Что такое вискомуфта полного привода: Непостоянство полного привода — Авторевю
Непостоянство полного привода — Авторевю
Фото: архив Авторевю
«Полный привод — с многодисковой муфтой» — таков сейчас негласный стандарт автоиндустрии. А Haldex, как ксерокс, джип или ESP, стал именем нарицательным. Почему в трансмиссионной эволюции полного привода победили именно муфты и какие из них выносливее?
Постоянный полный привод в нашем понимании подразумевает прямую механическую связь — то есть межосевой дифференциал. К середине 80-х вовсю выпускались наша Нива, английский Range Rover, американский AMC Eagle и немецкий Audi Quattro. А полноприводное английское купе Jensen FF (1966—1971) с первым в мире самоблокирующимся «центром» к тому времени давным-давно сняли с конвейера.
И лишь в 1985 году дебютировал Golf II Syncro — первый серийный автомобиль с автоматически подключаемым полным приводом. Крутящий момент на заднюю ось у него передавала вискомуфта GKN. Она представляла собой пакет дисков, погруженных в кремнийорганическую жидкость силоксан. От разности угловых скоростей входного и выходного валов возрастала вязкость силоксана — чем интенсивнее буксовала передняя ось относительно задней, тем быстрее и сильнее «схватывалась» муфта и тем больший крутящий момент она могла передать.
Golf III Syncro. Задняя подвеска на косых рычагах вместо Н-образной балки у переднеприводных версий и задний редуктор, сблокированный с вискомуфтой, — Golf III Syncro сохранил идеологию предшественника, первого серийного автомобиля с автоматически подключаемым полным приводом
В скользком повороте это выглядело так: сперва автомобиль ехал как переднеприводник, а потом в середине дуги он менял характер — за сносом под тягой следовал занос. Задержка при переброске тяги, скромный ресурс… Но не это стало причиной повального отказа от вискомуфт спустя десять лет.
Главным камнем преткновения для инженеров тогда была сложность гармонизации отношений аналоговой вискомуфты и электроники. Ведь середина 90-х — время появления первых серийных систем стабилизации.Полная версия доступна только подписчикамПодпишитесь прямо сейчас
я уже подписанЧто такое вискомуфта полного привода, как работает и для чего нужна
Важным элементом в автомобиле является вискомуфта полного привода, которая также называется вязкостной муфтой. Этот элемент входит в конструкцию трансмиссии автомобиля. Вискомуфта отвечает за функционирование механизма передачи и обеспечивает выравнивание крутящего момента колёс. Механизм важный и нужный, от его исправной работы зависит очень многое.
Что такое вискомуфта
Начнем разбираться с тем, что такое вискомуфта полного привода. Эта информация будет полезной многим автомобилистам, которые всегда хотят знать немного больше о строении и устройстве своего «железного коня».
Вязкостная муфта не является новым изобретением, ведь она была изобретена в 1917 году. Правда, нашла своё применение лишь в 1964. Тогда этот механизм появился в английском авто Interceptor FF. С тех пор вискомуфта стала использоваться в качестве блокиратора для межосевого самоблокирующегося дифференциала на ТС с полным приводом на четыре колеса.
Главным отличием вискомуфты от гидромуфты и трансформатора является передача крутящего момента посредством особенных свойств жидкости, расположенной внутри механизма.
Как устроены и работают вязкостные муфты для трансмиссий
Для начала изучим устройство вискомуфты полного привода. Этот механизм имеет форму цилиндра, конструкция которого является герметичной. Основными компонентами конструкции являются перфорированные диски плоской формы и особенная жидкость. Диски делятся на две группы, которые отличаются соединением с валами. Одна группа дисков соединена с ведущим, другая — с ведомым. В процессе работы диски вискомуфты чередуются между собой, но находятся при этом на минимальном удалении друг от друга.
Около 80% внутренней конструкции отводится для особенной силиконовой жидкости. Она выполняет роль связующего элемента между дисками. Для этой жидкости характерна высокая кинематическая вязкость. Вместе с этим она не обладает смазывающими свойствами. Такие особенности позволяют жидкости обеспечивать максимальное замыкание дисков при наличии разницы в угловой скорости. В этом заключается основной принцип работы вискомуфты.
Ученые создали уникальную кремнийорганическую жидкость, которая при нагреве становится менее вязкой. Силоксан при этом становится настолько густым, что у него даже появляются признаки твёрдого вещества. Это позволяет вискомуфте передавать крутящий момент при условии разной скорости вращения деталей.
Вязкостная муфта нашла широкое применение в автоматических системах, работающих по принципу полного привода. Если условия езды находятся в пределах нормы, усилие от мотора передаётся на одну ось. Через муфту подключена вторая ось, работающая в режиме свободного хода. При пробуксовке основной оси происходит блокировка вискомуфты, что вызывает распределение усилия от мотора на ведомую ось.
Когда автомобиль выезжает на ровную дорогу, жидкость возвращается в прежнее состояние, с вискомуфты снимается блокировка и вторая ось вновь работает в режиме свободного хода. Примерно так и работает вискомуфта полного привода.
Плюсы и минусы вискомуфты
Нельзя назвать вискомуфты идеальным механизмом, поскольку наряду с преимуществами располагаются и недостатки. Прежде изучим положительные особенности механизма:
- простая, даже примитивная, конструкция;
- прочность корпуса настолько высокая, что он легко может выдержать давление в 20 атмосфер;
- низкая стоимость новой детали делает её замену доступной для каждого автомобилиста;
- минимальное обслуживание;
- низкий процент поломок.
Разбавим эту картину отрицательными характеристиками:
- ремонтопригодность не характерна для такого механизма, потому в случае поломки выполняется замена на новый;
- длительная работа в сложных условиях повышает вероятность перегрева механизма;
- отсутствие ручной блокировки;
- неполная автоматическая блокировка;
- запоздание в срабатывании;
- невозможность подключения вискомуфты полного привода к системе ABS;
- полный привод находится в бесконтрольном состоянии;
- снижение клиренса автомобиля при установке крупногабаритных муфт.
Как бы там ни было, а вискомуфты полного привода активно используются и пока достойную альтернативу никому не удалось представить мировой общественности.
Какое масло заливать в муфту полного привода
Вискомуфта полноприводного включения подобно другим механизмам в своей работе использует смазочную жидкость, в роли которой выступает специальное масло. Все производители заявляют об отсутствии необходимости менять его на протяжении всего периода эксплуатации автомобиля. Не всегда это утверждение соответствует действительному положению вещей.
Заливаем масло в муфту полного приводаО необходимости замены масла могут свидетельствовать небольшие пинки в задней части автомобиля при выжимании педали газа или совершении поворота. Такое поведение машины может говорить об испорченном состоянии масла вискомуфты.
Выполнять замену лучше на станции техобслуживания, поскольку эта работа является не самой лёгкой. Для замены необходимо выбирать масло, которое указывается в инструкции к автомобилю. Часто так оказывается, что указанную смазку невозможно найти в продаже — с этой проблемой сталкиваются многие автомобилисты. Приходится искать замену. Достойным вариантом является смазочный материал Ravenol TF0870.
Как избежать поломки муфты
Вискомуфта полного привода при выходе из строя может серьёзно испортить автовладельцу жизнь. Её ремонт или замена не будет стоить дешево. Потому есть смысл поберечь механизм и оттянуть момент выхода из строя.
На состоянии вискомуфты полного привода негативно сказывается в первую очередь неаккуратный и агрессивный стиль езды. Необходимо избегать частого передвижения по труднопроходимым участкам. Их преодоление вызывает перегрев муфты, которой для остывания требуется до 15 минут.
Также необходимо своевременно реагировать на изменения в поведении автомобиля, которые могут свидетельствовать о нарушениях в работе муфты. Для её диагностики требуется обращение в СТО, специалисты которого точно знают, как проверить вискомуфту полного привода.
Будьте внимательны к своему автомобилю, обращайте внимание на каждую деталь, не игнорируйте изменения в его поведении и не экономьте на диагностике. Поломку вискозной муфты легче предупредить, чем устранить.
Системы полного привода: какие бывают и каких проблем ждать от каждой из них
Для большинства полный привод — это когда ведущими являются все четыре колеса. Однако, копнув чуть глубже, мы обнаружим, что, даже если на машине стоит шильдик AWD, это не значит, что момент от двигателя поступает на обе оси. Разобраться с тем, что сегодня представляют собой полноприводные системы и какие технические проблемы за собой тянут, мы решили вместе с техническими специалистами сервисного центра «Дилижанс», специализирующегося на ремонте автомобилей концерна
На сегодняшний день в гражданском автомобилестроении существует два основных вида полного привода: подключаемый полный (Part-time) и постоянный полный (Full-time). В условные подвиды можно выделить электронно-управляемый полный привод (On-demand) и многофункциональный полный привод, который у разных марок, как правило, носит собственное название.
Подключаемый полный приводВ данной системе автомобиль по умолчанию едет в моноприводном режиме. В случае если появляется необходимость во всех ведущих колесах, вторая ось подключаются либо по желанию водителя, либо по сигналу электроники. Причем в первом варианте система принципиально различается по своему конструктивному устройству.
Жестко подключаемый, или полный привод Part-time
Этот тип привода считается самым простым и надежным, так как не имеет никаких сложных систем, которые должны отвечать за автоматическое распределение тяги по осям. По умолчанию крутящий момент передается только на одну ось, вторая ось включается только по необходимости с помощью раздаточной коробки с кулачковой муфтой. При включении «раздатки» обе оси жестко соединяются между собой, обеспечивая постоянное симметричное распределение крутящего момента.
Несмотря на конструктивную простоту, система имеет значимую особенность: невозможность ездить в режиме полного привода постоянно, а также на высоких скоростях и по ровным сухим поверхностям. Вернее, ездить-то можно, только с огромной вероятностью повредить систему полного привода.
Дело в том, что при повороте каждое из четырех колес вращается с разной скоростью и проходит свою траекторию поворота. Между осями нет никаких систем, компенсирующих разность этих скоростей, а потому вся нагрузка ложится на «раздатку», которая со временем и выходит из строя. Проще говоря, подключать вторую ось необходимо только для увеличения проходимости автомобиля на покрытиях, допускающих проскальзывание колес, таких как грязь, песок, снег, лед или в крайнем случае сильный дождь.
Проблемы
Что же касается технических проблем, то основной причиной выхода из строя раздаточной коробки как раз является пренебрежение правилами использования полного привода. Например, «раздатка» регулярно ломается на автомобилях Suzuki Jimny в силу того, что основными потребителями этого автомобиля являются представительницы прекрасной половины человечества, не особо разбирающиеся в конструктивных нюансах системы Part-time.
Если жесткое включение происходит не старым добрым рычагом, а с помощью электропривода, то система может не включиться. Происходит это чаще всего на стоящей машине, потому что зубья валов не попадают в зацеп и электроника дает отбой. Неисправностью это не является и исправляется просто накатом, чтобы в момент движения зацеп все же произошел.
Очень часто автомобили с системой Part-time являются объектами серьезного внедорожного тюнинга, а следовательно, и жесточайших нагрузок. Так что развалившиеся межколесные дифференциалы, оборванная цепь переднего вала и менянные главные передачи — не редкость на подобных авто. Однако в большинстве случаев узел настолько прост и надежен, что может вызвать вопросы лишь в случае огромных пробегов или халатного отношения владельца, например к замене масла.
К автомобилям с системой Part—time относится большинство современных пикапов и серьезных внедорожников: «УАЗ Патриот», Toyota Hilux, Foton Sauvana и даже Suzuki Jimny. Как правило, большинство автомобилей с подобной системой имеют в «раздатке» дополнительно понижающий редуктор, а также заднюю межколесную блокировку — штатно или в качестве опции
Автоматически подключаемый или полный привод On-demand
Самый массовый тип полного привода, в основе которого — многодисковая муфта, способная перебрасывать момент от основной ведущей оси к вспомогательной. Серьезным оружием на бездорожье такой тип привода не является (хотя есть исключения) и служит в большей степени как дополнительная система для более уверенного движения по неровностям и более эффективного распределения крутящего момента по колесам в зависимости от типа поверхности.
По умолчанию система On-demand функционирует в моноприводном режиме. Как только электроника получает сигнал о пробуксовке ведущих колес, с помощью электронно-управляемой многодисковой муфты момент подается на вторую ось. Дополнительно с помощью вспомогательных электронных систем может регулироваться и момент на каждом колесе.
Конструктивно система работает по принципу сцепления: внутри муфты находятся диски, которые при поступлении сигнала с датчиков механически прижимаются друг к другу, передавая момент на ведомую ось. Системы у разных марок отличаются в основном принципом прижимания этих дисков и «навороченностью» электронных «мозгов» привода, которая выражается в быстродействии или наличии различных ручных режимов включения. Простые системы, опираются, например, на информацию от датчиков ABS и ESP, а премиум-кроссоверы умеют отслеживать уже такие показатели, как угол поворота руля, крен кузова и т. д.
Проблемы
Учитывая, что принцип работы фрикционной муфты основан на трении, главной проблемой системы On-demand является перегрев, при котором система выдает ошибку и отключает ведомую ось. В большинстве случаев он возникает при длительных пробуксовках, например при попытке покорить какое-либо бездорожье, причем иногда даже самое безобидное. Как правило, остыв, муфта вновь становится работоспособной. Регулярное повторение подобного приводит к замене пакета фрикционов.
Еще одной распространенной проблемой является выход из строя подшипника корпуса муфты, признаками износа которого является шум, вой или вибрации. Само собой, состояние и уровень масла в муфте также сильно влияет на работоспособность привода. Исправность датчиков, с которых «мозги» муфты получают информацию, напрямую влияет на включение полного привода. Также часто можно столкнуться с неисправностью приводного механизма, сжимающего диски.
В целом можно сказать, что, хотя система On-demand отлично изучена и хорошо известна механикам, в ремонте она достаточно капризна и дорога. Радует то, что большая часть проблем фрикционной муфты связана с ее жесткой эксплуатацией, то есть когда городские кроссоверы начинают использовать как внедорожники. Если же полный привод используется время от времени в легком режиме, система почти не доставляет проблем.
К автомобилям с системой
On—demand относится большинство современных кроссоверов: Nissan X—Trail, Kia Sportage, Mitsubishi Outlander. Однако встречаются и различные интересные исключения. Например, Renault Duster получил в пару к обычной муфте имитацию понижающей передачи, а Nissan Juke вообще имеет систему из двух независимых муфт на каждом из задних колес
Полный привод на основе муфты Haldex
Хотя система конструктивно является разновидностью подключаемого привода On-demand, она заслуживает отдельного упоминания, так как представляет собой нечто среднее между подключаемым и постоянным полным приводом.
В основе конструкции все та же многодисковая фрикционная муфта, управляемая посредством электрогидравлики. Фишка в том, что электроника запрограммирована даже на сухой ровной дороге часть момента передавать на заднюю ось, в результате чего автомобили с муфтой Haldex получаются с постоянным приводом. А отключается ось, например, при равномерном прямолинейном движении (например, на трассе) для экономии топлива.
Устройство муфты Haldex
Проблемы
На текущий момент муфта Haldex существует уже в пятом поколении. Проблемы с ней ровно те же, что и с обычными фрикционными муфтами, описанными выше. Особенности исключительно конструктивные: расположена муфта прямо в корпусе задней главной передачи, вместе с насосом и блоком управления. Учитывая, что первые версии Haldex скоро отметят двадцатилетие, у многих машин уже начинают отгнивать крышки электронного блока. Внимательно нужно относиться к замене масла, которая предполагает сокращенные интервалы: каждые 60 тыс. км.
Постоянный полный приводМуфты Haldex используются такими марками, как Volvo, Land Rover, Ford, концерн VAG и многие другие
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
К автомобилям с системой Full—time относится большинство современных премиум-моделей, дорогих или просто серьезных внедорожников, а также отдельных версий пикапов: Mitsubishi Pajero, Toyota LC, VW Touareg, Land Rover Discovery
Каков итог?
Как ни крути, ни одной универсальной системы полного привода, подходящей на все случаи жизни, до сих пор не создано. Ее выбор зависит исключительно от поставленных задач и приоритетов. Внедорожные вылазки ограничиваются не чищенной грунтовкой на дачу? Вам за глаза хватит системы On-demand. Мечтаете покорять Эверест, пробиваться сквозь тундру и нырять в болота? Вам нужна система Part-time, способная выдержать многое вдали от цивилизации. Но придется пожертвовать ездовым комфортом и получить навыки уверенного вождения на заднем приводе. Хочется, чтобы было и то и другое? Тогда вам необходима система Full-time, однако стоить она будет как сама по себе, так и в ремонте немалых денег.
Редакция журнала «Движок» выражает благодарность сервисному центру «Дилижанс» за помощь в подготовке материала.
Вискомуфта: как работает, устройство, неисправности.
Рынок поддержанных автомобилей полон полноприводных кроссоверов, и не только. Большинство из них имеют так сказать не совсем полноценную систему полного привода, реализованную вискомуфтой. Чаще всего, такой узел встречается на автомобилях Toyota середины 2000-ых годов, и на таких асфальтных машинах многие, покупая полноприводную машину, к примеру RAV4 первого и второго поколения, очень сильно удивляются тому, что по факту покупают моноприводный универсал, по причине вышедшей из строя вискомуфты. Такая система полного привода у Toyota называется V-flex.
На фото — вязкостная муфтаСегодня я предлагаю на примере этой системы полного привода, разобрать подробней, что же такое вискомуфта, как она работает, и стоит ли покупать автомобиль с системой полного привода, построенной вокруг нее.
Вискомуфта представляет собой механическое устройство, которое передает или стабилизирует крутящий момент, за счет вязкой жидкости. Устройство вискомуфты такое: в закрытом герметичном корпусев котором установлен пакет плоских круглых дисков, имеющих перфорацию. Диски сформированы таким образом, что ведомые и ведущие диски, перемещаются и находятся друг от друга на очень малом расстоянии. Жидкость, заполняющая корпус муфты на основе силикона имеет свойство менять вязкость при интенсивном перемешивании и нагреве, за счет чего зазор между дисками буквально сказать склеивается вязкой жидкостью, за счет ее расширения.
Устройство вискомуфтыДругими словами, работа вискомуфты зависит от разности скорости вращения ведомого и ведущего дисков, за счет чего меняются физические свойства кремний – органического вязкого вещества.
Месторасположение и схема работы вискомуфтыТакая система далеко не безупречна по причине того, что нет какой то регулировки смыкания дисков, и грубо говоря, все пущено на самотек, в прямом смысле этих слов, и зависит от свойств вязкой жидкости. Так же, к минусам можно отнести значительное время, которое требуется на срабатывание муфты. Это не так страшно, когда вискомуфта используется для включения привода вентилятора охлаждения радиатора, вот когда на включение полного привода требуется несколько минут, они могут стать фатальными. Так же, нельзя принудительно включить систему полного привода, и уже тем более ее заблокировать.
Если говорить об узле, то вискомуфта довольно простой, и как следствие недорогое устройство, которое не подлежит ремонту, и обычно ходит весь срок службы автомобиля. Выйти из строя она может только по причине долгой работы, и чаще всего она просто клинит. Что опять же, говорит о недостатках такого полного привода, ведь если вы где-то застрянете, придется много буксовать, и первое, что вас подведет – это вискомуфта.
Устройство в разобранном видеВискомуфта не ремонтопригодна, и ее проще купить новую, или контрактную, чем производить вскрытие. К тому же, далеко не каждый мастер возьмется за такую работу, и уж тем более, только единицы смогут ее успешно починить.
На сегодняшний момент, от вискомуфт в системах полного привода отказались уже все автопроизводители, сделав упор на гидромеханические или электромагнитные муфты, так как их работу куда проще регулировать, и в современных автомобилях, напичканных электроникой они более уместны, так как вискомуфту практически невозможно использовать в автомобилях, оборудованных антиблокировочными системами и системами стабилизации.
Я бы ни в коем случае не рекомендовал к покупке автомобиль с системой полного привода, в основе которой стоит вязкостная муфта. Откровенно говоря, это прошлый век. На рынке полно кроссоверов и просто полно приводных седанов и универсалов, которые оснащены подключаемым полным приводом в основе которых муфты Haldex (Volkswagen Tiguan, Opel Mokka, Ford Kuga), Dynamax (полно приводные модели Kia или Hyundai ) или вообще дифференциал Torsen (преимущественно дорогие модели Audi, оборудованные системой полного привода quattro). Это современные AWD системы, которые способны обеспечить и высокую проходимость, и безопасность в движении, как для людей в автомобиле, так и вне его.
С уважением, Андрей Червяков.
Устройство муфты Халдекс 5-го поколенияэлектромуфта Mazda CX-9Не очень полный привод: муфта или дифференциал?
Цена безопасностиКак-то так сложилось, что подключаемый полный привод считается решением не особенно надежным, не способным к передаче большого момента и вообще паллиативным, связанным с экономией средств. Причем уверены в этом 9 из 10 моих знакомых, которые о машинах знают вовсе не понаслышке. Но согласитесь: слова «экономия» и «дешевле» звучит как-то странно, если речь идет о новейших Х5, Х6 и Cayenne, ну или про «скромную» 550Xi или Panamera. Видимо, причина совсем в другом — вряд ли можно столько «наэкономить» на банальном межосевом дифференциале.
Если бы дифференциалы были настолько дороги, то вместо межколесного, наверное, тоже применяли бы что-то другое? И широко известный Torsen явно стоит не миллионы. Да, дело не в цене самого дифференциала. Сюрпризы преподнесли выявленные нюансы в настройке управляемости и работы различных электронных «помощников»: ABS, ESP и прочих систем повышения активной безопасности. И всё это оттого, что требования к активной безопасности машин сильно выросли за последние десятилетия, и управляемость даже простеньких машин находится на уровне, который и не снился спорткарам восьмидесятых.
Чем хорош постоянный полный привод? Тем, что крутящий момент присутствует на всех колесах постоянно, распределяясь по определенным правилам, жестко заданным устройством механизма. Напрямую задать распределение невозможно, но есть другие способы «научить» машину делать то, что нужно. Например, внедрением блокировки, использованием тормозных механизмов или чем-то ещё.
Кажется, что особой нужды в подобных «тонкостях» на дорогах с твердым покрытием нет, ведь ездили же Audi Quattro, Alfa 155, Lancia Delta Integrale… В любой книге в описании конструкций полного привода обязательно сказано, что уменьшение крутящего момента на колесах за счет его распределения на все четыре колеса позволяет увеличить боковую составляющую нагрузки, а значит, быстрее проходить повороты. Вдобавок можно реализовать тягу двигателя на любом покрытии. К тому же дифференциал – штука надежная, его не так уж легко сломать, делают их с запасом, ресурс у дифференциала очень высокий. В общем, сплошные плюсы.
К сожалению, очень быстро нашлись и минусы. Любое изменение тяги на полноприводной машине вызывает перераспределение массы по осям и колесам, а сложная трансмиссия следом распределяет и момент. Доля момента достанется всем четырём колёсам, но её количество будет зависеть от многих факторов. От сцепления каждого из колес, от массы деталей трансмиссии, от потерь на трение в узлах и так далее. В итоге получается, что предсказать, как именно изменится тяга на каждой из осей, сложно. Учитывая еще и постоянное изменение нагрузки, изменения в углах увода передней и задней оси становятся практически непредсказуемыми. Только очень опытный водитель может чувствовать все нюансы реакции машины на управляющие действия и быть готовым к любому развитию событий. Из этой ситуации пришлось искать выход.
Как это сделано?Стабильность машины можно увеличить специальными конструктивными мерами. Например, увеличив момент инерции вокруг вертикальной оси, распределив нагрузку в пользу одной из осей таким образом, чтобы она постоянно на одной была больше, чем на другой, изменив толщину покрышек или углы установки. Ничего не напоминает? Конечно же, автомобили Audi. На них постоянный полный привод стал привычным и имел как минимум несколько особенностей из этого списка.
На фото: Audi A6 Allroad 3,0 TDI quattro ‘2012–14Расположенный перед осью мотор обеспечивал большой момент инерции вокруг вертикальной оси и гарантированно высокую загрузку передней оси. Многорычажная передняя подвеска обеспечивает наилучшее сцепление именно на передней оси в широких диапазонах нагрузки.
На Porsche 911 Carrera4 аналогичная схема привода просто «перевернута» на 180 градусов, а особенности компоновки те же. А вот на машинах других марок эта схема как-то не прижилась – исключение составляют только редкие машины для «гонщиков» и небольшое количество кроссоверов.
На фото: Porsche 911 Carrera 4 Coupe ‘2015–н.в.У Subaru схема полного привода и компоновка почти совпадают с таковой у Audi, за исключением более простых подвесок и более компактного мотора. Вместе с тем за счет меньших размеров и меньшей перегрузки передней оси управляемость куда более «спортивная».
Mitsubishi, Lancia и Alfa Romeo даже и вспоминать не стоит: их компоновка с поперечным мотором, да еще на очень компактных авто изначально не предназначалась неподготовленным водителям.
На фото: Под капотом Alfa Romeo 156 ‘2002–03Получается, если не принимать специальных конструктивных мер, машина с постоянным полным приводом обладает сложной управляемостью. Она может демонстрировать повадки то переднеприводного, то заднеприводного автомобиля в зависимости от тяги, нагрузки и еще тысячи причин. Для получения приемлемого для серийной машины результата на доводку управляемости придется затратить солидные усилия, ведь среднестатистический водитель подобных сюрпризов не любит, ему нужна однозначность в поведении. Конечно, ее можно получить, установив сложные электронные системы контроля устойчивости, но это сложный и дорогой способ. Куда легче будет упростить схему трансмиссии, установив муфту, подключающую вторую ось только в случае необходимости. Конечно, без электроники всё равно не обойтись, но в случае переднеприводной машины с поперечным расположением мотора трансмиссия станет на порядок проще. Например, вместо очень сложной и тяжелой раздаточной коробки можно обойтись простым угловым редуктором.
На машинах с продольным расположением двигателя и классической компоновкой преимуществ установки муфты чуть меньше. В массе значительного выигрыша получить не выйдет, но зато переднюю ось можно почти не подключать, избавившись от рывков тяги на рулевом управлении. И ещё можно снизить расход топлива, что для серийного автомобиля тоже немаловажно.
Подключать или не подключать?Не так уж сложен постоянный полный привод, и не так уж он дорог. И первые поколения кроссоверов не случайно часто оснащали постоянным полным приводом. Да что там кроссоверы – вспомните нашу Ниву, которая получилась дешёвой и сердитой одновременно.
Для изначально переднеприводных машин действительно проще и дешевле оказалось сделать привод подключаемым. Разница в массе в 50 кг – это уже очень серьезно, а преимущества однозначной управляемости и возможности легкой настройки систем АБС существенно снижали цену «доводки» модели.
Применяемые поначалу для подключения задней оси вискомуфты оказались не лучшим выбором, и их быстро сменили на электронно-управляемые конструкции. Правда, некоторые производители, например, Honda, держались за свои специфические способы подключения полного привода (речь идёт о Dual-Pump-System). Но после массового внедрения даже простейших систем с управляемым подключением стало очевидным, что такого привода вполне хватает абсолютному большинству водителей. Причем хватает даже в случае мощных машин и повышенных требований к управляемости и проходимости.
Недостатки у системы подключаемого полного привода тоже имеются. В первую очередь они связаны с тем, что тут есть много узлов, которые дорого стоят. Поэтому их постоянно пытаются сделать подешевле и попроще. Результаты, правда, не всегда радуют.
Например, муфта может держать не весь крутящий момент мотора на первой передаче, а лишь его часть, или держать момент только ограниченное время. Она может не давать возможности работы с пробуксовкой, а скорость подключения – не регулироваться или регулироваться слишком грубо. Муфта может быть не рассчитана на длительную работу, в результате чего под нагрузкой частенько перегревается.
Электроника, обслуживающая систему подключения, тоже может быть упрощена. В этом случае алгоритмы иногда не учитывают часть режимов движения, снижая простоту безопасной управляемости.
В конце концов, у муфты всегда есть изнашиваемые узлы – например, сами сцепления, а зачастую еще и узлы гидропривода или электрики.
И всё же по мере снижения себестоимости электроники и применения подобных систем на всё более дорогих машинах качество такого механизма подключения неуклонно повышается. Хотя в целом муфта всё еще намного дороже простого дифференциала, и попытки сделать её ещё дешевле не прекращаются.
Отмечу, что есть такие конструкции подключения, эффективность работы которых превосходит все системы постоянного полного привода. К ним можно отнести почти все последние поколения полноприводных трансмиссий с изменяемым вектором тяги на Subaru и Mitsubishi и на премиальных немецких авто. Они дают возможность напрямую управлять крутящим моментом на одном или нескольких колесах на выбор. Это позволяет создавать автомобили с идеальной управляемостью и фантастическими возможностями. За рулем такой машины любая кривая на любом покрытии будет «прописана» почти идеально, причем с минимальными затратами усилий со стороны водителя. К сожалению, это сложные и дорогие системы, которые нацелены на получение фантастических показателей на гоночных трассах. И сконструированы они без оглядки на стоимость эксплуатации.
Не стоит пугаться и более простых систем. Например, куда более массовые авто наделяют отличной управляемостью и проходимостью муфты Haldex нескольких последних поколений. Младшие модели Land Rover, Range Rover, VW, Audi, Seat и Volvo широко используют конструкции этого бренда. И в эксплуатации подобные системы зарекомендовали себя достаточно надежными.
Полноприводные машины BMW получают и отличную проходимость, и безупречное поведение на асфальте. С тех пор как постоянный полный привод на Е53 заменили на подключаемый, систему непрерывно совершенствуют, и результаты прогресса впечатляют. Даже надежность смогли повысить до вполне приемлемого уровня.
Сегодня даже очень недорогие системы с чисто электрическим приводом от азиатских брендов не пасуют на бездорожье, да и на шоссе машины с ними радуют отличным поведением.
Что будет дальше?Еще десяток лет – и кроме джиперов о постоянном полном приводе мало кто вспомнит. А по мере вытеснения машин с ДВС электромобилями сложные трансмиссии вымрут сами по себе, как мамонты. И боюсь, всем пора пересмотреть свое отношение к постоянному полному приводу. Это не дорогое и не элитное решение, а всего лишь не особенно востребованная технология из середины восьмидесятых. Из того времени, когда возможности моторов намного опередили возможности шин и электроники. Тогда-то и появилась легенда о самом полном и постоянном приводе. Которая, правда, здравствует и поныне.
На четыре — не поровну — журнал За рулем
ОТ ПРОСТОГО К СЛОЖНОМУ
Классическая схема полного привода — жесткое подключение второй оси. Многие любители бездорожья уверены, что это единственно верное решение — нет ни мудреной электроники, ни дорогой механики. Такие модели, как правило, обозначают 4WD (иногда FWD — Four Wheel Drive, четыре ведущих колеса). Самый близкий пример — отечественный УАЗ. Но в консервативности он не одинок — японский «Ниссан-Патруль GR» создан по аналогичной схеме. Так же устроены трансмиссии большинства китайских вседорожников и пикапов — например, известных на российском рынке моделей «Грейт-Уолл Дир». Ездить на таких машинах, включив полный привод, по обычным дорогам тяжело — жесткая связь между передней и задней осями портит и комфорт, и управляемость. Чтобы «развязать» их, в трансмиссию добавляют еще один дифференциал — межосевой. Но тогда появляется другая проблема — на бездорожье его надо блокировать, чтобы при пробуксовке одной оси не останавливалась вторая. Безусловно, тут есть где разгуляться инженерной фантазии.
Одна из наиболее многофункциональных систем — «Супер-Селект» прописалась на вседорожниках «Мицубиси-Паджеро» (ЗР, 2007, № 5). При подключении полного привода момент распределяется в соотношении 33:67, а вискомуфта, установленная параллельно межосевому дифференциалу, меняет это соотношение до 50:50 в зависимости от дорожных условий. На серьезном бездорожье связь между осями можно жестко заблокировать, а если дорога становится совсем непролазной — еще и включить пониженную передачу.
ПОСТОЯННАЯ ВЕЛИЧИНА
Полный привод необходим не только в труднопроходимых местах. Большинству дорожных машин 4х4, у которых крутящий момент распределяется постоянно на все колеса (их обозначают аббревиатурой AWD), он позволяет эффективнее использовать потенциал двигателя, причем не только на разгоне, но и при прохождении поворотов. Основная же задача разработчиков — правильно распределить тягу между осями.
Одними из первых решений, доживших, кстати, до сегодняшних дней, стали межосевые дифференциалы повышенного трения. Еще в начале 1980-х «Ауди» выпустила полноприводную «Кваттро», у которой крутящий момент по осям распределял дифференциал «Торсен» (см. плашку). Такую схему можно увидеть и на потомках легендарной спортивной машины — современных «ауди» и «фольксвагенах» с продольным расположением двигателя. Нынешний «чувствующий момент» (именно от сокращений этих слов и произошло название) узел может быстро перекинуть до 100% тяги на передние или задние колеса. «Торсен» работает и в трансмиссии американского «Хаммера-Н2» (ЗР, 2005, № 1).
Известная своими разработками симметричного (момент в обычных условиях делится пополам между осями) полного привода, японская фирма «Субару» выбрала другое решение — механический центральный дифференциал соседствует с вискомуфтой, реагирующей на разницу угловых скоростей колес. Так же как и в варианте «Супер-Селект», при пробуксовке колес она «перебрасывает» избыток крутящего момента на другую ось.
Но у механики в чистом виде есть серьезные конкуренты — многодисковые муфты, управляемые умной и быстрой электроникой. Так построена, например, трансмиссия xDrive на БМВ. Привод идет на все колеса (стандартное соотношение 40:60), а центральная многодисковая муфта распределяет крутящий момент между осями в зависимости от дорожных условий. Похожая схема работает на вседорожниках «Фольксваген-Туарег» и их родственниках по полному приводу — «Порше-Кайенна». Кстати, и в стандартных комплектациях у этих машин нет механических блокировок межколесных дифференциалов — их имитирует электроника, придерживающая излишне быстрые колеса тормозами. Но любители полазить по грязи могут заказать дополнительно так называемый пакет для бездорожья — сидящему за рулем достаточно повернуть ручку на центральной консоли, чтобы сделать жесткой связь между задними колесами.
Так поступает и другой немецкий производитель. По заказу на «Мерседес-Бенц» М-класса (ЗР, 2006, № 10) устанавливают трансмиссию с автоматическими и ручными блокировками центрального и заднего межколесного дифференциалов и двухступенчатой раздаточной коробкой с понижающей передачей. В базовом варианте — свободный центральный дифференциал распределяет момент между передней и задней осями в соотношении 60:40. А с пробуксовкой борется система контроля тяги 4ETS; она вычисляет и подтормаживает с помощью датчиков ABS прокручивающееся колесо.
ПЕРЕМЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ
А нужно ли, чтобы момент постоянно шел на все колеса? Ведь большую часть жизни автомобили проводят на асфальте. Да и зачем тратить понапрасну лишние мощность и топливо? Значит, нужно сделать привод подключаемым — да так, чтобы не взваливать на водителя лишние заботы.
Для этой цели используют, например, уже упомянутую вискомуфту — только в этой схеме центральный дифференциал отсутствует. Момент двигателя передается на одну ось, а при ее пробуксовке муфта подключает вторую. Благодаря простоте такая конструкция получила достаточно широкое распространение — еще недавно ее охотно использовали на полноприводных «вольво», «фольксвагенах».
Однако в последние годы большинство производителей отказались от услуг вискомуфты в пользу более «интеллигентных» и быстрых устройств. Конечно же, речь о наиболее перспективных устройствах — муфтах с электронным управлением. Принцип тот же, что и у виско — в нужный момент подключается вторая ось, только не из-за нагрева жидкости, а по команде компьютера (см. плашку). Один из примеров — трансмиссия «4-моушн» от концерна «Фольксваген». Многодисковая муфта «Халдекс», управляемая электроникой, установлена перед задней осью полноприводных «фольксвагенов», «ауди», «шкод», СЕАТов, чьи моторы расположены поперек. Чтобы подчеркнуть характер того или иного автомобиля, инженеры меняют настройки электронного блока управления, регулируя момент срабатывания и степень блокировки.
Схожим образом работает и трансмиссия «4-матик» фирмы «Мерседес-Бенц», только здесь ведущая ось задняя, а дополнительный момент через муфту идет вперед. Силу и продолжительность сжатия дисков электроника рассчитывает, оценивая разницу в скорости вращения передних и задних колес. Если и этого недостаточно, блок управления отдает команду замкнуть дополнительно еще и муфту заднего межколесного дифференциала. А чтобы блокировки не мешали работе системы ABS, при нажатии педали тормоза компьютер разъединяет одновременно обе муфты.
«Ниссан X-Трейл» на сухом и ровном асфальте в движение приводят только передние колеса. Нажав кнопку, водитель может включить режим полного привода Auto — электромагнитное многодисковое сцепление перебрасывает избыток крутящего момента назад. Предусмотрен и бездорожный режим Lock, при котором большую часть времени тяга распределяется между осями в соотношении, близком к 57:43.
Оригинальные решения отличают трансмиссию «Хонды». На моделях CR-V (ЗР, 2007, № 6) и HR-V японцы внедрили систему блокировки «Риал-Тайм 4WD». Ее изюминка в том, что муфтой управляет гидравлика. На осях установлены насосы: на передней — нагнетающий давление в контуре, на задней — сбрасывающий. Когда передние колеса начинают буксовать, давление в системе повышается и блокирует муфту, подключая заднюю ось.
Что ж, ближайший этап эволюции полноприводных конструкций вполне предсказуем. Электроника, как и во многих других областях, будет постепенно вытеснять сложную механику или брать над ней шефство, упрощая и совершенствуя прежние системы. И ничего удивительного в этом нет, ведь решать сложные уравнения на компьютере намного быстрее и проще, чем с помощью логарифмической линейки.
«СИЛИКОНОВАЯ» ПЕРЕМЕННАЯ
Одна из наиболее простых самоблокирующихся систем — вискомуфта. В корпусе, заполненном силиконовой жидкостью с высокой вязкостью, близко друг к другу расположены перфорированные диски, часть из которых соединена с входным валом муфты (читай, с передней осью), а другие — с выходным (с задней). Если возникает пробуксовка колес, меняется разница угловых скоростей одних дисков относительно других. Жидкость густеет и «склеивает» диски — крутящий момент перетекает на вторую ось. Один из недостатков такой конструкции — при резком торможении возможна одновременная блокировка всех колес, что вызовет сбои в работе ABS. Поэтому приходится устанавливать механизмы для разблокирования муфт при торможении.
+ Относительная простота и дешевизна конструкции, компактность.
— Запаздывания при срабатывании муфты, склонность к перегреву при продолжительной работе, создание помех при работе ABS.
ЗУБЧАТАЯ КОНСТАНТА
Дифференциал «Торсен» (от английского TORque SENsitive — чувствующий крутящий момент) — чисто механическая конструкция. Внутри него установлены ведомые (полуосевые) червячные колеса и ведущие (сателлиты) червячные шестерни. В обычном состоянии дифференциал работает как свободный. Когда скорость вращения одного из ведомых валов возрастает (проскальзывание колес), сателлиты замыкаются, перебрасывая часть крутящего момента на вторую ось, при этом за счет возникновения связи между осями «подтормаживаются» буксующие колеса. «Торсен», в отличие от вискомуфты, блокируется только под тягой, а потому не мешает при экстренном торможении.
+ Быстрое перераспределение крутящего момента, отсутствие влияния на процесс торможения.
— Сложность изготовления и сборки, единственная заводская настройка, высокая цена.
ПАКЕТНЫЙ РАСЧЕТ
И дифференциал «Торсен», и вискомуфта — пассивные системы: они работают, только когда на них приходит крутящий момент. Муфты с многодисковыми сцеплениями, управляемые электроникой, этого недостатка лишены. Одна из самых известных — запатентованная шведами муфта «Халдекс». Очень похожий по конструкции агрегат TOD (Torque On Demand — крутящий момент по требованию) выпускает компания «Исудзу».
Вкратце принцип действия: электронасос муфты постоянно создает небольшое давление в системе для быстрого срабатывания. Давление на поршень, сжимающий диски сцепления, развивает поршневой гидронасос. Он включается, когда возникает разница угловых скоростей входного и выходного валов. Диски сомкнулись — вторая ось подключена.
В некоторых конструкциях исполнительными механизмами вместо гидроцилиндров служат электромагниты, которые при подаче напряжения соединяют диски. Управляет всеми процессами электронный блок, связанный с другими системами автомобиля.
+ Плавное и быстрое срабатывание, возможность работать при любом режиме движения, простота настройки.
— Сложность конструкции, высокая цена.
|
Eugenio,77
Часть 1. Исходно-переднеприводные модели с АКПП/CVT
Краткий обзор основных схем реализации полного привода на автомобилях Toyota начнем с наиболее массового варианта — с поперечным расположением двигателя и автоматической трансмиссией.
A241H — коробка передач с простым гидравлическим управлением и контроль блокировки в ней достаточно примитивен (подробное описание — «АКПП A241H»), тогда как в более совершенной A540H реализовано полноценное электронное управление с обратной связью (подробное описание — «АКПП A540H»). Максимальный коэффициент блокировки реализуется системой управления в диапазонах «L» и «R».
Номинальным для повседневной езды является именно автоматический режим, его отключение предусматривается только при буксировке машины или использовании запасного колеса-докатки (выдержка из инструкции).
В данной схеме часто использовался опциональный задний самоблокирующийся дифференциал типа Torsen.
Эмуляция блокировок осуществляется при помощи системы стабилизации (VSC) — буксующее колесо принудительно подтормаживается, тем самым момент на другом колесе той же оси увеличивается. Аналогичным образом момент перераспределяется между передней и задней осями.
Муфта RBC соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной. Подробности — «Полный привод Toyota. V-Flex».
Вискомуфта соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
Вискомуфта, заполненная силиконовой жидкостью, соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора, срабатывает при существенной пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной. Подробности — «Полный привод Toyota. V-Flex».
Муфта соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора. В большинстве случаев машина остается переднеприводной, однако при необходимости система управления автоматически поддерживает запрограммированное значение момента, передаваемого на задние колеса. Подробности — «Полный привод Toyota. ATC». Изначальное наименование — «Active Torque Control», после 2012-го на некоторых моделях система получает обозначение «Dynamic Torque Control».
В большинстве случаев машина остается переднеприводной, при необходимости система управления автоматически регулирует значение момента, передаваемого на каждое из задних колес. Кроме того, предусмотрено размыкание силовой передачи в раздаточной коробке и заднем редукторе, чтобы в режиме 2WD карданный вал и шестерни не вращались впустую. Официальное наименование — «Dynamic Torque Vectoring AWD», схема представлена в 2018 году. Подробное описание и неисправности — «Полный привод Toyota. DTV AWD»
Постоянный передний привод, без механической связи между осями, подключаемый привод задних колес отдельным электродвигателем. Применяются два типа задних силовых модулей с электродвигателем и редуктором — классический трехвальный (в нескольких вариантах мощности и крутящего момента) и компактный двухвальный с маломощным электромотором (HV4WD). Подробнее — «Полный привод Toyota. E-Four AWD»
Условные обозначения: TM — трансмиссия (коробка передач, вариатор), TR — раздаточная коробка, FD — передний дифференциал, RD — задний дифференциал, CD — межосевой дифференциал, CDC — гидромеханическая муфта, VC — вязкостная муфта, EC — электромеханическая муфта.
Отсчет времени для тойотовского 4WD на исходно-переднеприводных машинах можно вести с 1988 года. Схема STD I, появившаяся в самые «тучные годы» японского автомобилестроения, так и осталась наиболее совершенной, надежной и эффективной среди всех вариаций полного привода легковых тойот. Этот «Full-Time 4WD» действительно был постоянным, полным и, что немаловажно, строился на базе беспроблемных и выносливых автоматических коробок. Единственный принципиальный недостаток (по современным меркам) — это отсутствие каких-либо межколесных блокировок, что делает машины чувствительными к условному диагональному вывешиванию. К сожалению, выпуск последних моделей с STD I завершился еще в 2002 году. Для моделей самого младшего B-класса тойотовцы ограничились подключаемым полным приводом по схеме V-Flex I и придерживались этой концепции с конца 1980-х вплоть до 2010-х. В настоящее время схема применяется на единственной, утилитарной модели Toyota. Затяжной кризис 1990-х сделал новым трендом тотальную экономию — на материалах, на полезных опциях, и, конечно же, на совершенстве конструкций. Для тойотовского 4WD перелом наступил после 1997-го — с запуском и массовым внедрением схемы V-Flex II одна из самых продвинутых систем менялась на самую примитивную. Ее врожденные недостатки общеизвестны: Наиболее распространенный сегодня в мире тип полного привода — с электромеханической муфтой подключения задних колес — появился на тойотах еще в 1998-м (ATC). Изначально — на минивэнах, но постепенно он пришел и в младшие классы, вытеснив V-Flex, и на паркетники, ликвидировав остатки full-time. Недостатки схемы: Стоит отметить еще один момент — конец 1990-х ознаменовался появлением новых моделей автоматов Toyota/Aisin (последние версии серии A24#, U-серии), ресурс которых по сравнению с предшественниками радикально уменьшился, что было особенно ощутимо в условиях повышенных нагрузок от полного привода. В итоге, 4WD-трансмиссии стали не только менее эффективными, но одновременно и менее надежными. Для только набиравшего в то время обороты класса паркетников/кроссоверов тойотовцы сохранили постоянный полный привод в максимально упрощенном варианте (STD II), который фактически позаимствовали у прежних моделей с механическими коробками (разве что поместив в межосевой дифференциал пять сателлитов вместо четырех). Ожидаемо низкая эффективность вязкостных муфт по сравнению с гидромеханическими отразилась на эксплуатационных характеристиках и в этом случае. К середине 2000-х развитие технологий позволило полностью отказаться от вискомуфт, оставив все три дифференциала свободными (VSC+) — теперь блокировки эмулировались с помощью тормозной системы. Такое решение оставалось в производстве не слишком долго и уже спустя поколение все паркетники получили полный привод типа ATC. Вообще, с активным внедрением систем стабилизации (у японских марок — со второй половины 2000-х) и появлением эмуляции блокировок межколесных дифференциалов с помощью тормозов, в мире начался новый этап развития полного привода. У некоторых производителей связка подключаемого 4WD и ESP дает лучший эффект, чем даже некоторые варианты классического постоянного полного привода с излишне «мягкой» блокировкой центра или ее эмуляцией. Но не в случае Toyota — сравнивая реальное поведение современных паркетников разных марок нужно признать — тойотовские настройки подключаемого полного привода и эмуляции межколесных блокировок являются крайне неудачными. Некоторые качественные улучшения здесь наметились только с выходом новых моделей в самом конце 2010-х. Не лучшим образом отразился на возможностях полного привода отказ от автоматов в пользу вариаторов, постепенно идущий с середины 2000-х (моноприводные версии получали их еще раньше). Если для легких машин младших классов это не так принципиально, то для минивэнов и, тем более, кроссоверов именно вариатор становится наиболее узким, уязвимым и дорогим местом в цепи передачи мощности от двигателя к колесам. Еще один тип условно полного привода, известный еще с 2001-го, сформировали многочисленные гибридные модели (E-4WD). При внешней заманчивости идеи, красивых цифрах и графиках крутящего момента заднего электромотора, в реальности тяговые возможности не оправдали ожиданий — по эффективности E-4WD не дотягивает даже до ATC аналогичных не-гибридных моделей. Собственную схему, работающую по принципу «torque vectoring» (DTV) Toyota представила только в 2018-м, лет на восемь позже ниссана, почти на пятнадцать позже хонды и спустя два десятилетия после MMC. Potius sero quam nunquam. Полный привод Toyota. Обзор
|
|||
Вискомуфта | HowStuffWorks
Вискомуфта часто используется в полноприводных автомобилях. Обычно он используется для связывания задних колес с передними колесами, чтобы, когда один комплект колес начал буксовать, крутящий момент передавался на другой комплект.
Вязкостная муфта имеет два набора пластин внутри герметичного корпуса, заполненного густой жидкостью, как показано ниже. К каждому выходному валу подсоединен один комплект пластин. В нормальных условиях оба набора пластин и вязкая жидкость вращаются с одинаковой скоростью.Когда один набор колес пытается вращаться быстрее, возможно, из-за того, что он скользит, набор пластин, соответствующий этим колесам, вращается быстрее, чем другой. Вязкая жидкость, застрявшая между пластинами, пытается догнать более быстрые диски, увлекая за собой более медленные диски. Это передает больший крутящий момент на медленно движущиеся колеса — колеса, которые не проскальзывают.
Когда автомобиль поворачивает, разница в скорости между колесами не так велика, как при буксовании одного колеса. Чем быстрее пластины вращаются относительно друг друга, тем больший крутящий момент передает вискомуфта.Муфта не мешает поворотам, потому что величина крутящего момента, передаваемого во время поворота, очень мала. Однако это также подчеркивает недостаток вязкостной муфты: передача крутящего момента не происходит, пока колесо не начнет проскальзывать.
Простой эксперимент с яйцом поможет объяснить поведение вязкой связи. Если вы положите яйцо на кухонный стол, скорлупа и желток останутся неподвижными. Если вы внезапно закрутите яйцо, скорлупа на секунду будет двигаться с большей скоростью, чем желток, но желток быстро догонит.Чтобы доказать, что желток вращается, как только вы начнете вращать яйцо, быстро остановите его, а затем отпустите — яйцо снова начнет вращаться (если оно не сварено вкрутую). В этом эксперименте мы использовали трение между скорлупой и желтком, чтобы приложить силу к желтку, ускоряя его. Когда мы остановили скорлупу, это трение — между все еще движущимся желтком и скорлупой — приложило силу к скорлупе, заставив ее ускориться. В вязкой муфте сила прилагается между жидкостью и наборами пластин так же, как между желтком и скорлупой.
FAQ по дифференциалам
Для чего используются дифференциалы?
Дифференциал — это устройство, которое распределяет крутящий момент двигателя на два направления, позволяя каждому выходу вращаться с разной скоростью.
Что делает дифференциал?
Дифференциал выполняет три функции: направлять мощность двигателя на колеса; действовать в качестве последней ступени понижающей передачи в транспортном средстве, уменьшая скорость вращения трансмиссии в последний раз, прежде чем она ударится по колесам; и передавать мощность на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью.
У всех автомобилей есть дифференциалы?
Дифференциал встречается на всех современных легковых и грузовых автомобилях, а также во многих полноприводных (постоянных полноприводных) автомобилях.
Сколько стоит замена дифференциала?
По данным Car Brain, стоимость обычно составляет от 200 до 400 долларов.
Почему он называется дифференциалом?
Это называется дифференциалом, потому что он передает мощность на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью.
Вязкостные муфты в полноприводных автомобилях: применение компьютерного моделирования
Образец цитирования: Мохан, С., Рамарао, Б., Стивенс, К., Варма, С. и др., «Вязкостные муфты в полноприводных автомобилях: применение компьютерного моделирования», Технический документ SAE 920611, 1992 г., https: / /doi.org/10.4271/920611.Загрузить Citation
Автор (ы): С.К. Мохан, Б.В. Рамарао, К.Ф. Стивенс, С. Варма, Б.В. Гокуль
Филиал: Новое венчурное снаряжение
Страниц: 12
Событие: Международный конгресс и выставка
ISSN: 0148-7191
e-ISSN: 2688-3627
Также в: Симпозиум по трансмиссии и трансмиссии: компоненты, шестерни и Cae-SP-0905, транзакции SAE 1992: журнал легковых автомобилей-V101-6
4WD vs.AWD: В чем разница?
Самые простые, самые старые версии не имеют межосевого дифференциала, что означает, что они постоянно разделяют крутящий момент 50/50 спереди / сзади и, следовательно, не должны ездить на сухом асфальте в режиме 4WD из-за разницы в средней скорости передней и задней оси. приведет к трению или заносу шин при поворотах. Центральные дифференциалы могут иметь встроенное смещение крутящего момента, отличное от 50/50, и они могут быть либо открытыми (в этом случае крутящий момент передается на ту ось, которая имеет наименьшее сцепление), либо они могут иметь устройство ограниченного трения или прямую блокировку. .
Системы 4WD имеют недостатки. Они, как правило, больше и тяжелее (часто добавляют более 200 фунтов), чем системы полного привода, и обычно создают большее трение. Системы неполного рабочего времени без межосевого дифференциала также не имеют «автоматического» режима, и, следовательно, при ухудшении погодных условий или состояния дорожного покрытия водитель должен не забыть заранее включить 4WD, возможно, после полной остановки. Это намного менее удобно, чем система полного привода.
По сути, полноприводный двигатель практически не используется на дороге, поэтому, если вы никогда не планируете выезжать на тротуар и бездорожье, вам, вероятно, будет лучше с полным приводом.Однако есть пара неясных случаев использования 4WD на дороге, о которых следует знать: раздаточные коробки 4WD почти всегда включают «нейтральное» положение, которое отключает обе оси от трансмиссии. Это делает безопасным буксировку автомобиля на ровной поверхности со всеми четырьмя колесами на земле, поэтому, если вы один из тех, кто отдыхает на автопоезде, обратите внимание. Низкая дальность полета также может быть полезна для буксировки тяжелой лодки из воды по крутому, мокрому катеру.
Просмотреть все 60 фотоПримечание: Jeep предлагает квази-полноприводную систему под названием Active Drive Low.Эта установка, стандартная для Compass и Renegade Trailhawk и дополнительная для других вариантов этих моделей, просто включает более короткое (численно более высокое) передаточное число (4,33: 1 против 3,73: 1), что означает, что девятиступенчатая автоматическая коробка передач 4,71: 1 Первая передача обеспечивает приемлемое передаточное число 20,4: 1. Это приличное соотношение для легкого скалолазания, но поскольку на других передачах нет умножения на низком диапазоне, мы не считаем это полноценной системой полного привода.
Грузовики и внедорожники, которые в настоящее время предлагают настоящие системы полного привода, включают:
Полный привод (AWD)
Системы полного привода начинались в первую очередь как средство противодействия плохой погоде, которое передавало большую часть мощности на одну ось. большую часть времени (часто передний) затем подавал мощность на другую ось всякий раз, когда колеса на главной оси начинали буксовать.Совсем недавно они также использовались как средство улучшения динамики движения спортивных седанов и коммунальных услуг с передним приводом. Системы, обеспечивающие полный привод в архитектуре с задним приводом и продольным расположением трансмиссии, обычно используют раздаточную коробку, установленную на задней части трансмиссии, для разделения мощности и передачи ее вперед.
Электрификация выводит на рынок еще одну категорию AWD — такую, которая подходит для электродвигателя на одной или обеих осях в гибридном или полностью электрическом транспортном средстве.Porsche 918 Spyder использует переднюю ось с электроприводом; автомобили с передним приводом с электронным приводом, такие как Volvo XC60 и XC90 T8 PHEV и Toyota RAV4 Hybrid, размещают его сзади. Эти системы менее подходят для использования на бездорожье, особенно для гибридов, поскольку разрядка аккумулятора может ограничить доступную мощность на электронной оси и, следовательно, доступное тяговое усилие на все колеса.
Просмотреть все 60 фотоЕсли отложить в сторону электрифицированные системы полного привода, то системы полного привода с передним приводом, как правило, являются самыми легкими и наиболее экономичными из доступных (обычно они весят меньше 200 фунтов и сокращают комбинированную экономию EPA на 1 кг). -3 миль на галлон).Самые эффективные новые системы могут отсоединять карданный вал, который проходит между двумя осями, и повторно соединять его за считанные миллисекунды, когда возникает потребность в тяговом усилии. Во время крейсерского режима в установившемся режиме это значительно снижает количество энергии, теряемой на трение и инерцию вращения.
По своей природе системы полного привода обладают встроенной способностью работать постоянно на сухом асфальте, а поскольку многие из них имеют функцию регулировки крутящего момента по требованию, на протяжении многих лет использовались довольно оригинальные устройства отбора мощности.
Вискомуфта
Эта простейшая из систем межосевого дифференциала состоит из набора близко расположенных дисков — одни прикреплены к передней оси, другие — к задней, — окруженных специальной жидкостью, которая по существу затвердевает под действием силы сдвига движущихся дисков. чтобы заблокировать их вместе, когда существует определенная разница скоростей между осями. Некоторые производители встраивают небольшой дифференциал скоростей, немного изменяя передаточные числа передней и задней оси (Land Rover Freelander с передним приводом работал так), чтобы небольшой крутящий момент всегда передавался на заднюю часть.Subaru Symmetric All-Wheel Drive уже давно использует эту установку со своими механическими коробками передач.
BorgWarner / Haldex
Когда в этой системе происходит проскальзывание, кольцо поворачивается, заставляя шарики подниматься по небольшим наклонным ступеням, создавая прижимную силу, которая блокирует мокрую многодисковую муфту назад, которая передает крутящий момент на вспомогательную ось. Сегодняшние системы также включают сложные электронные средства управления. Впервые использованные в Audi TT 1998 года, блоки Haldex теперь широко используются в концерне VW (в основном в автомобилях с поперечным расположением двигателя, но также в Lamborghini Aventador LP 700-4 и Bugatti Chiron), в большинстве автомобилей Volvo (кроме моделей T8) и в Ford Fusion и более ранних Buick LaCrosse и Regal.
Torsen
Эти дифференциалы, оснащенные системой измерения крутящего момента, используют внутренние шестерни (косозубые или планетарные) для распределения крутящего момента в соответствии с заданным соотношением таким образом, чтобы передать наибольший крутящий момент на колесо / ось. с лучшим сцеплением. В моделях Audi Quattro с продольной трансмиссией используются центральные дифференциалы Torsen, как и в моделях, обеспечивающих автоматический полный привод на полноприводных автомобилях Lexus GX, Toyota Sequoia и Nissan Frontier Pro 4X.
Электромагнитное устройство управления (EMCD)
Другой способ добиться переменного разделения крутящего момента между передней и задней частью — просто использовать электромагнитный плунжер для изменения давления, прикладываемого к мокрому многодисковому сцеплению, например, в муфте Haldex.EMCD также используются в качестве устройств ограниченного трения для управления разделением крутящего момента открытого планетарного центра или переднего / заднего дифференциала крестовины.
Муфты заднего моста по требованию
Полноприводная система Super Handling All Wheel Drive от Acura была первой на рынке с этой идеей, которая заменяет задний дифференциал простым набором из колец и шестерен, чтобы поворачивать усилитель на 90 градусов влево. и правые колеса, затем используются планетарные редукторы с электромагнитным управлением для передачи мощности на одно или оба колеса по запросу.Уловка с системой SH-AWD заключается в том, что планетарные шестерни могут разгонять колесо за пределами поворота, чтобы обеспечить довольно заметную векторную передачу крутящего момента. Совсем недавно система Twinster от GKN использует простые EMCD для питания каждого заднего колеса. В своем последнем, отличном варианте применения Ford Focus RS, придав ему немного другое соотношение заднего кольца и шестерни, полностью заблокировав любую муфту, превышающую частоту вращения колеса, можно было использовать «режим дрифта» RS. Обратите внимание, что большинство осей GKN Twinster не используют эту концепцию превышения скорости в таких автомобилях, как Lincoln Continental и MKZ, Cadillac XT5, нынешние Buick LaCrosse и Envision, Range Rover Evoque и Land Rover Discovery Sport.Очевидно, что простое добавление сцепления в передней части карданного вала дает вам преимущества экономии топлива за счет изоляции карданного вала и дифференциала, когда не требуется задний крутящий момент.
Все эти системы предъявляют собственные требования к распределению крутящего момента, но указанные крайние числа всегда основаны на некотором идеальном наборе обстоятельств, которые невозможно воспроизвести в реальном мире. Конечно, любые претензии к системе с передним приводом, которая передает 100% крутящего момента на заднюю ось, не имеют смысла, кроме случаев, когда передняя ось находится в отрыве от земли.Ищите кнопки для блокировки межосевого дифференциала, так как это гарантирует разделение передних и задних колес 50/50, что обычно улучшает сцепление с дорогой в худших условиях.
Посмотреть все 60 фотоБолее дешевое, потенциально более эффективное решение…
Если вас в основном беспокоят случайные снегопады и лед и вы живете в довольно плоской местности, подумайте о том, чтобы потратить меньше, чем обычно, от 1200 долларов и выше. цена на AWD и вместо этого купите комплект зимней резины на колесных дисках. Это решение экономит деньги как на первоначальной покупке, так и на эксплуатационных расходах, а также улучшает производительность как при разгоне, так и при торможении (чего не могут требовать системы AWD / 4WD).Если вы не едете по бездорожью и у вас нет крутых дорог или подъездных путей, которые можно было бы преодолеть в обычных поездках, полноприводный автомобиль или внедорожник с зимними шинами может быть дешевле, увлекательнее вождения и безопаснее при длительных поездках. бег.
Что такое вискомуфта? (с изображением)
Вискомуфта — это деталь трансмиссии полноприводного автомобиля. Хотя «полный привод» — это термин, который используется довольно свободно, технически говоря, полноприводный автомобиль — это автомобиль, который в нормальных условиях работает с полным приводом, но автоматически переключается на полный привод, если передние колеса начинают буксовать. .Вязкостная муфта — это, по сути, та часть, которая сообщает задним колесам, когда нажимать на педаль.
Вязкостная муфта основана на принципах герметичного контейнера.Вязкостная муфта в основном представляет собой цилиндр с валом или осью , выступающей с любого конца. Внутри к каждому валу прикреплены пластины, которые вращаются рядом друг с другом. Одна ось и набор пластин поворачиваются одновременно с передними колесами, а другая ось и набор пластин поворачиваются одновременно с задними колесами.
Поистине гениальной особенностью вязкостной муфты является жидкость внутри нее, которая позволяет муфте выполнять свою работу и при необходимости переключаться на полный привод.Когда трение низкое, эта жидкость течет очень легко; однако, когда трение увеличивается, жидкость затвердевает, создавая сопротивление вместо смазки. Как только трение снова снизится, жидкость вернется в свое более тонкое состояние.
Помните, что вискомуфта состоит из двух пластин, каждая из которых прикреплена к валу: одна вращается вместе с передними колесами, а другая — с задними.Пока пластины вращаются с одинаковой скоростью, жидкость остается тонкой, а автомобиль остается с передним приводом. Однако в тот момент, когда передние колеса начинают проскальзывать, соединенный вал — и, следовательно, пластина, прикрепленная к нему внутри вязкостной муфты — начинает вращаться намного быстрее, чем другое колесо, вызывая трение. Мгновенно жидкость загустевает, заставляя первую пластину — ту, что соединена с передними колесами — тащить за собой другую — ту, которая соединена с задними колесами.Наряду с пластиной поворачивается ось, выходящая на задние колеса. Таким образом, вязкая муфта позволяет передавать мощность от двигателя на задние колеса, а также на передние колеса, когда передние колеса буксуют.
Объяснение систем полного привода внедорожника
Пролистайте рекламную фальшивку для нового полноприводного автомобиля, и она, как правило, дает мало информации о типе внедорожной ходовой части на месте.
Существует множество терминов, таких как Intelligent AWD, 4Matic, Super Select II и Quattro, но часто бывает трудно найти ключи к разгадке механического оборудования. Тот факт, что некоторые производители используют одну и ту же торговую марку для нескольких различных систем, также усугубляет путаницу.
Стремясь выяснить, что на самом деле происходит под кузовом, мы подробно изучили основные системы полного привода, которые используют производители, и определили, что они могут и, что особенно важно, не могут. .
По сути, они делятся на три категории: частичный полный привод, постоянный полный привод (иногда называемый полным приводом) и автоматический полный привод. Однако есть несколько разных подходов к каждой из этих схем.
Гибридные автомобили добавляют еще одно измерение, где электродвигатель приводит в действие заднюю ось во многих полноприводных версиях, в то время как некоторые полностью электрические транспортные средства используют двигатель на каждом колесе. Но мы разберемся с этим в другой раз.
Основы полного привода
Для эффективного прохождения поворотов автомобили должны иметь дифференциалы на каждой оси, которые позволяют левому и правому колесам поворачиваться с разной скоростью.
Транспортные средства, которые предназначены для движения по дорогам с высоким сцеплением (например, дорогам) с полным приводом, также должны добавить некоторую форму центрального дифференциала, чтобы учесть разницу в скоростях между передней и задней осями.
Однако, когда все эти дифференциалы открыты, ни одно колесо не способно получить больший крутящий момент, чем другое.Следовательно, если одно колесо начинает вращаться, остальные колеса получают такой же крутящий момент, которого недостаточно для движения автомобиля.
Именно здесь вступают в силу различные комбинации производителей дифференциалов, вязкостных муфт, системы контроля тяги и вектора крутящего момента, пытающихся обеспечить передачу максимального крутящего момента на колеса, которые имеют сцепление с дорогой, без ущерба для ходовых характеристик.
1. Неполный полный привод
Частично полноприводные системы — возможно, самый простой способ получить привод на все четыре колеса, и эти установки до сих пор используются в большинстве пикапов.
Транспортные средства, попадающие в эту категорию, имеют двухдиапазонную раздаточную коробку, установленную между трансмиссией и осями, которая выполняет две функции: переключение между высоким и низким диапазоном передач и выбор двух- или четырехколесного привода.
Привод на два колеса передает всю мощность на задние колеса, а при включении полного привода раздаточная коробка передает мощность на передний карданный вал через усиленную цепь. В то же время ступицы свободного хода на передней оси автоматически включаются и отключаются при переключении обратно на привод на два колеса.
Это снижает износ при движении по дороге и повышает эффективность трансмиссии. Традиционно эти концентраторы активируются вручную, а некоторые полуавтоматические версии были представлены до перехода на полностью автоматический режим.
Важно отметить, что автомобили с такой установкой не имеют межосевого дифференциала, а это означает, что они не могут передвигаться по дороге с полным приводом. Когда выбран полный привод, существует фиксированное распределение крутящего момента 50/50 между передними и задними колесами, что не допускает никакой разницы скоростей между передними и задними колесами.
Если система задействована на поверхности, которая недостаточно ослаблена для того, чтобы шины поцарапали, это вызовет завихрение в трансмиссии, что в конечном итоге может что-то сломать.
Именно здесь Mitsubishi начинает марш со своими моделями L200 с более высокими характеристиками. Добавив чувствительный к крутящему моменту центральный дифференциал Torsen, японский производитель дал водителям возможность использовать полный привод на дороге, что улучшает управляемость и снижает вероятность пробуксовки задних колес. Его также можно заблокировать вручную, обеспечивая равное распределение крутящего момента между передней и задней частью в более сложных условиях.
Митсубиси Л200
Та же самая система используется на Shogun Sport, и она использовалась на полноразмерном Shogun до того, как она была снята с производства в Великобритании.
В некоторых автомобилях аналогичный эффект достигается в автоматическом режиме, в котором используется мокрое сцепление в раздаточной коробке для прямого привода на передние колеса, когда это необходимо. Nissan использовал это на некоторых моделях Pathfinder.
Что касается межосевых дифференциалов, то некоторые полноприводные автомобили с неполным приводом идут с открытыми дифференциалами спереди и сзади и полагаются исключительно на систему контроля тяги, которая управляет тормозами на вращающихся колесах, чтобы передать немного больший крутящий момент тем, у кого есть сцепление.
Однако многие пикапы будут иметь задний дифференциал с ручной блокировкой, чтобы обеспечить дополнительную помощь в особенно тяжелых условиях.
Насколько нам известно, в настоящее время в Великобритании нет пикапов с механической блокировкой переднего дифференциала. Но это изменится, когда пикап Jeep Gladiator прибудет в Великобританию в конце этого года.
Он основан на Wrangler и в топовой версии Rubicon будет иметь две оси Dana 44 с ручными блокировками дифференциала. Он также имеет функцию, которая может дистанционно разблокировать передний стабилизатор поперечной устойчивости для лучшего сочленения оси.
Транспортные средства, работающие неполный рабочий день с системой 4 × 4, включают:
- Большинство пикапов Сузуки Джимни
- Jeep Wrangler и Gladiator
- Mitsubishi Shogun и Shogun Sport
2. Постоянный 4 × 4
Высокий и низкий диапазон
Автомобили, оснащенные межосевым дифференциалом и не имеющие возможности работать с приводом на два колеса, обычно называют постоянными полноприводными автомобилями, и если они серьезно настроены на выезд по бездорожью, у них также будет двухступенчатая раздаточная коробка.
Хорошо известными примерами такой установки являются старый Land Rover Defender и нынешний Toyota Land Cruiser. У обоих есть раздаточная коробка с центральным дифференциалом, но у них нет планетарной передачи, которая позволяет им работать в режиме полного привода на дороге.
Это упрощает трансмиссию, а единственными реальными недостатками являются более низкий расход топлива и необходимость в обслуживании большего количества движущихся частей.
Что касается Defender, то он вышел с завода с блокируемым межосевым дифференциалом в раздаточной коробке, позволяющим при необходимости распределять крутящий момент между передним и задним колесами 50/50.
Обе оси имеют открытые дифференциалы, поэтому можно застрять, если переднее и заднее колесо не будет иметь тяги. Впечатляющее сочленение оси помогает компенсировать это в определенных условиях, но некоторые серьезные внедорожники подходят для вторичных блокировок дифференциала моста.
В моделяхEarly Discovery использовалась такая же установка, но с годами произошел переход к большему количеству электронных устройств.
Последние модели Defender и Discovery по-прежнему имеют центральный дифференциал, а также опцию пониженного диапазона и блокируемый задний дифференциал.Однако это причудливые электронные блоки, которые будут работать автоматически в поисках захвата.
Toyota Land Cruiser немного более традиционен, но все же содержит много электроники. В нем установлен центральный дифференциал Torsen с функцией определения крутящего момента, который в нормальных условиях равномерно распределяет крутящий момент между осями. Если он обнаруживает скольжение, он может направить до 70% вперед или назад, но водители могут вручную заблокировать его, чтобы поддерживать распределение крутящего момента 50/50.
Тойота Ленд Крузер
Сзади покупатели могут выбирать, есть ли у них открытый, чувствительный к крутящему моменту Torsen или дифференциал повышенного трения, но передняя часть всегда открыта.Как и большинство других современных внедорожников, он соединен с системой контроля тяги.
Единственный известный нам внедорожник, который добавляет передний дифференциал с ручной блокировкой к постоянной системе 4 × 4, — это Mercedes G-Class (ранее G-Wagon).
Мерседес G-класс
В наши дни это очень дорогой, нишевый автомобиль, но он дает водителям все механические внедорожные опции прямо из автосалона. Он имеет раздаточную коробку высокого и низкого уровня с блокируемым межосевым дифференциалом, а также ручные блокираторы на передней и задней оси.
Mercedes G-Class Диффузоры
К транспортным средствам с двухдиапазонной системой постоянного полного привода относятся:
- Land Rover Defender, некоторые модели Discovery и Range Rover
- Текущая Toyota Land Cruiser
- Некоторые модели Volkswagen Touareg (не текущий модельный ряд)
- Мерседес G-Wagon
Однодиапазонный постоянный полный привод
Многие большие внедорожники имеют постоянный полный привод с однодоступной трансмиссией.
Несмотря на то, что они обладают достаточными внедорожными качествами для большинства покупателей, отсутствие понижающего диапазона передач, увеличивающего крутящий момент, означает, что они, как правило, больше ориентированы на ходовые качества.
Есть несколько примеров, которым удается очень хорошо вести себя на бездорожье, отчасти благодаря электронным системам, таким как контроль на спуске, которые позволяют им спускаться по крутым склонам сдержанно.
Единственная британская модель пикапа, оснащенная системой постоянного полного привода, — это Amarok от VW с автоматической коробкой передач.
Эти грузовики оснащены восьмиступенчатой коробкой передач ZF и центральным дифференциалом повышенного трения Torsen для распределения мощности на переднюю и заднюю оси.
VW Amarok
При нормальной работе он настроен на передачу 40% крутящего момента на переднюю ось и 60% на заднюю, но дифференциал Torsen изменяет это в зависимости от доступного сцепления. Он полностью автоматизирован, без функции ручной блокировки.
В стандартной комплектации дифференциалы передней и задней оси открыты, а система контроля тяги помогает передавать крутящий момент на колеса с захватом.Однако есть возможность установить задний дифференциал с ручной блокировкой.
Трансмиссия VW Amarok
Центральные дифференциалыTorsen теперь довольно часто встречаются в трансмиссии этого типа, но Subaru — один из примеров, в котором до сих пор используется вязкостная муфта. Однако они установлены только в ручных моделях, а вариаторы имеют автоматическую настройку многодискового сцепления.
К транспортным средствам с одинарной системой постоянного полного привода относятся:
- VW Amarok автомат
- автомобилей Audi Q5, Q7 и Quattro, кроме A3, S3 и TT
- Большинство моделей VW Touareg
- Некоторые модели Land Rover Discovery
- Руководство Subaru Forester
3.Автомат 4х4
Стремительный рост числа полноприводных автомобилей на дорогах в значительной степени обусловлен успехом компактного внедорожника.
Эти автомобили обычно имеют поперечный четырехцилиндровый двигатель (большинство больших полноприводных автомобилей имеют продольные двигатели) с подвешенной под ним трансмиссией, что делает их похожими по конфигурации на хэтчбек.
Было бы сложно и дорого оснастить эти автомобили традиционной постоянной полноприводной ходовой частью, поэтому вместо этого они используют автоматическую систему, которая передает привод на задние колеса, когда это необходимо.
Благодаря современным датчикам и продуманной электронике они могут дать удивительно хорошие характеристики, но они не могут сравниться с надлежащей механической настройкой в сложных условиях.
Обычно в этих системах есть блок передачи мощности (PTU), прикрепленный болтами к передней трансмиссии, который поворачивает трансмиссию на 90 градусов, прежде чем карданный вал отправит мощность на задний мост.
Во многих случаях карданный вал постоянно вращается, и какая-то управляемая компьютером многодисковая муфта, прикрепленная (или встроенная) к заднему дифференциалу, подключает привод, когда это необходимо.
Существует несколько различных типов, но установка Haldex (ныне принадлежащая Боргу Уорнеру), вероятно, самая известная. В нем используется гидравлический насос для включения и выключения, а в ранних примерах для подключения привода использовалось проскальзывание передних колес.
Более поздние версии более проактивны и используют данные от различных датчиков (таких как дроссельная заслонка ABS и выбранный режим движения) для принятия решения о том, когда начинать.
Система может быть адаптирована к потребностям различных производителей и может быть настроена на постоянную передачу определенной части привода назад, если это необходимо.
Другой бренд, предлагающий этот тип трансмиссии, — GKN. Его блок сцепления Twinster может переключать мощность между передней и задней частью автомобиля по запросу и между задними колесами, не полагаясь на систему ABS. Это известно как векторизация крутящего момента.
Ленд Ровер ГКН Твинстер
Система используется в некоторых моделях Discovery Sport и Range Rover Evoque, построенных после 2014 года. GKN также производит более простые агрегаты, один из которых используется Dacia в Duster.
К транспортным средствам с автоматической системой полного привода относятся:
Haldex
Автомобиль- VW Tiguan
- Audi Q3
- Volvo V70 Cross Country, XC70 и XC90
- Форд Куга
- Land Rover Freelander (предыдущие модели имели вискомуфту) Discovery Sport и Range Rover Evoque (до 2013 г.)
- Шкода Октавия 4 × 4
- VW Passat
- VW Golf и Audi A3 Модель
- BMW X1
GKN
- Дачия Дастер
- Nissan Qashqai и X-Trail
- Мини-соотечественник
- Audi RSQ3 Вольво
- Вольво ХС90
- Некоторые модели Land Rover Discovery Sport и Evoque, выпущенные с 2014 года
Разрушитель жаргона для бездорожья
Дифференциал повышенного трения
Это универсальный термин для дифференциалов, которые могут постепенно блокироваться в зависимости от степени проскальзывания колес.Это означает, что они могут работать без участия водителя, но они не могут заморозить дифференциал, как ручные замки.
Дифференциал Torsen
В дифференциалах Torsen, чувствительных к крутящему моменту, используется продуманная комбинация червячных и прямозубых шестерен, которые позволяют им блокировать и передавать крутящий момент, когда колеса начинают вращаться. Их способность блокировать и разблокировать по требованию — без водителя или электронного ввода — делает их популярным выбором в качестве центрального дифференциала. Они широко используются в моделях Audi Quattro и многих внедорожниках, которые могут работать в режиме полного привода на дороге.
Дифференциал Torsen
Вискомуфта
Вискомуфта — простая и экономичная альтернатива межосевым дифференциалом. Они расположены между передним и задним карданными валами и имеют ряд металлических пластин, погруженных в жидкость. Когда передний и задний карданные валы вращаются с одинаковой скоростью, эта жидкость является вязкой, но если один вал начинает вращаться быстрее, чем другой, он превращается в твердое тело и сцепляет их вместе.
Противобуксовочная система
Почти все современные автомобили оснащены той или иной системой контроля тяги с компьютерным управлением, которая использует информацию от различных датчиков вокруг автомобиля, чтобы поддерживать сцепление с дорогой.При движении по бездорожью он использует систему ABS автомобиля для быстрого торможения вращающихся колес, чтобы крутящий момент передавался на те, у кого есть сцепление с дорогой. Для автомобилей без дифференциалов повышенного трения или блокировки дифференциалов это помогает добиться аналогичных результатов. Когда он работает, водители могут слышать и чувствовать, как АБС включается и выключается, когда тормоза срабатывают на разных колесах. Производители используют для этого разные названия, например, электронный дифференциал повышенного трения (ELSD).
Система контроля спусков
Это система, которая автоматически контролирует скорость автомобиля при спуске с крутых склонов.По сути, это расширение системы контроля тяги и работает с использованием тормозов с АБС для поддержания постоянной скорости. Он был разработан, чтобы помочь улучшить характеристики автомобилей без трансмиссии пониженного диапазона, но теперь это довольно распространенная функция на всех внедорожниках.
Вектор крутящего момента
Проще говоря, векторизация крутящего момента — это процесс передачи крутящего момента двигателя на колеса, которые в нем больше всего нуждаются. В отличие от систем контроля тяги, в которых для этого используются тормоза, надлежащие системы управления крутящим моментом имеют дифференциалы повышенного трения с электронным управлением.Они работают быстрее и эффективнее, поэтому обычно встречаются на моделях с более высокой производительностью.
Club 80-90 Syncronauts: отказ вязкостной муфты
Фон
Если вам интересно, нужна ли вам новая вискомуфта, вот как это узнать:
- 1. По заявлению производителя вискомуфты, VC рассчитан только на 100 000 км / сек (около 65 000 миль).Однако было бы глупо заменять его до тех пор, пока он не покажет реальные признаки неисправности.
2. Фактическим признаком неудачи обычно является то, что ВК становится слишком агрессивным и начинает действовать слишком часто и слишком сильно. В этом случае это чрезвычайная ситуация, потому что тогда ваши компоненты трансмиссии борются друг с другом, и вы можете быстро их уничтожить. Вы все еще можете ездить на слишком агрессивном VC, не повредив трансмиссию, если вы снимете центральный карданный вал с автомобиля, но тогда, конечно, у вас не будет полного привода.Если вы решите сделать это, вы сможете годами ездить на двухколесном приводе, не нанося вреда своему автомобилю и не заменяя свой VC. Симптом, который заставит вас узнать, что ваш VC слишком агрессивен, обычно заключается в том, что когда вы въезжаете на асфальтированную парковку и делаете крутые повороты после периода движения по шоссе, автомобиль, кажется, хочет остановиться, как если бы вы нажали на тормоза. на — машина просто ненавидит крутые повороты. Иногда возникает ощущение заедания и раскачивания при движении с полностью повернутым рулевым колесом.Некоторые из списка Syncro, особенно Райнер, считают, что на крутых поворотах не следует * никак * чистить шины, но я считаю, что легкое трение или сопротивление резкому повороту — это нормально и не повредит вашей машине. Когда после периода езды по шоссе достаточно чистки, чтобы ваш фургон действительно захотел остановиться, а не просто замедлиться, пора сменить VC, особенно если у вас очень большие мили. (Между прочим, в поддержку позиции Райнера Мик Калбер из Гавайев сообщает, что после смены своего венчурного капитана чистка, которую он чувствовал, полностью исчезла.Другие сообщают то же самое. Другие сообщают, что после изменения VC их машина все еще борется с крутыми поворотами, но эффект не увеличивается после езды по шоссе, а эффект очень мягкий.)
3. Реже VC выходит из строя из-за того, что просто не включается, и у вас нет сцепления с передними колесами.
4. Официальный заводской тест хорошо задокументирован в архивах, но в основном тест заключается в том, чтобы поставить два на четыре перед передними колесами (завод не учитывает два на четыре, но участники списка тестирования обнаружили, что даже заводские VC достаточно жесткие, чтобы требовать 2 × 4 для удержания автомобиля назад), а затем поднимите заднюю часть автомобиля в воздух с помощью подкатного домкрата под автомобилем, а затем очень медленно и осторожно сначала отпустите сцепление или низкая передача.После нескольких попыток вы обнаружите, что вы можете отпустить сцепление при работающем двигателе, а VC оставит достаточно откоса, чтобы колеса оставались неподвижными на одном конце транспортного средства, не перелезая через два на четыре, пока двигатель вращает колеса. на другом конце автомобиля. Если вы не можете пройти этот тест, вам следует сразу подумать о покупке вискомуфты, чтобы избежать быстрого выхода из строя трансмиссии. Обязательно выполните этот тест вскоре после того, как проехали по шоссе около 20 миль, иначе проблема может не выявиться.Обратите внимание: если вы можете пройти тест №4 ОДИН РАЗ из нескольких попыток, значит, вы прошли тест №4. То есть вы можете провалить тест № 4 четыре раза подряд, но если вы можете заставить автомобиль пройти один раз, то все в порядке.
5. Опыт показал, что отказ * либо * теста №4, либо теста №2 является достаточной причиной для изменения вашего виртуального канала. То есть у вас может быть неприятная чистка в крутых поворотах после вождения по шоссе, как описано выше в тесте №2, но ваш автомобиль все еще может выдержать испытание в тесте №4.Тем не менее, в этом случае вам, вероятно, все равно стоит сменить VC. Автомобиль Сэма Уолтерса был ярким примером в этом вопросе. Он прошел пункт №4 выше, но не прошел пункт №2 выше. После изменения своего виртуального канала пункт 2 выше был восстановлен для нормальной работы, и он рад, что внес это изменение.
Обратите внимание, что установка двигателей большего размера, чем стандартные, обычно выявляет предельный VC, который раньше казался нормальным, а теперь превратился в очень неприятный VC, который очищается слишком рано и слишком агрессивен. Поэтому после замены двигателя на двигатель большего размера нередко приходится также заменять VC.То же самое и с весом. Если у вас VC, который кажется незначительным, попробуйте загрузить 2 000 фунтов. журналов или газет в свой фургон, полчаса езды по шоссе, а затем повторение тестов, описанных выше. Тогда вы обязательно узнаете, будет ли этот венчурный капиталист в таком случае уходить. Если он может пройти все тесты, указанные в этом письме с 2000 фунтами старых журналов, то с вашим венчурным капиталом, вероятно, все еще все в порядке.
Мой VC слегка подтирается — все в порядке?
Большинство венчурных капиталистов * легко * борются с тайтовыми поворотами, независимо от того, новы они или нет.Вы можете увидеть выразительные сообщения от людей, которые получили от меня новые венчурные капиталисты, в которых говорится, что венчурные капиталисты вообще не связываются, но вы увидите столько же, которые говорят, что после установки нового, полученного от меня, все еще существует небольшая привязка. В некоторой степени я думаю, что проблема заключается в номенклатуре и степени — что один человек интерпретирует слова «небольшая привязка» иначе, чем другой, или один человек более чувствителен к эффекту, чем другой. Показательный пример: я управлял автомобилем Тома Форхана после того, как он установил совершенно новый OEM SDP VC, который он получил от меня, и я * действительно * обнаружил легкое царапание шин в крутом повороте на тротуаре (как я и ожидал), но как Том сказал, мытье было меньше, чем было раньше.Таким образом, кажется, что это вопрос степени, и мы должны полагаться на субъективное ощущение того, насколько привязка является «нормальной», а какая — слишком большой. Я очень деликатен, поэтому подозреваю, что то, что я называю «незначительной привязкой», для другого члена списка может показаться совсем не обязательным.
Одним из отличительных индикаторов плохого состояния здоровья является то, что ВК становится более агрессивным после езды по шоссе. Как правило, это очень плохой признак, и следует подумать о замене любого ВК, который проявляет этот симптом. Если после устранения разницы в размере между четырьмя шинами в качестве вероятной причины, если вы испытываете этот симптом только ОДИН РАЗ, то это вызывает некоторые опасения, и вам следует задуматься об изменении VC.
Вообще говоря, можно откалибровать свое отношение к VC по ощущениям водителя, когда он находится в крутых поворотах на тротуаре после езды по шоссе. Если водитель говорит: «Хммм … кажется, что машина действительно не хочет ехать, когда я так поворачиваю руль до упора», или какой-нибудь такой мягкий комментарий, то, возможно, VC в порядке. Но если водитель говорит: «Эй, судя по звукам, которые я слышу, я действительно не думаю, что это хорошо для моей машины» и говорит с некоторой тревожной ноткой в голосе, тогда ВК вызывает больше подозрений.Я знаю, что это субъективно, но боюсь, что именно здесь мы находимся в этом конкретном тесте.
Тест «без участия»:
Вот как проверить, не удалось ли вашему венчурному капиталу выйти из строя в более редком режиме без взаимодействия:
Обычно вы поднимаете задние колеса, чтобы они не касались земли. Затем вы включаете, скажем, низкую передачу и отпускаете сцепление. Через пару раз вы обнаружите, что с помощью хорошего VC вы можете отпустить сцепление, и передние колеса все еще будут оставаться на земле без движения транспортного средства вперед даже при работе двигателя на холостом ходу.Это когда задние колеса оторваны от земли, а два передних колеса находятся на земле.
Это стандартный тест VC.
На этом этапе начинается проверка отсутствия взаимодействия. В этот момент, когда задние колеса оторваны от земли, а передние колеса находятся на земле, если вы нажмете на педаль акселератора, автомобиль взлетит вверх по 2 × 4 (или попробуйте 4 × 4 для теста на отсутствие зацепления) и двинется вперед. Если он не может двигаться вперед, скажем, при 2 000–2500 об / мин в этом состоянии — задние колеса оторваны от земли, а передние колеса на земле) — тогда явно присутствует более редкое состояние отказа без зацепления.
Еще один способ выполнить испытание на зацепление сзади — зимой. Припаркуйте фургон так, чтобы два задних колеса были на льду, а два передних — нет. Поместите 4 × 4 перед двумя передними колесами или какое-нибудь препятствие аналогичных размеров. Включите двигатель и отпустите сцепление. Задние колеса будут крутиться по льду. Но одно или другое из двух передних колес (но не обязательно оба!) Войдет в зацепление и потянет автомобиль вперед через препятствие. Если ни одно из двух передних колес не вращается (вы должны следить за обоими передними колесами одновременно, поэтому вам нужен помощник или два), то у вас отказ от зацепления.Иногда водитель в этом сценарии смотрит в окно и видит, что его левое переднее колесо не вращается, и приходит к выводу, что его VC плохой. Но на самом деле правое переднее колесо в это время крутится, и на самом деле ВК работает нормально.)
Отсутствие зацепления обычно является результатом разрыва уплотнения внутри VC и последующей утечки жидкости VC из VC в область переднего дифференциала, где остается трансмиссионное масло. Таким образом, отказы из-за отсутствия зацепления обычно приводят к загрязнению масла переднего дифференциала, которое, следовательно, следует заменять вместе с VC.
Обычно разрыв уплотнения в VC является результатом сильной нагрузки на VC, возможно, вызванной более распространенным типом неисправности связывания, о котором говорилось ранее.
Дополнительные сведения о VC:
http://groups.yahoo.com/group/Syncro/message/5133
http://www.vanagon.com/syncros/technica/vc-expert-interview/index.html
http://gerry.vanagon.com/cgi-bin/wa.exe?S1=vanagon
Клайв Смит — Клуб 80-90 — 2002
Влияние технологиина системы полного привода
Транспортные средства, оборудованные системами 4 × 4 или полноприводными (AWD), предназначены для обеспечения преимуществ в течение всего года, но зима, как правило, привлекает внимание к этим транспортным средствам.Технологии вызвали кардинальные изменения в этих системах, особенно с активными дифференциалами с электронным управлением.
Одним из преимуществ компьютеризации этих систем трансмиссии является добавление диагностических возможностей. Производители автомобилей прошли долгий путь от пассивных систем повышенного трения, блокировки и вязкостной муфты. Современные интеллектуальные системы постоянно анализируют эффективность и действенность. Задача этих систем состоит в том, чтобы решить, какой тип коррекции будет наиболее эффективным для получения тяги и устойчивости не только оси, но и отдельных колес.Эти системы также должны работать с АБС и системами управления двигателем.
Пассивные системы
Дифференциальные шестерни позволяют внешнему колесу вращаться с большей скоростью независимо от внутреннего колеса во время поворота для изменения скорости между колесами. Эта конструкция с открытым дифференциалом не может эффективно передавать крутящий момент на колеса в условиях низкого тягового усилия.
Блокирующиеся дифференциалы и дифференциалы повышенного трения могут передавать крутящий момент на колеса с наибольшим тяговым усилием и выравнивать крутящий момент на этой оси.
Важно знать и понимать, что системы AWD предназначены для дополнительной тяги, а не для рабочих приложений, таких как системы 4 × 4. Первые системы, разработанные на основе вязкой муфты, сначала доказали свою работоспособность, но также принесли с собой ряд отказов. В более старых системах полного привода использовались механические и гидравлические компоненты, позволяющие передавать крутящий момент через сцепления.
Активные системы
Добавление компьютеров, исполнительных механизмов и датчиков к дифференциальным узлам позволяет компьютерное управление трансмиссией.В зависимости от автомобиля вы можете найти эти соединительные элементы на карданном валу, раздаточной коробке или ведущей оси (из стороны в сторону).
Передаточное отношение скольжения и крутящего момента регулируется модулями AWD для дифференциалов. Некоторые приложения производительности могут позволить водителю управлять смещением мощности, но большинство транспортных средств подчиняются требованиям компьютера, основанным на вводе транспортного средства и водителя. Регулировка мощности на независимых колесах позволяет добиться наилучших результатов в отношении положительного сцепления с колесом.
Модуль может потребовать частичного или полного применения через выход силы тока или широтно-импульсную модуляцию. Это приведет к большему или меньшему давлению на муфты, что позволит проскальзывать или полностью задействовать функцию по требованию. Хотя это справедливо и для межосевого управления, одним большим преимуществом осей по требованию является повышенная топливная эффективность. Использование системы полного привода только по мере необходимости позволяет вспомогательной оси или ступицам свободно вращаться и снижает нагрузку на трансмиссию и двигатель. Это помогает повысить топливную экономичность, особенно на скоростях шоссе, где полный привод не нужен.
Размер шин
Многие из этих систем чрезвычайно чувствительны к изменению размера шин. Многие TSB, а также в служебной информации заявляют, что разница в протекторе не должна превышать 2/32 в любой момент времени от колеса к колесу (а не только на одной оси). Это может привести к преждевременному отказу системы из-за перегрева агрегата. Компьютер определит, что это пробуксовка (пробуксовка) колеса, и внесет соответствующие исправления.
Системы с вискомуфтой будут перегреваться, поскольку они будут пытаться исправить ситуацию механически, как было задумано.Многие системы могут скрыть проблему до выдачи кодов неисправности.
Коды
При добавлении датчиков, исполнительных механизмов и модулей в трансмиссию появляются коды неисправностей. Для доступа к этим кодам и данным потребуется диагностический прибор, который может связываться с модулями, управляющими дифференциалами. Некоторые инструменты сканирования могут выполнять двунаправленные тесты, чтобы помочь с диагностикой.
Как и модули управления трансмиссией и двигателем, программное обеспечение предназначено для предотвращения повреждения механических компонентов.Если датчики обнаруживают состояние, которое может привести к повреждению системы, например, высокие или низкие температуры и давления жидкости, система переходит в режим самосохранения или в аварийный режим. Этот режим может отключить активный дифференциал или ограничить работу системы.
Модулидля этих систем, возможно, потребуется перепрограммировать, поскольку производители оригинального оборудования вводят новые калибровки для решения проблем, которых инженеры не ожидали. Всегда проверяйте версию программного обеспечения и TSB, чтобы узнать, ввел ли OEM-производитель новые калибровки.
Проблемы с электрикой
Модули трансмиссии могут располагаться в странных местах. Они могут быть на раздаточной коробке, под автомобилем или под капотом. Из-за такого размещения очень часто можно найти скомпрометированные модули с проникновением воды и другими проблемами цепи.
Модуль дифференциала обменивается данными с модулями трансмиссии, АБС и двигателя, часто по высокоскоростной сети CAN, для выполнения корректировок устойчивости и тяги. Если линии CAN-шины повреждены, у вас будет U- или коммуникационный код.Другие проблемы могут возникнуть, если у компонентов нарушено питание и заземление.