Привод легковых автомобилей

Постоянный полный привод

Автомобили с такой системой полного привода всегда передают крутящий момент на все четыре колеса, что понятно из англоязычного названия Full-time. В своей основе система оснащена межосевым дифференциалом, который имеет несколько конструктивных вариантов: симметричный и несимметричный, блокируемый и неблокируемый. Блокировка, в свою очередь, может выполняться в автоматическом или ручном режиме. Все это зависит от того, для каких целей создается полный привод. Чаще всего используется самоблокируемый дифференциал, который также может быть выполнен на основе одной из трех систем: вязкостной или фрикционной муфты и с блокировкой типа Torsen.

Если в двух словах, то система Full-time и конструктивно, и функционально совмещает в себе принцип работы систем Part-time и On-demand. Дифференциал напрямую передает крутящий момент от одной оси к другой, а установленная с ним в одном корпусе муфта в зависимости от степени блокировки может перераспределять этот момент исходя из условий. Навороченные системы с двумя приводными валами, наподобие трансмиссии SuperSelect от Mitsubishi, умеют дополнительно «отстегивать» одну ось, превращаясь в отключаемый полный привод.

Дифференциал Torsen

Отдельно стоит упомянуть трансмиссию на основе дифференциала Torsen, который становится все популярнее. У него вместо муфт используется три пары червячных шестерней, которые осуществляют перераспределение момента. В свободном состоянии распределение тяги по осям равное, как только скорости вращения колес начинают отличаться, вращение шестерней заставляет частично блокироваться выходные валы, передавая момент на колесо с лучшим зацепом.

В зависимости от задач автомобили с подобными системами также дополнительно комплектуются задним (и иногда передним) блокируемым межколесным дифференциалом, понижающим редуктором и даже дополнительной муфтой. Комбинации могут быть совершенно разными в зависимости от задач — внедорожных, спортивных или экономящих топливо. Например, трансмиссия от Audi на легковых моделях и кроссоверах — quattro ultra — имеет многодисковую межосевую муфту и дополнительно дифференциал с кулачковой муфтой в приводе задней оси, также способной к полному отключению.

Система Quattro Ultra Full-Time (слева) и планетарный редуктор Mercedes-Benz (справа)

Проблемы

Как ни трудно догадаться, из-за невероятной сложности отдельных конструкций любая неисправность систем постоянного полного привода грозит непростым и недешевым ремонтом.

Системы на основе вязкостных и фрикционных муфт, как и в случае с системами On-demand, склонны к перегреву. Не избежал этой участи и дифференциал Torsen, шестерни которого также сильно нагреваются и требуют для охлаждения специального графитового масла.

Кроме того, на автомобилях Audi, например, дифференциал находится в блоке коробки передач DSG, так что любая проблема с «роботом» автоматически ведет к разбору и этого механизма. На сложных системах с отдельным передним валом прибавляйте встречающиеся проблемы привода — его включения/отключения либо датчика работы.

Соответственно, всевозможные датчики и управляющие электронные блоки при сбое и трансмиссию выводят из правильного режима работы. То же самое касается работы коробки передач, функционирование которой напрямую влияет на работу полного привода. Люфты карданов и вой редукторов — частая болезнь серьезных внедорожников.

Устройство дифференциала на спортивных полноприводных моделях Audi

Полноприводные автомобили

Полноприводные автомобили отличаются, как от переднеприводных, так и от заднеприводных автомобилей. В переднеприводных автомобилях ведущими являются и передний и задний мосты. Можно сказать, что полноприводные автомобили имеют все ведущие колеса.

Существует подключаемый полный привод, что очень удобно, так как, при обычном режиме эксплуатации можно задействовать только одну ось (переднюю). В случае необходимости можно задействовать вторую ось, что обеспечит полный привод. Постоянный полный привод подразумевает использование всех колес в качестве ведущих при всех режимах эксплуатации.

Серединой между постоянным полным приводом и подключаемым выступает полный привод по требованию, который включается автоматически.

-Повышенная проходимость;

-Повышенная устойчивость.

Минусы полноприводных автомобилей

-Повышенный расход топлива;

-Cложное устройствополноприводного автомобиля.

Отличительной особенностью автомобилей с задним и полным приводом является их скорость (более быстрые). Поэтому спортивные автомобили чаще всего выполняются на базе заднеприводного и полноприводного шасси.

Принцип работы

Работу газораспределительного механизма сложно рассматривать отдельно, в отрыве от рабочего цикла двигателя. Ведь его основная задача – это вовремя открыть и закрыть клапана на определенный промежуток времени. Соответственно на такте впуска открываются впускные, а на такте выпуска – выпускные. То есть фактически механизм должен реализовывать рассчитанные фазы газораспределения.

Технически это происходит следующим образом:

Стоит также отметить, что за полный рабочий цикл распредвал совершает 2 оборота, попеременно открывая клапана в каждом цилиндре, в зависимости от порядка их работы. То есть, например, при схеме работы 1-3-4-2 в один и тот же момент времени в первом цилиндре будут открыты впускные клапаны, а в четвертом выпускные. Во втором и третьем клапаны будут закрыты.

Цепной привод

Цепь ГРМ отличает более высокая надежность по сравнению с ременным и приводом через шестерню от коленчатого вала. Превосходство в надежности достигается за счет использования натяжителя, действующего с большим усилием по сравнению с ремнем. Обслуживание цепного привода производится достаточно редко, что положительным образом сказывается на стоимости владения автомобилем. Цепной привод обладает большим ресурсом надежности в сравнении с ременным.

К явным отрицательным сторонам данного типа привода ГРМ относится его шумная работа, в связи с этим мировые производители постепенно отказываются от производства автомобилей с данным типом привода ГРМ, несмотря на все его неоспоримые достоинства.

Устройство трансмиссии переднеприводного типа

В автомобиле с передним приводом главное отличие заключается в дифференциале, который находится в коробке передач вместе с главной передачей. С его помощью происходит передача, изменение и распределение крутящего момента, а также обеспечение вращения колёс с различными угловыми скоростями.

Очевидно, что описанную выше конструкцию никак нельзя назвать примитивной. Значит ли это, что передний привод более технологичен, чем заднеприводная конструкция?

Ни в коем случае. Говоря о современных моделях автомобилей, нельзя классифицировать заднеприводные модели как более примитивные

— они, подобно переднеприводным, имеют сложную подвеску многорычажного типа, которая ни в какое сравнение не идёт с теми конструкциями, с которых начиналось производство. Поэтому, сравнивая заднеприводные и переднеприводные модели, было бы в корне неверным указывать на примитивность одних и высокую технологичность других.

Наиболее верным углом зрения на данный вопрос, пожалуй, будет понимание неоднозначности выбора. Для того, чтобы ответить, хорош или плох автомобиль с переднеприводным типом трансмиссии, следует понимать, какие задачи ставятся перед машиной, в каких условиях она будет эксплуатироваться.

Что такое оптический привод?

Данным термином в мире компьютерных комплектующих принято называть небольшое устройство квадратной формы, которое имеет механическую составляющую, управление которой осуществляется электронной схемой. Главное ее предназначение заключается в считывании и/или записи информации, которая хранится или будет храниться на оптических носителях информации. Внутри устройства установлен лазер, наличие которого и обеспечивает вышеперечисленные функции устройства. Если отбросить все профессиональные термины, то оптический привод – это всем известный дисковод, который присутствует на компьютерах и ноутбуках и используется для загрузки DVD и CD дисков.

Виды оптических приводов

Существует несколько основных разновидностей:

• CD-ROM – один из самых простых видов, который рассчитан на считывание только cd-дисков. Современные модели приводов данного типа обладают довольно высокой скоростью считывания.
• CD-RW – более улучшенная версия предыдущей модели, с добавлением возможности записи данных на такие типы носителей, как CD-R/RW-диски.
• DVD-ROM – модель приводов, которая способна считывать данные только CD/DVD-дисков.
• DVD/CD-RW — более улучшенная версия предыдущей модели, с добавлением возможности записывать данные на CD-RW-диски.
• DVD RW – модель приводов, которая способна и считывать, и записывать данные на DVD (RW)-диски и CD(RW).
• DVD RWDL – модель приводов, идентичная предыдущей модели с добавлением возможности записи информации на двухслойные оптические носители, основное отличие которых заключается в большом объеме емкости.
• BD-RE — одна из моделей приводов, которая рассчитана на считывание и запись данных на диски Blu-Ray формата.
• HD DVD-ROM – версия привода, которая считывает информацию с HD DVD-дисков.
• HD DVD – одна из современных моделей приводов, основной функцией которого является хранение видео файлов (в частности фильмов) с высоким разрешением (HDTV). HD
• DVD привод способен считывать информацию со всех форматов CD и DVD–носителей.
• HD DVD/DVD RW – точно такой же привод, как и предыдущий, однако более улучшенный, так как способен записывать данные еще и на диски других форматов: DVD-RW, CD-R, CD-RW, DVD+RW DVD+R, DVD-R.

Типы конструкций оптических приводов

Внешний привод функционирует, как внешне подключаемое устройство. Его подключение обеспечивается путем eSata или USB интерфейса. Чаще всего внешние приводы используются на ноутбуках, в которых отсутствует встроенный привод. Как вариант, внешние приводы используются и для компьютеров, которые оснащены системным блоком с ограниченным пространством. Также удобство внешнего оптического привода заключается в том, что его можно постоянно быстро и легко подключать/отключать, чтобы использовать на разных ПК.

1. Внешний slim – более компактная модель предыдущего типа приводов. Такой привод значительно тоньше по объему, благодаря чему его удобно транспортировать, положив, например, в сумку для ноутбука.
2. Внутренний привод устанавливается внутрь кейса настольных компьютеров и служит в качестве постоянно функционирующего системного элемента. То есть такие модели приводов не предназначены для постоянного переподключения. Подключение таких приводов осуществляется путем SATA или IDE интерфейсов.
3. Внутренний slim — более компактная модель предыдущего типа приводов, которая используется на ноутбуках небольших габаритов. Такие приводы устанавливают на ноутбуки в том случае, если полноразмерные модели не помещаются в ноутбук.

Передний привод (FWD)

На сегодняшний день это наиболее распространенный тип привода. Комбинация- двигатель/коробка переключения передач- расположены спереди и зачастую поперек центральной оси автомобиля. Вся мощность, как следует из названия, направлена и идет на колеса передней оси.

Выделяется всего 6 (шесть) разновидностей переднеприводной компоновки:

-Двигатель установлен продольно, перед передней осью.

-Двигатель установлен продольно, за передней осью.

-Двигатель установлен продольно, над передней осью.

-Двигатель установлен поперечно, перед передней осью.

-Двигатель установлен поперечно, за передней осью.

-Двигатель установлен поперечно, над передней осью.

Также выделяют еще 3 (три) типа компоновки самого силового агрегата при переднем приводе, то есть:

Последовательная компоновка — двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси.

Параллельная компоновка — двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте.

«Этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией.

Что такое 4WD?

4WD – это полноценный привод 4х4, позволяющий водителю самому выбирать режим езды. Автомобилист может блокировать дифференциал, включить понижающий ряд, распределить усилие на одну из осей (55/45, 50/50). Он имеет пониженные и стандартные диапазоны, которые выбираются механически либо с помощью электронного переключения.

Все это помогает в чрезвычайных ситуациях, например, когда машина попадает в грязь или сугроб. Такую систему устанавливают на серьезные внедорожники, которые ездят с постоянно подключенными осями: Ниву, Лэнд Ровер, Джип.

Трансмиссия 4х4 обеспечивает крутящий момент посредством нескольких дифференциалов – спереди, сзади и по центру. В ее работе также активно участвуют раздаточная коробка и муфты. Это дает ей возможность работать при максимальной тяге в различных условиях.

Источник изображения: static.am

Настройки такой трансмиссии имеют свои особенности: пониженный режим обеспечивает максимальную тягу на глубоком бездорожье, а обычный используется на скользком асфальте, рыхлом песке или гравии.

Впервые 4WD на легковой автомобиль установили в 1960 году. Но настоящая революция произошла 20 годами позже, когда этой трансмиссией обзавелся американский AMC Eagle. Его систему полного привода называют классической.

Среди особенностей этого привода выделялась вискомуфта (межосевой дифференциал). Она крепилась посередине машины и заполнялась вязкой жидкостью. Во время работы вискомуфта обеспечивала плавную передачу крутящего момента от ДВС на оси. Его величина напрямую зависела от разницы скоростей вращения валов: входного и выходного.

В последнее время 4WD (Four-Whell Drive) стали применять все реже и реже. Объясняется это большей себестоимостью такого привода. Кроме того, раздаточная коробка сейчас редко используется из-за широкого внедрения электроники с блоком управления, самостоятельно следящим за вращением колес и контролирующим оптимальный режим езды.

Four-Whell Drive бывает двух типов:

• постоянный или полная функция, когда все 4 колеса получают вращение непрерывно (в некоторых конструкциях водитель может контролировать распределение усилия на оси);
• подключаемый или более распространённый 4WD, встречающийся на пикапах, внедорожниках и грузовиках, предназначенных для экстремальной работы (машина в обычных условиях ездит на двух колесах, но при нажатии кнопки или смещении рычага (Нива), подключаются все четыре колеса).

Источник изображения: dvizhok.su

Как правильно ездить на машине с полным приводом

Чтобы реализовать все возможности полного привода надо изучить особенности конструкции конкретного автомобиля, понять как работает именно его схема трансмиссии.

1. Не пользоваться подключаемым полным приводом без межосевого дифференциала на асфальте, это закончится быстрым износом и поломками.
2. Потренироваться в вождении на скользкой дороге в поворотах, часто полноприводные машины, особенно со свободным дифференциалом или автоматическим перераспределением момента, могут вести себя непредсказуемо, меняя поведение с переднеприводного на заднеприводное и наоборот. А работать педалью газа в повороте надо с диаметрально противоположной тактикой, машина на добавление тяги может как уйти с заносом вовнутрь поворота, так и начать скользить передней осью наружу. Это же относится и к гашению начавшегося заноса задней оси.
3. Хорошая устойчивость 4×4 зимой может пропасть внезапно для водителя. К этому надо быть готовым, ведь моноприводные машины всегда предупреждают о потере сцепления заранее.
4. Отличная проходимость не должна приводить к бездумному посещению грязевых «засад» или снежных полей. Возможность выбраться без трактора из подобных условий больше зависит от выбранных шин, чем от способностей автоматики в трансмиссии.

При этом в разумной стратегии вождения полноприводная машина всегда поможет избежать неприятностей, в которые моноприводы попадут гораздо раньше. Только не надо этим злоупотреблять.

В перспективе все машины получат полный привод. Это связано с прогрессом в технике электромобилей. Там очень легко реализуется схема с электромотором на каждое колесо и развитой силовой электроникой.

Вот такие автомобили уже не потребуют инженерных познаний о типе привода. За водителем останется только управление педалью акселератора, остальное машина сделает сама.

Задний привод

Заднеприводная машина отличается тем, что в ней передача крутящего момента передается трансмиссией на заднюю ось. Последняя и является ведущей.

Плюсы заднего привода

1. Равномерное распределение нагрузки. В процентном соотношении такой показатель составляет 50 на 50. Это достигается за счет того, что при начале движения вес авто распределяется на заднюю часть, разгружая, тем самым, переднюю. В результате автомобиль быстро набирает разгон, при этом при резком газе задние колеса буксуют. В результате машина легко преодолевает подъемы.
2. Быстрое устранение заноса. Многие водители утверждают, что при движении на малой скорости на повороте заднеприводное авто заносит чаще. Но устранить такой занос довольно легко. Нужно просто убрать ногу с педали газа. А это происходит зачастую рефлекторно, поэтому водителю не придется ломать голову, что предпринять ‒ он с большой долей вероятности интуитивно все сделает правильно.
3. Руль не вибрирует. Учитывая, что руль и задняя ось находятся в противоположных концах, колебания от последней не так сильно передаются в салон авто.
4. Улучшается проходимость машины при езде по рыхлым и другим сложным участкам дорог. В таких ситуациях передние неведущие колеса прокладывают путь ведущим.

Минусы заднего привода

1. Создается эффект торможения. Учитывая, что управляющие колеса находятся сзади, они несколько тормозят машину, что увеличивает риск заноса на низких скоростях.
2. Присутствие карданного вала снижает мощность авто. Создаётся дополнительный шум при езде по плохим дорогам и риск повреждения транспортного средства при движении по ухабам увеличивается.
3. Усложненная конструкция. Такие машины нуждаются в дополнительных механизмах, что повышает их массу и усложняет сборку. Это приводит к повышению цены самого авто и его ремонта, если возникнет такая необходимость.
4. Менее просторный салон. По центру машины находится туннель для размещения карданного вала, который снижает площадь салона.
5. Сложнее управлять в гололед. Особенно, если на ведущих колесах установлены летние или всесезонные покрышки. Тогда риск заноса возрастает в несколько раз.

Серии прямых приводов Kollmorgen

Рассмотрим особенности нескольких типов прямых приводов Kollmorgen.

Серия KBM (рис. 4) предназначена для непосредственного встраивания в машину, станок или робот.

Рис. 4. Конструктивные особенности сервомоторов со сквозным валом в бескорпусном исполнении серии KBM

Основные характеристики:

• полностью инкапсулированные обмотки статора;
• рабочая температура внутренней обмотки +155 °C;
• защита от перегрузки — PTC-термистор (лавинного типа);
• отказобезопасные ленты над роторными магнитами;
• соответствует RoHS;
• дополнительные блокирующие цифровые датчики Холла с предварительным выравниванием.

Сервомоторы Kollmorgen Cartridge DDR (рис. 5) сочетают в себе преимущества бескаркасного двигателя с простой установкой. Они оснащены устройством обратной связи с высоким разрешением. Уникальная конструкция без подшипников соединяется непосредственно с нагрузкой, используя собственные подшипники машины для поддержки ротора. Большинство моделей можно установить менее чем за пять минут.

Рис. 5. Конструктивные особенности сервомоторов со сквозным валом в корпусе и с датчиком обратной связи серии Cartridge DDR

Основные характеристики данных сервомоторов:

• 5 типоразмеров;
• доступны обмотки с напряжением 230/400/480 В переменного тока;
• 4,5–510 Нм непрерывного крутящего момента;
• скорость до 2500 об/мин;
• номинальные мощности 775–11 700 Вт;
• встроенный датчик обратной связи синусоидального сигнала обеспечивает разрешение более 134 млн меток на оборот;

встроенный термистор обеспечивает защиту от перегрева.

Последний пример — линейные прямые приводы Kollmorgen серии ICH (рис. 6). Они увеличивают пропускную способность на 40% по сравнению с другими системами привода и обеспечивают уменьшение веса и габаритов машины, станка или робота, в которых применяются.

Рис. 6. Конструктивные особенности линейных сервомоторов серии ICH

Основные характеристики:

• сила подачи 405–12726 Н (пик) и 175–5341 Н (непрерывная работа);
• рабочее напряжение — до 480 В переменного тока;
• встроенные цифровые датчики;
• совместим со всеми сервоусилителями и модулями безопасности и энергосбережения Kollmorgen.

Типы приводов автомобилей: преимущества и недостатки

• Какие существуют типы приводов автомобиля
• Как меняется поведение автомобиля на дороге в зависимости от типа привода
• На какие параметры авто влияет тип привода

У каждой выпускаемой в продажу легковой машины есть две оси и четыре колеса. От работающего мотора крутящий момент передается через колеса на дорожное полотно. В сегодняшней статье вы узнаете, какие бывают типы приводов автомобилей, сколько колес начинают движение за счет работы двигателя и как машина «держит» дорогу в зависимости от типа привода.

На какие параметры влияют различные типы приводов автомобиля

Какой из всех типов приводов автомобилей самый лучший? Приступая к поиску ответа, следует изучить основные термины.

Устойчивость — показатель, определяющий, насколько хорошо способна машина сохранять требуемое положение на дороге (не опрокидывается, отсутствует боковое скольжение колес) при условии, что водитель не участвует в управлении: не вращает руль, не давит на газ/тормоз.

Поворачиваемость — способность машины менять траекторию движения, находясь под воздействием боковых сил: ветер и тому подобное в условиях, когда руль неподвижен.

Когда вы не поворачиваете руль, но:

• радиус поворота становится больше — это значит, что поворачиваемость машины недостаточная;
• радиус поворота становится меньше — в этом случае поворачиваемость слишком избыточная;
• радиус поворота не изменен — тогда поворачиваемость нейтральная.

Транспортное средство с низкой поворачиваемостью будет устойчивее на дороге. Дело в том, что под воздействием боковых сил машина будет передвигаться по кривой с наибольшим радиусом. Одновременно снизится центробежная сила, а автомобиль начнет двигаться в изначальном направлении.

Управляемость — показатель, определяющий сможет ли машина менять траекторию движения, учитывая ваше управление. Управляемость и устойчивость взаимозависимы. К примеру, когда автомобиль уходит в занос, то есть происходит боковое скольжение четырех колес, он может перестать реагировать на любые ваши действия.

Как устроен передний привод?

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.

Типы приводов автомобиля

Практически каждый автомобилист имеет представление о разновидностях приводов автомобилей, ну или на крайний случай, знает, какой тип привода приводит в движение его транспортное средство. Давайте попробуем в этой статье разобраться, какие всё же существуют приводы и в чем их существенная разница. Итак, чтобы автомобиль был приведен в движение, крутящий момент от двигателя должен передаться на колеса машины. А вот, сколько колес примет крутящий момент, и на какой оси, зависит от типа привода.

Приводы могут быть трех видов: задний, передний и полный. Рассмотрим подробнее их отличие, а также плюсы и минусы эксплуатации авто с разными типами приводов.