциалом. Такая схема у многих полноприводных автомобилей и последних моделей внедорожников (все Audi quattro, не считая A3; все BMW iX, и X5; Hyundai Santa Fe; Jaguar XType; все Mercedes-Benz 4matic, M и G-класса; Mitsubishi Pajero — в общем, полный перечень может занять целый выделенный для статьи количество).

Но и «дифференциальный» привод не лишен недочётов.

Во-первых, на скользком покрытии дифференциал в полной мере может подвести. Вам приходилось замечать со стороны за автомобилем, забуксовавшим в снегу либо жидкой грязи?

Тогда вы должны были подметить: тогда как буксующее колесо бешено вращается, второе фактически не делает попыток сдвинуться с места. Виноват в этом дифференциал.

И совершенно верно так же будет вести себя межосевой дифференциал, в то время, когда колеса одной из осей окажутся на скользкой поверхности. Дабы этого не происходило, полноприводные машины (особенно высокой проходимости) приходится оборудовать устройствами блокировки дифференциалов. Ясно, что совокупность привода не делается от этого несложнее и дешевле.

Помимо этого, раздаточная коробка и дополнительные приводные валы так же, как и прежде утяжеляют машину и занимают много места. И в случае если для громадных машин с замечательными двигателями все это не верно уж и значительно, то у легковых, в особенности компактных, без шуток страдают динамика, вместимость и экономичность.

По мере необходимости

Не без «помощи» компактных автомобилей появилась еще одна концепция полного привода, применяемая на многих современных автомобилях. В западной литературе она именуется «torqueondemand» (либо легко «on demand») — «момент по необходимости».

Мысль в том, дабы к несложному (без межосевого дифференциала) приводу с отключаемым мостом добавить некое автоматическое устройство, подключающее его при необходимости (скажем, при пробуксовке «главных» ведущих колес). А значительно лучше — передающее на «дополнительный» мост ровно столько крутящего момента, сколько нужно.

Само собой разумеется, такая схема уступает постоянному полному приводу, но конструктивно несложнее, а основное, весьма удобна для того, чтобы сделать полноприводным маленький автомобиль.

Так как в то время, когда двигатель в первых рядах и «главные» ведущие колеса передние, возможно кроме того отказаться от отдельной раздаточной коробки — достаточно сделать несложный отбор мощности к заднему мосту, а передним установить то самое автоматическое устройство. Таковой привод получается компактным и достаточно легким, а потому весьма популярен среди легковых моделей (Audi A3; Volvo AWD и XC; Volkswagen Golf 4Motion и т. д.), и моделей «промежуточных» классов (Ford Maverick, Honda CRV; Nissan X-Trail; Volvo XC 90 и др.).

Первые совокупности «on demand» создавались на базе муфты вязкостного трения (до последнего времени еще сохранялась на полноприводных Volvo V70, до сих пор устанавливается на Chrysler Voyager AWD, Land Rover Freelander и кое-какие Mitsubishi Pajero Pinin). Позднее было предложено еще пара довольно несложных гидравлико-механических устройств, трудящихся без какого-либо вмешательства извне. Их конструкции и правилам действия мы предполагаем посвятить отдельные материалы.

Но у всех несложных муфт с «внутренним автоматизмом» имеется значительные недочёты. Во-первых, они срабатывают уже по факту пробуксовки, что может оказаться уже поздновато.

Во-вторых, их черта (скорость срабатывания, зависимость передаваемого момента от скорости буксования и т. п.) определяется конструкцией и не может быть поменяна без разборки (которая, обычно, вероятна только в заводских условиях). А это указывает, что об адаптации к конкретным условиям перемещения сказать уже не приходится.

И потому, что микропроцессорная техника сейчас существенно снизилась в цене, в совокупностях «on demand» все чаще применяют устройства с компьютерным управлением. Они регулируют момент, передаваемый на «дополнительный» мост уже не только в зависимости от текущей обстановки, но и на базе прогноза ее развития.

Возможности управляемых электроникой совокупностей весьма широки. И потому они все чаще применяются вместо межосевого дифференциала в раздаточных коробках громадных замечательных моделей (Шевроле Tahoe и TrailBlazer; Infiniti FX и др.).

Совокупность управления приводом Nissan X-Trail

    Многодисковая муфта Фазы работы совокупности при резком разгоне

Это управляемая компьютером сиcтема привода «on demand» для автомобиля с передним поперечным размещением силового агрегата и постоянным приводом на передние колеса.

Нужную для работы данные модуль управления приобретает по бортовой сети. О положении дроссельной заслонки и частоте вращения коленчатого вала — от совокупности управления двигателем. О скоростях вращения каждого колеса — от датчиков антиблокировочной совокупности тормозов, и вдобавок от датчика ускорений и, конечно же, от тумблера, которым шофер выбирает режим работы.

Кроме того в режиме «2WD» (привод лишь на передние колеса) совокупность может ненадолго вмешаться, но лишь в одном случае — при резком разгоне, в то время, когда на ведущие (передние) колеса подается громадной крутящий момент а также на сухом асфальте они смогут пробуксовать.

Интенсивнее всего совокупность трудится в режиме «4WD Auto». Неизменно разбирая взятую данные, модуль определяет крутящий момент, что необходимо подвести к задним колесам в текущий момент времени, и подает соответствующее напряжение на электромагнит многодисковой муфты.

В режиме «Lock» совокупность блокирует муфту, но наряду с этим скорость автомобиля не должна быть больше 40 км/ч.

Совокупность всегда проверяет действия водителя и оберегает себя от повреждений. К примеру, в случае если при перемещении в режиме «Lock» скорость автомобиля превысит допустимую, она машинально перейдет в режим «4WD Auto», а при понижении скорости возвратится в режим «Lock».

Либо, скажем, в случае если в режиме «4WD Auto» многодисковое сцепление начнет перегреваться, совокупность перейдет в «переднеприводный» режим и включит сигнальную лампу на приборном щитке. В этом случае шофер обязан остановить автомобиль и дождаться, в то время, когда сигнальная лампа погаснет, и только после этого продолжать перемещение.

Как трудится многодисковая муфта

Входной вал муфты связан с ее корпусом, в которого находится пакет фрикционных дисков (главное сцепление). Часть дисков (через один) связана зубцами с корпусом муфты, часть — с выходным валом.

Ясно, в случае если пакет фрикционных дисков сжать, то крутящий момент с корпуса будет передаваться на выходной вал. Чем посильнее сжат пакет, тем меньше обоюдное проскальзывание дисков, тем больший момент передается через муфту.

Предположим, что привод задних колес был полностью отключен и совокупность получила данные о том, что шофер быстро надавил на педаль акселератора. Модуль управления разбирает данные от всех датчиков и, в случае если вероятна пробуксовка, вычисляет ту долю крутящего момента, которую в данной обстановке необходимо передать на задние колеса.

В воздействие вступает электромагнит. Но чтобы с нужным упрочнением сжать пакет фрикционных дисков, электромагнит должен быть большим и потреблять громадный ток. Это недопустимо, исходя из этого на помощь электрике приходит несложная механика.

Электромагнит стягивает легкие узкие диски управляющего сцепления (по конструкции оно похоже на главное), вовлекая во вращение ведущий диск кулачкового механизма. При повороте ведущего диска шарики отжимают от него нажимной диск, что и давит на главный пакет. Чем выше напряжение, тем выше давление на пакет фрикционных дисков, тем больше крутящий момент, передаваемый к задним колесам.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№8, июнь 2003).

Блог полноприводной шкоды. Привод на все колёса от ауди. Skoda octavia 4×4.


Записи по принципу Рандом:

самые интересные для Вас статьи, подобранные по важим запросам:

Метки: ,

Комментирование закрыто.