Awd

Полный привод 4х4: плюсы и минусы, как работает

Считается, что полный привод в последние годы приобретает все большую популярность. Какие же реальные преимущества дает трансмиссия 4х4?

Когда говорят о полном приводе на легковом автомобиле, имеется в виду, что все четыре его колеса получают крутящий момент от двигателя и, отталкиваясь от земли, дружно двигают машину вперед.

Наличие полного привода в любом случае означает несколько дополнительных агрегатов в трансмиссии машины. А это – лишняя масса и более высокая цена

В принципе, у всех полноприводных машин так оно и бывает, но – далеко не всегда и порой не тогда, когда это бывает нужно. Поговорим о том, какие у полного привода плюсы и минусы, и как он работает.

Желаемый 4х4: как ездить на полном приводе зимой

Преимущества полного привода

• Лучшая проходимость по рыхлым поверхностям. Это имеет значение как для внедорожников, которые преодолевают маршрут в грязи и снегу, так и для легковушек, которые выбираются с нерасчищенной парковки. Правда, конструкция полного привода при этом будет разной (об этом – в конце статьи)
• Лучшая проходимость по местности с очень неровным рельефом, когда не все 4 колеса авто касаются почвы. Речь идет прежде всего об условиях офф-роуда и экстремального туризма, причем конструкция полного привода здесь должна быть “высшего сорта”.
• Лучшая управляемость при скоростном прохождении поворотов. Это касается дорожных автомобилей со спортивным характером.

На легковом авто полный привод отнюдь не лишний: с ним легче ездить по скользкой, грязной или заснеженной дороге.

А еще – легче проходить сложные повороты на скорости

Как работает полный привод

Существует несколько систем полного привода, в первую очередь – в зависимости от запланированных внедорожных возможностей машины. Общая у всех них главная задача, которую решают конструкторы: крутящий момент двигателя надо передать не на одну, а на две оси.

Самый распространенный тип привода 4х4 имеет такую схему. Она не очень эффективна на плохой дороге, но недорогая и не мешает работе систем активной безопасности.

Распределение крутящего момента происходит в коробке передач или раздаточной коробке. И именно здесь проявляется принципиальное различие между разными типами полного привода:

• Постоянный полный привод. Все четыре колеса получают мощность от двигателя непрерывно. Это типичный вариант для полноприводных легковых машин и некоторых внедорожников (например, Subaru, Mercedes 4matic, Audi Quattro, Lada Niva, Toyota Land Cruiser Prado).
• Полный привод, подключаемый принудительно. Один из мостов получает мощность постоянно, второй подключается к трансмиссии водителем. Так устроена трансмиссия на тех немногих серьезных внедорожниках, которые предназначены для постоянной эксплуатации на бездорожье (ЛуАЗ, УАЗ, Land Rover, Jeep Wrangler).
• Полный привод, подключаемый автоматически. Вместо механического узла подключения-отключения второго моста здесь применяется управляемая электроникой муфта (управляемое сцепление), которая автоматически смыкается при пробуксовке одного из постоянно задействованных колес, и подключает им на помощь вторую ось. При том возможность подключить режим 4х4 водителем почти всегда остается. Такой привод применяется на большинстве современных полноприводных автомобилей, и следует признать, что это не лучший вариант: большинство этих муфт подключения из-за перегрева не могут работать долго, и часто они срабатывают с опозданием.

Так водитель управляет полным приводом на современном кроссовере. Режим Lock означает принудительное подключение второй оси, но часто электроника оставляет за собой право отключить ее, например, при перегреве

Кроме типа подключения второй пары колес, трансмиссия полноприводных автомобилей имеет целый ряд дополнительных функций, которые повышают эффективность привода. Но эта тема стоит отдельной статьи, которую мы вскоре подготовим.

Рекомендация Авто24

Твердо решив приобрести полноприводный автомобиль, вы должны понимать, где именно вы будете использовать режим 4х4. Ведь и условия “бездорожья”, и типы полного привода бывают очень разными. Конечно, если позволяют средства, можно купить машину с максимально возможным внедорожным потенциалом, пусть даже вам никогда не придется использовать его “на все 100”. Хуже, когда по техническим причинам ваш “внедорожник” окажется не столь способным, как вам надо.

Как подготовить авто к поездке на пикник

Full-time 4WD: постоянный полный привод

В схеме full-time нет возможности отключить 4WD: ведущие колёса всегда связаны с двигателем, а для нормальной езды по асфальту между осями установлен третий — центральный — дифференциал. Такой тип привода называют «фултайм», постоянным полным. Им оснащены многие автомобили: Toyota Land Cruiser 80/100/200, Land Cruiser Prado; Volkswagen Touareg; Land Rover Discovery, Defender; и конечно, старушка Нива — с 1977 года! Список автомобилей с full-time 4WD очень велик и включает даже легковые автомобили и паркетники: Audi с классической трансмиссией Quattro, Toyota RAV4 первых двух поколений, Mark II и Crown в four-комплектациях; Suzuki Escudo/Grand Vitara 3 поколения, модели Subaru с трансмиссией VTD и другие. Правда, среди новых машин честный «фултайм» встречается всё реже.

Идеальна ли схема full-time? Разумеется, нет. Межосевой дифференциал классической конструкции («свободный» или «открытый») имеет существенный врождённый недостаток: он направляет тягу по пути наименьшего сопротивления. На практике это выглядит так: автомобиль с гордым шильдиком FULL-TIME 4WD попадает всего одним колесом в глубокий песок или грязь и не может тронуться — колесо в грязи беспомощно буксует, а все остальные стоят. 1WD! Всё потому, что дифференциалы (сперва межосевой, затем межколёсный) направляют крутящий момент на колесо, которое проще всего провернуть — то есть туда, где самое худшее сцепление с дорогой. Чтобы таких неловких ситуаций не возникало, требуется блокировка дифференциала — принудительное ограничение его стремления к свободному вращению.

Кнопка принудительной блокировки межосевого дифференциала

Способы блокировки центрального (межосевого) дифференциала у разных машин отличаются. У серьёзных внедорожников есть возможность принудительной 100-процентной жёсткой блокировки — в таком режиме полный привод фактически превращается в part-time, со всеми присущими этой схеме ограничениями (нельзя использовать на асфальте). У легковых машин и паркетников жёсткой блокировки обычно нет — вместо неё дифференциал автоматически блокируется вязкостной, гидро- или электромеханической муфтой. Такие решения не обеспечивают полной блокировки, поэтому даже старый «Равчик» на бездорожье неровня «Прадо», хотя формально у обоих честный «фултайм».

Кстати, распределение крутящего момента между передней и задней осями у full-time 4WD далеко не всегда 50/50. Для лучшей управляемости в современных машинах с постоянным полным приводом применяют самоблокирующиеся дифференциалы Torsen, которые могут смещать до 80% тяги на одну (обычно заднюю) ось, или добиваются того же эффекта с помощью электронной блокировки. Так автомобиль становится более предсказуемым в поворотах, ничуть не теряя в «честности» полного привода.

Плюсы и минусы part-time 4WD

Простота и надёжность.

Возможность отключать 4WD для экономии топлива.

Ограничения использования на твёрдых покрытиях.

Ухудшение управляемости в режиме 4WD.

Плюсы и минусы full-time 4WD

Простота и надёжность.

Возможность ездить на 4WD по любым покрытиям.

Необходимость блокировки межосевого дифференциала.

Повышенный расход топлива.

Постоянный полный привод (Full-time 4WD)

В машинах с таким типом трансмиссии усилие всегда передается на четыре колеса. Они разделяются с помощью межосевого дифференциала, который улучшает управляемость, уменьшает износ шин и снижает нагрузку на агрегаты. Для улучшения проходимости машины «Full-time 4WD» оснащаются блокировкой дифференциалов (межколесного и межосевого). Эта функция реализуется в двух вариантах: автоматическом либо ручном.

Такой тип машин наименее подвержен заносу и отличается наилучшей проходимостью. При наличии блокировки дифференциала ее нужно включать лишь перед преодолением грязи, снега, песка или затяжного скользкого подъема. В остальных случаях это лишь ухудшает ходовые характеристики и уменьшает срок службы покрышек и агрегатов.

Многорежимный полный привод (Selectable 4WD)

Самый лучший тип трансмиссии, сочетающий в себе преимущества всех вышеперечисленных. Единственный его недостаток — высокая цена. Автомобиль с многорежимным полным приводом может ездить с одной и двумя ведущими осями. Водитель сам выбирает состояние дифференциалов. На асфальте достаточно передней оси, на скользкой дороге следует включить постоянный привод на 4 колеса, а на бездорожье — заблокировать дифференциал (на наиболее тяжелых участках все три — межосевой и межколесные).

История

Системы полного привода на автомобилях были придуманы не вчера. Их истоки уходят корнями в позапрошлый век.

В 1893 году английский инженер-изобретатель Брама Джозеф Диплок сконструировал и применил систему полного привода для трактора-тягача. Конструкция даже по современным меркам вызывающая уважение, в те годы была верхом инженерного искусства. Бездорожье трактор-вездеход покорял, используя три дифференциала и полноприводную систему с четырьмя (!) управляемыми колесами.

Первым полноприводным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания стал Spyker 60 HP, который создали братья из Голландии- Якобус и Хэндрик-Ян Спайкер, в качестве двухместного спортивного автомобиля для гонок вверх по горам (для хилл-клаймбинга). Эта важная веха в развитии систем полного привода произошла в 1903 году.

Потом был немецкий, неказистый на вид Dernburg-Wagen, построенный Daimler-Motoren –Gesellschaft. За ним последовала целая плеяда различных прототипов и поисков надежной, неприхотливой и оптимальной конструкции.

В предвоенные годы, перед Второй мировой войной, Mercedes-Benz, в сотрудничестве с BMW, работали над военной серией «G». Попытки вознаграждались созданием необычных и уникальных автомобилей. Но настоящую, заслуженную славу получил другой легендарный автомобиль военных лет, пришедший с другого континента, который бок о бок прошел военными путями с нашими дедами по непролазным разбомбленным дорогам Брянщины, Подмосковья, Беларуси, Польши и наконец самой Германии, — Jeep Willys.

Система управления полным приводом была проста и эффективна. Одним рычагом джипа включался привод на четыре колеса, другим селектором можно было выбрать повышенные передачи, нейтраль или низкие передачи.

Система полного привода развивалась на протяжении 1950-х и 1960-х годов. Появились внешние блокировки передних ступиц, давшие возможность отключения передней оси для улучшения топливной экономичности и скоростных показателей. В 1963 году семейный полноприводный Jeep Wagoneer обзавелся автоматической коробкой передач. Десять лет спустя на обновленную модель была установлена система Quadra-Trac, первая в отрасли автоматическая система постоянного привода на четыре колеса.

Полный привод переходит на легковые автомобили. Примерно в тоже время, когда американские инженеры развивали «тяжелую артиллерию», японцы пытались привить полноприводную систему на легковые модели. Симбиоз внедорожного привода и легкового кузова был воплощён в Subaru Leone. Модель появилась в 1972 году. Ее отличительными особенностями была система с подключаемым полным приводом, неплохо помогавшим владельцам в плохих погодных или дорожных условиях.

В 1980 году АМС выпускает модель Eagle установивший эталон среди полноприводных пассажирских автомобилей тех лет. Модель была оборудована постоянным автоматическим приводом на все колеса. В то же время появляется настоящая легенда, первенец Audi Quattro с постоянным приводом на все колеса впервые использовавшимся не для улучшения внедорожных качеств, а для улучшения сцепления на дороге, управляемости и производительности в спорте.

1983 год. На Jeep появляется новая система Select-Trac. С этих пор Джипы могли ездить в полноприводном варианте на большой скорости по обычным дорогам без разрушительных последствий для раздатки. В следующем году, на новом Jeep Cherokee была представлена более совершенная система подключаемого полного привода Command-Trac, которая позволила подключать передний мост на ходу.

Начиная с середины 90-х годов, почти каждый автопроизводитель в США начал создавать SUV (спортивные утилитарные автомобили). Делались они незатейливо, бралась рамная основа пикапа и механический привод 4WD. Технически внутренности оставались архаичными, но работали они в новом модном кузове.

Сенсационная популярность внедорожников заставила многих автопроизводителей пойти на поводу у маркетологов и потребителей. Кузова стали делать несущими, от рамной конструкции постепенно начали отказываться. Появился класс кроссоверов, быстро развивающийся и завоевывавший все новые сегменты рынка. В их среде начинают превалировать AWD системы*.

Это интересно: Краткий гид по системам полного привода Mercedes-Benz 4Matic

*Привод на все колеса (All-wheel drive, AWD) способный передавать мощность между обеих осей, а также от колеса к колесу. Гораздо более удобная автоматизированная система полного привода, дающая почти все те же преимущества, что и классическая 4WD, но с меньшим количеством неудобств для повседневного использования. Впрочем, за удобства приходится платить меньшей надежностью привода.

Какие есть недостатки у системы привода AWD?

1. Электроника. Все зависит от целой кучи датчиков, которые могут выйти из строя в любой момент и не включить привод или не выключить его в нужное время.
2. Отсутствие ручных настроек. Для многих покупателей авто это будет настоящая беда, вы не можете ничего настроить самостоятельно.
3. Непонятный момент включения привода. Вполне возможны заносы и другие неприятные ситуации, если вы не прочувствуете момент включения полного привода.
4. Дорогой ремонт. Системы AWD невероятно сложны в восстановлении, так как они представляют собой комплект дорогих электронных систем и датчиков, которые сложно поддаются диагностике.
5. Завышенные ожидания. Часто покупатель машины с AWD считает, что у него в активе настоящий внедорожник, но чаще всего эти машины не оправдывают таких ожиданий.
6. Переплата в том случае, если полный привод вам не нужен. Статистика говорит о том, что более половины полноприводных авто покупаются для имиджа, а не для реальной пользы.

Как работает AWD

Типичный сценарий работы All-wheel drive таков. Представьте, что вы едете по нормальной дороге, пусть даже с кочками и лужами, но всё же далёкой от состояния бездорожья. Понятное дело, что в таких условиях полный привод ни к чему, потому что это вызывает повышенный расход топлива. Вполне достаточно привода на передние колёса — это и экономично, и обеспечивает хорошую управляемость.

Совсем другое дело, когда вы съезжаете на грунтовую дорогу, особенно если недавно прошёл дождь, и грунт превратился в грязь. На двух ведущих колёсах можно основательно «засесть» в какой-нибудь яме или луже. Поэтому бортовой компьютер AWD автоматически подключает задние колёса, перебрасывая на них часть мощности двигателя. Автомобиль становится полноприводным. Но и здесь есть некоторые отличия от традиционных полноприводных машин.

Традиционная технология полного привода — 4WD, как правило, распределяет мощность между осями и колёсами поровну. В случае с AWD почти всегда большую часть получает передняя ось, на неё приходится от 60 до 90 процентов мощности и крутящего момента двигателя. Лишь некоторые производители вроде Audi и Subaru предусматривают привычное равное (50/50) распределение между осями.

Ещё одно отличие от 4WD — отсутствие пониженных передач и возможности блокировок дифференциалов. Многим любителям бездорожья такое отсутствие «взрослых» опций не нравится, и их негодование вполне обосновано. Ведь пониженная передача значительно повышает мощность, которая подаётся на колёса, а блокировки дифференциалов исключают проскальзывание колёс. Без этих функций штурмовать серьёзное бездорожье довольно безрассудно.

Съезжая с асфальтированной дороги на автомобиле с AWD, помните, что успех поездки зависит, главным образом, не от вашего водительского мастерства, а от качества программы бортового компьютера. Некоторые производители привносят в All-wheel drive элементы традиционного 4WD, предусматривая ручное управление, но это редкость. В общем, AWD прекрасно подходит для езды по лёгкому бездорожью, но не по глухим глубоким топям. 

4WD — полный привод (постоянный и подключаемый)

Встречается два типа полного привода- постоянный (Full-Time) и подключаемый (Part-Time).

• В первом варианте крутящий момент перманентно передается на заднюю и переднюю ось, как правило, в соотношении 50/50.
• Во втором по умолчанию задействуется одна ось, но при необходимости подключается и другая.

Существует также «полный привод по требованию», который активируется кнопкой в салоне или решением управляющей электроники. Но он относится уже к типу AWD.

Подключаемый  полный привод (Part-Time) достаточно просто устроен: передний мост жестко подключен, задний подключается посредством простой механической муфты — и никаких дифференциалов.

Из-за такого жесткого зацепления, распределение крутящего момента по осям одинаковое.

Таким типом полного привода оборудованы настоящие внедорожники (УАЗ, Toyota Land Cruiser 70, Nissan Patrol, Suzuki Jimny), пикапы (Ford Ranger, Nissan Navara) и военная техника.

Такие автомобили обладают фантастической проходимостью, а вот на асфальте это заднеприводная техника, которая требует к себе особого отношения. В частности, такой тип подключаемого полного привода на дорогах с твердым покрытием оборачивается сниженной управляемостью. Высокая нагрузка на трансмиссию быстро выводит ее из строя. Покрышки стираются тоже достаточно быстро.

Постоянный полный привод (Full-Time) — пожалуй, самый технически сложный и дорогостоящий тип привода современных автомобилей.

В данной конструкции присутствует и межосевой дифференциал, и межколесные дифференциалы для оптимального распределения передаваемой мощности на каждое колесо. А к межосевому дифференциалу прилагается и механизм его блокировки, который увеличивает проходимость автомобиля.

Сегмент постоянного полного привода — премиальные внедорожники типа Mercedes Gelendewagen. Также привод 4WD с блокировкой межосевого дифференциала применяется как дорогая опция на премиальных автомобилях, которая повышает стабильность машины и придает ей отличные динамические характеристики.

Причем чтобы постоянный полный привод не требовал других приемов управления, производители стремятся придать таким автомобилям характер заднеприводных, неравномерно (например, 30/70, как в Mercedes-Benz в версии 4Motion) распределяя нагрузку между осями. Или предусматривают распределение крутящего момента не только между передним и задним мостом, но и между колесами, что позволяет достичь превосходной управляемости, особенно в поворотах, когда до 70% крутящего момента перекидывается, например, на внешнее заднее колесо. Пример воплощения — система привода Honda SH-AWD.

Как видим, основное преимущество полноприводных автомобилей — их проходимость, быстрая динамика, отсутствие пробуксовывания колес, малый риск заноса.

Оптимальное распределение крутящего момента по осям и колесам дает замечательную курсовую устойчивость автомобилю, особенно в поворотах.  

К недостаткам постоянного полного привода относится сложность конструкции, обилие дополнительных устройств и управляющей электроники — все это сказывается и на стоимости автомобиля, и на стоимости его эксплуатации и ремонта.

Расход топлива на полноприводных автомобилях существенно выше за счет потери мощности в передаче крутящего момента сразу на две оси.

В целом, полный привод сегодня выполняет роль скорее дорогостоящей опции на премиум-автомобилях.

Действительно необходимым он остается только на брутальных рамных внедорожниках — но это уже совсем другая история.

Недостатки переднего привода

Несмотря на все достоинства и лавры, доставшиеся переднему приводу, все-таки тип привода FWD считается не совершенным и имеет недостатки.

Существенным минусом считается обеспечение безопасности людей в авто. Ведь, несмотря на то, что переднепридные варианты машин не так сильно подвержены заносам как другие, у них все таи вероятность заноса остается. И в таком случае выровнять машину будет очень не легко, тут нужен опыт и сноровка, новичок может не справиться.

Чтобы совладать с передним приводом при заносе, специалисты советуют прибавлять тут же газу. К сожалению все обычно происходит настолько быстро, что водители не успевают порой на уровне инстинктов отреагировать на ситуацию. Тормозить нельзя ни в коем случае, чтобы не потерять управление вовсе. А если учесть что при таком приводе колеса поворотные, то будет необходимое ограничение на угол поворота.

Важно знать, что набирая скорость, часть общего веса машины переносится на заднюю часть и сцепление с дорожным полотном ухудшается в разы. Пробуксовки из-за этого неизбежны если вы владеет авто где стоит FWD привод

Гонки на таком авто противопоказаны и смертельно опасны, никакого дрифта на них не получится! У спортивных авто все по-другому. Плюсом заднего привода RWD можно считать наличие задней ведущей оси, позволяющей дрифтовать. Либо на гоночных авто еще используют полный привод.

RWD

Применение такого привода создаёт следующие преимущества:

1. Лёгкий разворот в силу малой величины радиуса. Достигается за счёт того, что передние колеса не ограничиваются сложной системой ведущего моста.
2. Даже в случае с задней независимой подвеской автомобиль не нуждается в установке шарниров равных угловых скоростей.
3. Управляемый занос, который можно оперативно локализовать, повернув руль в его сторону и регулируя обороты.
4. Облегчённое рулевое управление из-за отсутствия реактивных моментов.
5. Хорошая динамика разгона и уверенное преодоление подъёмов.
6. Ценится лихачами, любителями форсажа.
7. Оптимальный весовой баланс.

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:

Недостаточная управляемость на проблемной дороге. Особенно это чувствуется при гололёде и на сырой почве. Для оптимизации управления потребуется монтаж более прогрессивных систем стабилизации и контроля сцепления. Частично улучшить эту проблему может дорогостоящая профильная резина.
Аппараты с RWD, как правило, стоят в разы дороже, чем их переднеприводные собратья. Данный парадокс обусловлен усложнённым устройством трансмиссии и затратными деталями шасси

Это ключевое обстоятельство необходимо принимать во внимание в ходе выбора покупки.
Склонность к заносам. Передние колёса при повороте вызывают повышенное сопротивление, с которым задний привод не справляется; в итоге получается пробуксовка, провоцирующая занос.
Пережог топлива

Редкий представитель семейства RWD может похвастаться тем, что «кушает» меньше 10 литров на 100 км пробега даже по трассе.
Схема привода довольно громоздкая и порождает определённые потери тяги и мощности.

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.

2WD: передний или задний привод?

Автомобили 2WD можно разделить на задний (RWD) и передний привод (FWD). Эти два термина просто указывают на то, на какую из осей сконцентрирована мощность двигателя.

Передний привод

Большинство проданных сегодня пассажирских автомобилей имеют FWD, благодаря эффективности использования пространства, лучшей экономии топлива за счет снижения общего веса, а также экономичности производства. Одним из преимуществ размещения как двигателя, так и системы привода в передней части автомобиля является большее пространство для груза и пассажиров.Поскольку в автомобиле FWD почти 65% веса автомобиля расположено над передними колесами, они отлично справляются со скользкими дорожными покрытиями при движении на медленных скоростях. Однако этот дисбаланс, в сочетании с рулевыми функциями, выполняемыми передними колесами, может означать, что автомобиль будет иметь плохую общую управляемость при движении на высоких скоростях.Такое сочетание рулевого управления и вождения также означает, что шины изнашиваются быстрее, чем в других приводных системах. Поэтому потребуется более частый ремонт и обслуживание шин.

Задний привод

Ранее большинство пассажирских автомобилей оснащались RWD благодаря одновременно прочной и простой конструкции, а также дешевизне производства. Типичная установка RWD соединяла двигатель и трансмиссию с задним мостом через карданный вал, проходящий по центру автомобиля.RWD имеют передние колеса для управления, в то время как задняя ось обеспечивает мощность для перемещения автомобиля. Такое разделение труда означает значительное увеличение тягового усилия, а, следовательно, и ускорения автомобиля. Еще одним преимуществом автомобилей RWD является то, что поскольку вес распределяется более равномерно по всем четырем колесам, снижается износ шин, а также увеличивается управляемость в поворотах.Самым большим недостатком автомобилей RWD является их управляемость во влажную и прохладную погоду. Даже при использовании современных технологий контроля тяги, а также шин с высоким сцеплением с дорогой и высокими эксплуатационными характеристиками, автомобили RWD лучше всего оставлять в гараже во время дождя и снега.