Расхожим заблуждением является то, что 4×4 означает, что все четыре колеса вращаются одновременно с одинаковой скоростью. Когда полноприводный автомобиль поворачивает, его внешние колеса крутятся быстрее внутренних. Дифференциал в оси компенсирует большее расстояние, пройденное наружными колесами.
Когда вы едете по скользкой поверхности, мощность двигателя будет передаваться на колесо, имеющее более слабое сцепление с полотном дороги, поэтому то колесо, которое проскальзывает сильнее, получит и больше мощности.
Такие законы природы, известные как физика, которые говорят нам, что сила всегда пойдет по пути наименьшего сопротивления.
Когда внедорожник едет в режиме полного привода, передняя и задняя оси синхронизируются таким образом, чтобы всегда хотя бы одно колесо на каждой оси получало эффективную мощность от двигателя.
В автомобиле с приводом 4×2 вы можете заставить его временно работать как 4×4, слегка нажав на педаль тормоза, чтобы затормозить прокручивающееся колесо и передать его энергию на колесо, сохранившее сцепление с дорогой.
4×4 (4WD) – это автомобиль с полным приводом (4WD). «4×4» для автомобиля с полным приводом означает, что у него четыре колеса, и привод осуществляется на все колеса. Внедорожники обычно имеют привод 4×4.
4×2 (2WD) – автомобиль, у которого привод на два колеса из четырех (2WD). «4×2» в автомобиле с приводом 2WD означает, что из четырех колес привод осуществляется только на два. Это могут быть как передние, так и задние колеса, чаще – задние. У паркетников обычно привод 4×2.
Part-Time 4WD – внедорожники, у которых система полного привода включается рычагом при необходимости и подает мощность на все четыре колеса, синхронизируя переднюю и заднюю оси.
У привода Part-Time 4WD обычно есть два диапазона передач – Hi и Lo, или нормальные и пониженные.
Системы Part-Time 4WD необходимо использовать на асфальте, цементе или других твердых покрытиях с хорошим сцеплением в режиме 2WD. Подключать полный привод следует только в конкретных ситуациях, когда требуется дополнительное сцепление, на твердых покрытиях можно повредить привод.
Full-Time 4WD – система полного привода, работающая всегда на любых покрытиях. Системы полного привода Full-Time обычно имеют функцию отключения, и вы можете перейти в режим 2WD на цементе или асфальте. У систем Full-Time 4WD не всегда имеется диапазон пониженных передач Lo.
Автоматический полный привод (A4WD) – этот тип привода становится полным при необходимости. Это достигается контролем разницы скорости вращения колес. Подобная автоматическая система имеется у электромобиля Polaris Ranger.
Подключаемый на ходу 4WD – эта система полного привода, позволяющая водителю вручную переключаться с 2WD на 4WD-Hi без необходимости остановки. Скорость, на которой можно выполнять переключение, обычно ограничена 90 км/ч. Во внедорожниках с электронным приводом переключения (кнопкой или рычагом) переключиться на режим 4WD-Hi можно, только если скорость автомобиля ниже предельной, в противном случае режим 4WD не включится.
Постоянный полный привод. Межосевой дифференциал - симметричный конический (распределение момента между передними и задними колесами 50/50), блокировка - многодисковой гидромеханической муфтой.В автомобилях с механическим переключением водитель может сломать систему, если не знает, что его скорость слишком велика для включения режима 4WD-Hi. Прочтите инструкцию по эксплуатации, если у вашего автомобиля система полного привода, подключаемого на ходу.
A241H - коробка передач с простым гидравлическим управлением и контроль блокировки в ней достаточно примитивен (), тогда как в более совершенной A540H реализовано полноценное электронное управление с обратной связью ().
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 ).
| Модель | Выпуск | Трансмиссия | Блокировки дифференциалов |
| Caldina 190 | 1992-2002 | 4AT A540H+AF2BE | |
| Carina 190 | 1992-1996 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| Carina 210 | 1996-08.1998 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| Carina ED 200 | 1993-1998 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| Corolla / Sprinter 90 | 1987-1992 | 4AT A241H | |
| Corolla / Sprinter 100 | 1992-2002 | 4AT A241H | межосевой - гидромеханической муфтой |
| Corolla / Sprinter 110 | 1995-2000 | 4AT A241H | межосевой - гидромеханической муфтой |
| Corolla Spacio 110 | 1997-2002 | 4AT A241H | межосевой - гидромеханической муфтой |
| Corona 190 | 1992-1996 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| Corona 210 | 1996-12.1997 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| Corona Exiv 200 | 1993-1998 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| Ipsum 10 | 1996-04.1998 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| RAV4 10 | 1994-2000 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением, задний - Torsen (опция) |
| Sprinter Carib 95 | 1988-1995 | 4AT A241H | межосевой - гидромеханической муфтой |
| Sprinter Carib 110 | 1995-2002 | 4AT A241H | межосевой - гидромеханической муфтой |
| Vista / Camry 20 | 1988-1990 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| Vista / Camry 30 | 1990-1994 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
| Vista / Camry 40 | 1994-1998 | 4AT A540H+AF2BE | межосевой - гидромеханической муфтой с электронным управлением |
|
1.1.2. Схема STD II
|
 |
В данной схеме часто использовался опциональный задний самоблокирующийся дифференциал типа Torsen.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия | Блокировки дифференциалов |
| Alphard 10 | 2002-2008 | 4AT U140F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой, задний - Torsen (опция) |
| Caldina 215W GTT | 1997-2002 | 4AT U140F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой |
| Caldina 246 GT4 | 2002-2007 | 4AT U140F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой, задний - Torsen (опция) |
| Harrier 10 | 1997-2003 | 4AT U140F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой, задний - Torsen (опция) |
| Harrier ACU35/GSU3# | 2003-2013 | 4AT U140F+MF2AV 5AT U151F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой, задний - Torsen (опция) |
| Highlander 20 | 2000-2003 | 4AT U140F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой, задний - Torsen (опция) |
| Kluger | 2000-2007 | 4AT U140F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой, задний - Torsen (опция) |
| Lexus RX MCU3# | 1998-2003 | 4AT U140F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой, задний - Torsen (опция) |
| Lexus RX350 GSU3# | 2006-2008 | 5AT U151F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой |
| RAV4 20 | 2000-2006 | 4AT U140F+MF2AV | межосевой - вискомуфтой, задний - Torsen (опция) |
|
1.1.3. Схема VSC+
|
 |
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.
|
1.2.1. Схема V-Flex I |
 |
Вискомуфта, заполненная силиконовой жидкостью, соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при существенной пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| bB 30 | 2000-2005 | 4AT U340F |
| Funcargo | 1999-2005 | 4AT U340F |
| Ist 60 | 2002-2007 | 4AT U340F |
| Platz | 1999-2005 | 4AT U340F |
| Porte 10 | 2004-2012 | 4AT U340F |
| Probox / Succeed 50 | 2002-2014 | 4AT U340F |
| Probox / Succeed 160 | 2014-.. | CVT K310F |
| Raum 10 | 1997-2003 | 4AT A244F+CF1A |
| Raum 20 | 2003-2011 | 4AT U340F |
| Starlet 80 | 1989-1996 | 4AT A244F+CF1A |
| Starlet 90 | 1996-1999 | 4AT A244F+CF1A |
| Tercel / Corsa / Corolla II 40 | 1990-1994 | 4AT A244F+CF1A |
| Tercel / Corsa / Corolla II 50 | 1994-1999 | 4AT A244F+CF1A |
| Vitz 10 | 1999-2005 | 4AT U340F+MF1A |
| Will Cypha | 2002-2005 | 4AT U340F |
|
1.2.2. Схема V-Flex II
|
 |
Вискомуфта, заполненная силиконовой жидкостью, соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора, срабатывает при существенной пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| Avensis 250 | 2003-2008 | 4AT A248F |
| bB 20* | 2006-2016 | - |
| Belta | 2005-2012 | 4AT U441F |
| Caldina 215G | 1997-2002 | 4AT A241F,A243F+MF1A |
| Caldina 240 | 2002-2007 | 4AT A248F+MF1A |
| Camry / Camry Gracia / Mark II Qualis V20 | 1997-2001 | 4AT A541F |
| Camry V30 | 2001-2006 | 4AT U140F"" |
| Camry V40 | 2006-2011 | 4AT U140F"" |
| Carina 210 | 08.1998-2001 | 4AT A241F,A243F+MF1A |
| Corolla / Fielder / Runx / Allex 120 | 2000-2006 | 4AT U340F,U341F+MF1A |
| Corolla Axio / Fielder 140 | 2006-2012 | CVT K310F, K311F |
| Corolla Spacio 120 | 2001-2007 | 4AT U341F |
| Corona 210 | 12.1997-2001 | 4AT A241F,A243F+MF1A |
| Duet* | 1998-2004 | - |
| Matrix 130 | 2002-2006 | 4AT U341F |
| Opa | 2000-2005 | 4AT U341F+MF1A |
| Passo 10* | 2004-2010 | - |
| Passo 20* | 2010-2016 | - |
| Passo 700* | 2016-.. | - |
| Pixis Epoch* | 2012-2017 | - |
| Pixis Joy* | 2016-.. | - |
| Pixis Mega* | 2015-.. | - |
| Pixis Space* | 2011-.. | - |
| Premio / Allion 240 | 2001-2007 | 4AT U341F+MF1A |
| Premio / Allion 260 | 2007-2014 | CVT K311F |
| Ractis 100 | 2005-2010 | 4AT U340F |
| Sienta 80 | 2003-2015 | 4AT U340F |
| Tank / Roomy* | 2016-.. | - |
| Vista 50 | 1998-2003 | 4AT U240F+MF1A |
| Vitz 90 | 2005-2010 | 4AT U441F |
| Voltz | 2002-2004 | 4AT U341F |
| Will VS | 2001-2004 | 4AT U341F |
|
1.2.3. Схема ATC (DTC)
|
 |
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 ().
Изначальное наименование - "Active Torque Control", после 2012-го на некоторых моделях система получает обозначение "Dynamic Torque Control".
Существует несколько вариантов реализации управления со стороны водителя:
 |
 |
С кнопкой "LOCK" (паркетники) - режимы "AUTO 4WD" и "LOCK". Обычным является режим автоматического управления подключением полного привода, нажатие кнопки заставляет блок поддерживать максимально возможную степень блокировки электромеханической муфты.
Без кнопок (некоторые модели японского рынка) - постоянно задействован режим автоматического управления полным приводом.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| Alphard / Vellfire 20 | 2008-2015 | 6AT U660F |
| Alphard / Vellfire 30 | 2015-.. | CVT K115F |
| Auris 150 | 2007-2012 | CVT K310F,K311F |
| Auris 180 | 2012-2018 | CVT K310F |
| Blade 150 | 2007-2012 | CVT K112F |
| C-HR | 2016-.. | CVT K313F |
| Corolla Axio / Fielder 160 | 2012-.. | CVT K310F |
| Corolla Rumion 150 | 2007-2016 | CVT K311F |
| Corolla Sport 210 | 2018-.. | CVT K310F |
| Estima 40 | 1999-2006 | 4AT U140F""" |
| Estima 50 | 2006-.. | 6AT U660F""" |
| Gaia | 1998-2004 | 4AT A243F+MF1A |
| Harrier 60 | 2013-.. | CVT K114F |
| Highlander 50 | 2013-.. | 6AT U660F |
| Ipsum 10 | 04.1998-2001 | 4AT A243F+MF1A |
| Ipsum 20 | 2001-2009 | 4AT A243F+MF1A |
| Isis | 2004-2017 | CVT K111F, K311F |
| Ist 110 | 2007-2016 | CVT K310F |
| Lexus NX | 2014-.. | 6AT U661F |
| Lexus RX GGL15 | 2008-2015 | 6AT U660F |
| Lexus RX AL20 | 2015-.. | 6AT U661F, 8AT U881F |
| Mark X Zio | 2007-2013 | CVT K112F |
| Matrix 140 | 2008-2013 | 4AT U140F"" |
| Nadia | 1998-2003 | 4AT A243F+MF1A |
| Noah / Voxy 60 | 2001-2007 | CVT K111F, 4AT A248F |
| Noah / Voxy 70 | 2007-2014 | CVT K111F |
| Noah / Voxy / Esquire 80 | 2014-.. | CVT K114F |
| Porte / Spade 140 | 2012-.. | CVT K310F |
| Premio / Allion 260 | 2014-.. | CVT K311F |
| Ractis 120 | 2010-2016 | CVT K310F |
| RAV4 30 / Vanguard | 2006-2016 | CVT K111F,K112F, 5/6AT U151F, U660F |
| RAV4 40 | 2013-2018 | CVT K111F, 6AT U660F,U760F |
| RAV4 50 (low grade) | 2018-.. | CVT K120F |
| Sienna 30 | 2010-.. | 6AT U660F |
| Sienta 170 | 2015-.. | CVT K310F |
| Venza 10 | 2008-2017 | 6AT U660F, U760F |
| Vitz 130 | 2010-.. | CVT K310F |
| Wish 10 | 2003-2009 | 4AT U341F |
| Wish 20 | 2009-2017 | CVT K311F |
|
1.2.4. Схема DTV
|
 |
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.
|
1.3.1. Схема E-4WD
|
 |
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).
| Модель | Выпуск | Задний электромотор (кВт/Нм) |
| Alphard ATH10 | 2003-2008 | 1FM (18/108) |
| Alphard/Vellfire ATH20 | 2008-2015 | 2FM (50/130) |
| Alphard/Vellfire AYH30 | 2015-.. | 2FM (50/139) |
| Estima AHR10 | 2001-2006 | 1FM (18/108) |
| Estima AHR20 | 2006-.. | 2FM (50/130) |
| Harrier MHU38 | 2005-2012 | 2FM (50/130) |
| Harrier AVU65 | 2013-.. | 2FM (50/139) |
| Highlander MHU28 | 2005-2007 | 2FM (50/130) |
| Highlander MHU48 | 2007-2010 | 2FM (50/130) |
| Highlander GVU48 | 2010-2014 | 2FM (50/130) |
| Highlander GVU58 | 2014-.. | 2FM (50/139) |
| Kluger MHU28 | 2005-2007 | 2FM (50/130) |
| Lexus RX400h MHU38 | 2005-2008 | 2FM (50/130) |
| Lexus RX450h GYL15 | 2009-2015 | 2FM (50/130) |
| Lexus RX450h GYL25 | 2015-.. | 2FM (50/139) |
| Lexus NX300h AYZ15 | 2014-.. | 2FM (50/139) |
| Lexus UX250h MZAH15 | 2018-.. | 1MM (5/55) |
| Prius ZVW55 | 2015-.. | 1MM (5.3/55) |
| RAV4 AVA44 | 2015-.. | 2FM (50/139) |
| RAV4 AXAH54 | 2018-.. | - (40/120) |
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.
|
Развитие, эффективность, надежность
|
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 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 одна из самых продвинутых систем менялась на самую примитивную. Ее врожденные недостатки общеизвестны:
- запаздывающее "срабатывание" вискомуфты,
- потенциальная опасность при активной езде,
- низкая долговечность самой муфты.
Разумеется, даже такой сомнительный 4WD оставался предпочтительнее монопривода, но проблема в том, что опытным тойотовладельцам было с чем его сравнивать. После 2015-го на собственных тойотовских разработках V-Flex II больше не применяется, оставаясь атрибутом только ребейджинговых моделей Daihatsu.
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:
- ограниченная степень блокировки,
- ограниченное время работы под нагрузкой,
- износ опорных подшипников муфты ().
В целом, по эффективности ATC не дотягивает до постоянного полного привода, но ощутимо превосходит V-Flex.
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 (), 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.
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.
» Что такое 4WD на машине и что необходимо знать о полном приводе
4WD — что такое полный привод на машине, разбираемся
Автомобили бывают разные. Одни были созданы исключительно для движения по дорогам с твердыми покрытием. Другие – для преодоления более сложных ландшафтов. Не случайно, в инструкции по эксплуатации обычных легковых автомобилей указан их класс – дорожный. С автомобилями, имеющими полный привод все гораздо сложнее.
Для обозначения привода, была принято обозначение колесной формулы следующим образом. Например, колесная формула 4Х4 обозначает количество ведущих колес к их общему количеству. Ведущими называют колеса, на которые подается крутящий момент от двигателя. Также полноприводные машины обозначают 4WD , что буквально означает привод на четыре колеса.
Разумеется, трансмиссия 4WD машины конструктивно куда более сложная, чем автомобиля, имеющего передний или задний привод. Казалось бы, сделать внедорожный автомобиль 4WD довольно просто. Но, это не так.
Чтобы распределить крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам, необходим еще один агрегат – раздаточная коробка. С ее помощью крутящий момент распределяется на все ведущие оси. Распределение крутящего момента – ключевая функция полноприводной трансмиссии. Вместе с тем, все автомобили с полным приводом 4WD, конструктивно отличаются друг от друга. наиболее часто встречаются автомобили как с постоянным полным приводом (Full time ), так и с подключаемым (Part time ). Поговорим о них более подробно.
Жесткий подключаемый полный привод (Part time) 4WD.
Самое простое решение для автомобиля 4WD – прямое подключение всех ведущих мостов. Такой тип трансмиссии сравнительно прост и надежен. Крутящий момент, поступает через коробку передач к раздаточной коробке, а от нее через шарнирные приводы к дифференциалам мостов. Усилие от двигателя непосредственно распределяется на передний и задний мост практически в равном количестве.
В результате, величина крутящего момента как на задних, так и на передних колесах становится практически равной. Такое распределение момента существенно повышает проходимость. Автомобиль может преодолевать существенное бездорожье.
Для увеличения крутящего момента дополнительно в трансмиссию 4WD вводится еще одна понижающая передача, называемая демультипликатором. При включении понижающей передачи, автомобиль существенно теряет в скорости, зато увеличивается тяга на колесах, что еще больше повышает проходимость. Для движения по рыхлому снегу, а также по вязким почвам рекомендуется включение понижающей передачи.
Такая конструкция лежит в основе всех классических 4WD внедорожников – тяжелых автомобилей, имеющих жесткую рамную основу и зависимую, часто, рессорную подвеску с неразрезными балками мостов. Конструкция классического 4WD внедорожника является фактически повторением конструкции автомобилей с американской маркировкой «general purpose », что в буквальном переводе означало: «автомобиль общего назначения». Позднее, это словосочетание трансформировалось в ставший нам привычным «джип» (Jeep).
Повышенной проходимости способствует не только полный 4WD привод на все колеса с дополнительной понижающей передачей. Успешному преодолению бездорожья во многом способствует удачное распределение веса автомобиля по осям, а также жесткая рама и конечно же, высокая и мощная подвеска, в которой вертикальное перемещение обоих колес жестко связано между собой.
Все это способствует хорошим внедорожным качествам. Если в автомобиле используются межколесные самоблокирующиеся дифференциалы, его проходимость повышается еще больше. Большинство «классических» внедорожников представляют собой автомобили с мощными двигателями, высокой посадкой и внушительными габаритными размерами. Такие автомобили способны преодолеть серьезное бездорожье, снежные заносы и даже переехать неглубокие водоемы без сильного течения.
Наряду с известными преимуществами, классические внедорожники 4WD имеют и ряд существенных недостатков. Главным из них является, как ни странно, жесткий полный привод. Все дело в том, что крутящий момент распределяется в равной степени между осями автомобиля. При некоторых условиях угловые скорости передних и задних колес не всегда бывают одинаковыми
И если при движении по рыхлому грунту это компенсируется пробуксовкой колес, то при движении по твердому и ровному дорожному покрытию в трансмиссии будут возникать опасные перегрузки. Например, при прохождении поворотов, из-за разности давления в шинах или неравных угловых скоростях карданных шарниров, в трансмиссии внедорожника возникают крутильные колебания, в результате которых механизмы легко выходят из строя.
Чтобы этого не произошло, один из ведущих мостов, чаще передний, имеет возможность отключения от трансмиссии 4WD. Если вы двигались по бездорожью и решили выехать на дорогу с асфальтовым покрытием, прежде чем двигаться по дороге, вы должны отключить одну из ведущих осей. Многие отечественные и зарубежные модели 4WD внедорожников для уменьшения механических потерь оснащаются специальными муфтами, при помощи которых передние колеса подключаются к трансмиссии.
Некоторые модели имеют вакуумный или электромагнитный привод колесных муфт. Исходя из этого, такой тип автомобилей называют «part time 4WD». Повышенный расход топлива – еще один существенный недостаток внедорожников. Тяжелая рамная конструкция, чугунные балки мостов, большие механические потери обуславливают повышенный топливный аппетит таких автомобилей.
Достоинства 4WD:
- повышенная проходимость,
- простота и надежность конструкции,
- жесткая конструкция.
Недостатки 4WD:
- высокий расход топлива,
- повышенные потери мощности,
- необходимость отключения одной из ведущих осей,
- высокий центр тяжести (склонность к опрокидыванию).
Постоянный полный привод (Full time) 4WD.
Со временем прогрессивная конструкция внедорожников стала уступать место более легким моделям 4WD автомобилей, которые обладали не менее выдающимися внедорожными качествами. Со временем отпала необходимость в жесткой раме. А колесная подвеска стала полностью независимой. Претерпела изменение и конструкция трансмиссии. Для того, чтобы подключить полный привод 4WD, необходимо было полностью остановить автомобиль, затем подключить колесные муфты, а уж после переводить рычаг включения моста.
Конструкция постоянного полного привода 4WD полностью исключает все эти операции, поскольку крутящий момент передается на обе оси. Это стало возможным, благодаря введению в трансмиссию еще одного элемента – межосевого дифференциала. Межосевой дифференциал напоминает конструкцию колесного дифференциала планетарного типа.
Устройство способно распределять крутящий момент между осями по принципу наименьшего сопротивления. Если передняя ось автомобиля испытывает большее сопротивление движению, крутящий момент автоматически перебрасывается к задней оси. Такая компоновка трансмиссии позволила полностью отказаться от необходимости отключения одной из ведущих осей.
Автомобиль с постоянным полным приводом стал более маневренным и устойчивым к заносу при прохождении поворотов на высокой скорости. Вместе с тем, на бездорожье привод full time 4 WD был бы полностью бесполезен, поскольку при пробуксовке колес на одной из осей, другие остаются недвижимы, поскольку весь крутящий момент переходит на буксующее колесо. Чтобы справиться с этой задачей, в трансмиссию было введено управление блокировкой межосевого дифференциала, также называемое «diff-lock» .
В зависимости от марки и модели автомобиля, механизм блокировки дифференциала (diff-lock) может иметь рычажный, вакуумный или электромагнитный привод. Благодаря подобной компоновке полноприводной 4WD трансмиссии, появилась возможность ее установки на более легкие автомобили, имеющие несущий кузов и как продольное, так и поперечное расположение силового агрегата. Автомобили с продольным расположением двигателя имеют компоновку трансмиссии, во многом схожую с «классическими» внедорожниками.
Более интересна конструкция с поперечной компоновкой мотора. Обычно, коробка передач, раздаточная коробка и межколесный дифференциал передней оси собраны в один агрегат. Привод на заднюю ось выполнен в виде углового редуктора, внутри которого и расположены элементы межосевого дифференциала. Такая конструкция 4WD хотя и утяжеляет массу автомобиля, но более компактна по сравнению с аналогичными типами трансмиссии.
В результате, автомобиль 4WD способен одинаково хорошо передвигаться практически на любом покрытии. Конструкция full time 4WD легла в основу многих моделей гибридных внедорожников, называемых кроссоверами. В отличие от «классики», многие модели кроссоверов имеют несущую конструкцию кузова и полностью независимую пружинную подвеску. При этом они способны передвигаться как в плотном городском потоке, так и на легком бездорожье. Главное условие движения с заблокированным дифференциалом (diff-lock on) не рекомендуется разгоняться выше 60 км/ч и двигаться не более 2-х часов.
Вместе с тем, жесткая блокировка дифференциала сегодня стала такой же архаичной, как и зависимая подвеска. Наряду с межосевым дифференциалом или вместо него, часто применяется вязкостная муфта (вискомуфта). Принцип ее работы во многом схож с гидротрансформатором в АКПП. Между дисками, жестко соединенными с трансмиссией, находится специальная жидкость.
При незначительном различии угловой скорости передней и задней осей жидкость допускает проскальзывание дисков друг относительно друга. при пробуксовке одной из осей, жидкость разогревается, в результате чего ее плотность резко повышается. В результате, крутящий момент передается через жидкость к неподвижной оси. Вискомуфта позволяет блокировать межосевой дифференциал автоматически в нужный момент. Недостатком ее является склонность к перегреву. Поэтому, преодолевать тяжелое бездорожье в течение длительного времени на 4WD автомобилях с вязкостной муфтой не рекомендуется.
Современные 4WD автомобили оснащаются более совершенными устройствами блокировки. В них вязкостная муфта заменена многодисковой фрикционной муфтой, работающей по принципу сцепления. Управляется муфта электроникой. Электронное устройство отслеживает угловые скорости колес и распределяет крутящий момент на неподвижные. В отличие от жесткой блокировки, такой механизм позволяет распределить крутящий момент более дозировано. Благодаря электронному управлению, 4WD автомобили стали еще более проходимыми и устойчивыми даже на скользком дорожном покрытии.
Достоинства 4WD
- универсальность,
- возможность движения,
- как по твердому покрытию,
- так и по бездорожью,
- лучшая управляемость.
Недостатки 4WD
- сложность конструкции,
- увеличение массы деталей трансмиссии,
- повышенный расход топлива (для full time 4 WD с жесткой блокировкой дифференциала).
Все о вариаторе на Пежо Крутящий момент и мощность двигателя — в чём отличие Привод на Пежо — снятие и установка Рейтинг моторов, двигателей Двигатель nfu TU5JP4 1.6 л. Пежо
Еще совсем недавно огромная доля покупателей во всем мире предпочитала автомобили, оснащенные приводом лишь на одну ось, относя категорию «4х4» исключительно к внедорожной тематике. Теперь такой взгляд явно устарел: системы полного привода на сегодняшний день серьезно эволюционировали и выполняют ряд других, не менее важных функций. Так, система All Mode 4x4-i стала «общекорпоративной» для большинства «ниссановских» моделей. Из 14 предлагаемых на российском рынке автомобилей марки, включая два пикапа, 10 предлагаются с приводом на все колеса! Схожую трансмиссию имеют X-Trail, Juke, Qashqai, Pathfinder, Murano… Это не значит, что все элементы систем автомобилей одинаковы - у них лишь общая идеология. Все вроде бы просто: задний (в случае, к примеру, с «Кашкаем» или «Икс-Трейлом») или передний (у Patrol) привод должен подключаться лишь по необходимости посредством электромагнитной муфты. Но это лишь верхушка айсберга, основную часть которого составляют различные электронные системы помощи водителю. Начнем с того, что сама трансмиссия All Mode 4x4-i является идеологическим продолжением предыдущего поколения с тем же названием, разве что без приставки «i», над которой, собственно, мы и хотели расставить все точки. Но сначала - краткий исторический экскурс.
При сносе увеличи вается крутящий момент на задней оси для достижения нужного радиуса поворота. При заносе уменьшается крутящий момент на задней оси для достижения нужного радиуса поворота
ПРЕДПОСЫЛКИ
Идея автоматического подключения второй оси, в общем-то, не нова: на заре третьего тысячелетия почти все автопроизводители рванули избавляться от классических и полностью «механических» трансмиссий в пользу разного рода автоматических систем. Зачем? Один из главных недостатков - постоянная работа полного привода неизбежно вела к повышенному расходу топлива (речь идет про постоянный полный привод Full-time). Здесь у читателя должен возникнуть железный контраргумент: а как же внедорожники с отключаемым передним мостом с системой Part-time? Не спорю, подобное решение действительно позволяет экономить топливо, но автомобиль лишался другого достоинства - надежной управляемости на скользких покрытиях. Конечно, есть и третий тип по-настоящему внедорожных трансмиссий - гибрид, совмещающий в себе плюсы Part-time и Full-time (как на Mitsubishi Pajero или некоторых версиях Jeep). Компромисс удачный, но и здесь есть недостатки, главные из которых - дорого и громоздко. Устанавливать на автомобиль тяжелую и недешевую трансмиссию, требующую определенной подготовки водителя, в наше время крайне несуразно - цена автомобиля и его масса сейчас играют далеко не последние роли. Ну и последний довод, который, пожалуй, стал решающим в угасании эры классических внедорожников: они перестали пользоваться спросом, о чем красноречиво говорят результаты продаж. Покупатель сам сделал свой выбор: никто уже не хочет разбираться в тонкостях оффроуд-пилотирования, думать, какую блокировку нужно активировать и нужно ли вообще ее потом выключать. Конечно, истинные джиперы существуют и по сей день, но их доля настолько мала, что производителям попросту нет смысла заморачиваться на производстве, по сути, штучной, прожорливой и устаревшей продукции.
Автоматическое распределение крутящего момента на заднюю ось от 0 до 50%
Режим принудительной блокировки 4WD Lock
ТЕОРИЯ
С идеологией вроде бы разобрались: современный кроссовер должен обладать низким расходом топлива, оставаться комфортным и легким в управлении при любых дорожных условиях, сохраняя при этом высокий уровень безопасности и к тому же оправдывать свое предназначение, то бишь уметь передвигаться по пересеченной местности. Нетрудно догадаться, что «ниссановский» All Mode всем этим параметрам соответствует. Что же он собой представляет? Разберем на примере нового X-Trail. Как уже было сказано, All Mode 4x4-i является очередным этапом развития прежнего поколения полноприводной трансмиссии. Условно систему можно поделить на несколько составляющих: раздаточная коробка (по сути редуктор, совмещающий в себе дифференциал переднего моста и редуктор отбора мощности для задних колес), задний редуктор, установленная на его корпусе электромагнитная муфта и ворох управляющей электроники. Такая система на сегодня оптимальна как с точки зрения компактности, так и эффективности. В автоматическом режиме момент от коробки передач по умолчанию передается лишь на передние колеса, а карданный вал при этом крутится вхолостую, «ожидая» смыкания муфты, дабы в нужное время передать момент назад. Расположение муфты непосредственно на заднем мосту не случайно. Во-первых, так достигается лучшее распределение веса автомобиля между осями; во-вторых, не загромождается и без того загруженный передок; в-третьих, происходит наиболее плавное и максимально быстрое срабатывание заднего редуктора - проще провернуть шестерни редуктора уже вращающимся карданным валом с высокой силой инерции, чем пытаться это сделать «в начале» пути у переднего моста. Полный привод, реализованный таким образом, гораздо проще, легче, и универсальнее «настоящих» внедорожных конструкций. Осталось разобраться, в каких случаях электромагнитная муфта должна смыкаться, и от нее ли все зависит? Здесь в игру вступают загадочные силы электроники.
ТОЧКИ НАД i
Хотя, если разобраться, ничего загадочного тут нет: вся система отвечает строгим правилам логики и здравого смысла. Стоит начать с режимов трансмиссии: как и в прошлом поколении системы сохранились режимы 2WD, Auto и Lock (передний привод, автоматический режим, заблокированная муфта). В целом логика распределения момента осталась прежней. В автоматическом режиме задние колеса вступают в работу в основном при пробуксовке передних колес, при этом назад может передаваться до 50 % момента. Само замыкание муфты зависит от работы множества датчиков - поворота руля, угловой скорости, ускорения, частоты вращения колес… Хотя муфту в приводе задней оси можно заблокировать жестко включением режима Lock. Но здесь стоит помнить, что передвижение с заблокированным «центром» (по сути межосевым дифференциалом) возможно только на скользких покрытиях - колеса задней и передней оси вращаются с одинаковой скоростью, что может негативно сказаться на элементах трансмиссии. Именно поэтому во избежание поломок муфта автоматически переключается в режим Auto при резком разгоне автомобиля или если скорость движения превысит 40 км/ч. Как и раньше, система полного привода активно сотрудничает с системой динамической стабилизации автомобиля (ESP): помимо помощи при потере управления (снос или занос автомобиля), система может помочь на бездорожье. Наиболее характерно это проявляется при диагональном вывешивании, когда ESP подтормаживает буксующие колеса, передавая момент на колеса неподвижные. Но данный электронный помощник нужен не всегда: для преодоления скользких участков, когда необходима максимальная отдача мотора, систему рекомендуется отключать.
Главное отличие от предыдущих поколений системы - активное взаимодействие трансмиссии с комплексной системой управления шасси Nissan Chassis Control. Помимо того, что в зависимости от дорожных условий система может автоматически перебрасывать момент между осями, электроника может помочь удержаться на траектории торможением двигателем во время сброса газа в повороте или на прямой. Также для сохранения заданной траектории во время движения в повороте система раздельно регулирует тормозные усилия, поступающие на каждое колесо, компенсируя недостаточную или избыточную поворачиваемость. Венчает картину система гашения колебаний кузова: если электроника замечает развитие диагональной раскачки, колебания кормы могут быть упразднены коротким тормозным импульсом.
ПРАКТИКА
С модернизированной системой полного привода я познакомился еще зимой, на премьерном тесте нового Nissan X-Trail. Надо отдать должное организаторам - локация для зимнего тест-драйва была подобрана идеально. Речь о потрясающем уголке нашей необъятной, о Карелии, с ее крайне разнообразными дорогами и их не менее разнообразным отсутствием. Главной изюминкой дорог помимо их незагруженности, является довольно интересное покрытие: реагенты здесь используют разве что близ крупных городов, вследствие чего дороги часто покрыты либо укатанным снегом, либо ровным слоем льда. Здесь-то и становится понятным, что хорошие зимние шины и грамотный полный привод - штуки небесполезные. Первое, чем удивил автомобиль - стабильным и безопасным поведением. Если бы мне заранее не сказали про наличие системы гашения колебаний, я вряд ли бы обратил на нее внимание - настолько та незаметно и ненавязчиво гасила диагональную раскачку автомобиля. Действия All Mode 4x4-i вкупе с Chassis Control особенно проявились на голом льду: заходишь на приличном ходу в поворот и точно знаешь, что обязательно понесет наружу… А «Ниссан» будто бы невидимыми нитями кто-то затягивает обратно во внутрь поворота. Потрясающе! Чтобы заправить «Икс-Трейл» в лихой занос, нужно очень постараться, выключив предварительно систему ESP. Еще лет десять назад рядовой автомобилист о таком и мечтать не мог - крайне прогнозируемое поведение! Подводя итоги, можно смело утверждать, что старания разработчиков не прошли даром - управлять автомобилем стало действительно легче.
Автолюбители уверены, что любой внедорожник обладает постоянным полным приводом. Это не так. Разберемся какие бывают системы полного привода и чем различаются.
Аббревиатура 4WD (четыре управляемых колеса) не гарантирует, что у автомобиля постоянный полный привод. Существует множество схем приводов. После прочтения данной статьи вы сможете отличить полноценный внедорожник с полным приводом от обычного паркетника.
Система «part-time»
Существует так называемый привод «part-time», который предполагает наличие полного привода. Но не всегда. В обычном режиме при движении по городу или за трассой ваш "вседорожник" работает в заднеприводном режиме, т.е. у него задний привод колес . Это подтверждает и сама символика «part-time», которая с английского переводиться, как «частично включенный». Чтобы подключить полный привод, вам будет необходимо либо перевести рычаг селектора раздаточной коробки в нужное положение.Это сделано из соображений безопасности и экономичности. Полный привод на таком автомобиле можно включать только на короткое время, когда есть необходимость. А в городе и вовсе забудьте про включение полного привода, ведь вы можете разрушить детали трансмиссии, что может привести к потере управляемости или к заносу.
В чем основная причина системы полного привода «part-time», что нельзя включать полный привод? Причина в отсутствие межосевого дифференциала . Это снижает проходимость таких машин, но увеличивает срок их эксплуатации, а также удешевляет стоимость. Не бойтесь, с нормальным бездорожьем такие автомобили отлично справляются, а больше от них ожидать не стоит.
Если не собираетесь покидать асфальтированные дороги, то автомобиль с системой полного привода «part-time» вам не нужен. В обычных условиях он является большим универсалом с задним приводом и большим аппетитом.
Система «On demand»
Система «On demand» почти аналогична системе полного привода «part-time». В обычном режиме, автомобиль также является заднеприводным. Но они отличаются подключением полного привода. В системе «On demand» полный привод подключается автоматически , т.е. если электроника заметит, что колеса вашего вседорожника начали проскальзывать или буксовать, то она самостоятельно подключит передний мост. Т.е. в этот момент ваш автомобиль станет полноприводным. Сделано это не в угоду лучшей проходимости, а для удержания автомобиля на дороге.В случае подключения полного привода, система отбирает крутящий момент с заднего моста и распределяет его между передней и задней осью. Соотношение может быть, как 40% на переднюю ось, а 60% на заднюю. Может быть 50% на 50%. Вариаций бывает много, все зависит только от конкретного автомобиля. А иногда бывает так, что внедорожник в обычных условиях имеет передний привод, а подключаться может задний.
Система полного привода «On demand» подключает дополнительный мост только в случае необходимости. Но подключение происходит не по требованию водителя, а по требованию автоматики. Она хорошо себя зарекомендовала в снежных условиях, и поэтому используется на многих паркетниках.
Система «full-time»
Если перевести с английского языка на русский, то получим выражение «полное время». Это означает, что автомобиль с данной системой привода всегда имеет привод на все четыре колеса. Но система «full-time» подразделяется на две разновидности: городской и внедорожный «full-time».Автомобиль с системой городского «full-time» имеет в своем наличии межосевой дифференциал и дает возможно передвигать постоянно на полном приводе. Но для серьезного бездорожья такой автомобиль не подойдет, ведь у него отсутствует блокировка межколесного дифференциала . Из-за отсутствия этой блокировки, соединение между задним и передним мостом может проскальзывать. А это минус для бездорожья, но зато для городских условий идеально.
Системы внедорожного «full-time» - это настоящие проходимцы. Если постоянно ездите по разрушенным дорогам, или вам часто необходимо преодолевать внедорожные препятствия, то эти автомобили с системой «full-time» и блокировкой межколесного дифференциала - самый оптимальный выбор. Только учтите, что они намного дороже тех автомобилей, которых именуют полноприводниками.
Большинство внедорожников, которых мы видим на дорогах, ими не являются. Они большие универсалы с хорошей геометрической проходимостью для преодоления бордюров. Если ездите по городу и не надо преодолевать бездорожье, то выбирайте "паркетник". Этим сэкономите на топливе и не потеряете в управляемости.
