В сообществе с природой!

4WD: Вчера. Сегодня. Завтра

Аккумы Инфо
Полный привод

Многие часто задаются вопросом: когда и в какие годы на автомобиле появился полный привод? Ответы на этот вопрос многогранны и неоднозначны. На заре автомобилестроения, когда автомобиль еще мало чем отличался от кареты, многие прогрессивные инженеры уже пытались поставить его на полный привод. И он неуклюже катился по булыжной мостовой, коптя несовершенным двигателем и светя карбидовыми фарами, но с полным приводом на все колеса! В разные годы талантливые автомобильные инженеры-экспериментаторы создавали даже автомобиль со вторым ведущим мостом на электрической тяге, который подавал крутящий момент к колесам в паре с бензиновым. Это было задолго до появления привода E-wd. С дальнейшим развитием автомобилестроения, идея полного привода кристаллизовалась в разных вариациях, начиная от цепного привода и заканчивая близкими к современной конструкции: двойными тяжелыми мостами. Уже в начале века идея полного привода разделилась на два направления: создание автомобиля с возможностью движения по пересеченной местности и мощных спортивных авто, которые благодаря полному приводу имеют лучшую динамику разгона и лучше держат трассу. И если первое направление стало всецело принадлежать военной технике, то в создании спортивных авто выделилась целая плеяда уникальных с технической точки зрения автомобилей: Bugatti, Mercedes, Porche. Многие из них опередили время, не только выделившись на гоночном треке, но и задав большие перспективы для гражданского автомобилестроения. Однако, начавшаяся Вторая мировая война перечеркнула все достижения гражданских автомобильных инженеров и конструкторов на долгие годы.


Главным препятствием для долговечной работы полного привода было создание надежных и долговечных шарниров равных угловых скоростей (ШРУС). Именно они обеспечивали управляемость передних ведущих колес. Уже к концу 30-х годов прошлого века Фердинанд Порше, имевший недюжинный опыт в построении полноприводных гоночных автомобилей, выпустил ряд моделей с приводом на передние колеса. Аналогичные работы по созданию надежных шарниров для переднего привода вел известный французский инженер Анри Лефевр. С началом войны, французские инженеры спрятали чертежи и приступили к работе только лишь несколько лет спустя.


Внедорожники как класс напротив, были обязаны своим созданием войне. Еще в 1916 году полноприводные рамные пикапы Ford с установленными на них крупнокалиберными пулеметами показали себя очень успешно при боях армии США с регулярной армией Мексики. Позднее, на основе опыта создания внедорожных автомобилей был выпущен легкий армейский внедорожник Willys. Затем средний внедорожник Dodge WC и ряд других. Изначально этот класс автомобилей стал именоваться как General Perpose, в переводе как автомобиль общего назначения. Позднее, это название трансформировалось в Jeep. Willys Bantham получился настолько удачным, что послужил основой для многих других внедорожников во многих странах, а схема его трансмиссии стала классической. Что же представлял собой Willys? Это был легкий рамный внедорожник с двумя ведущими неразрезными мостами, зависимой рессорной подвеской. Расположение двигателя продольное. Сзади к двигателю крепится механическая трехступенчатая коробка передач с раздаточной коробкой с понижающим рядом (демультипликатором) и жестким подключением переднего моста. Жесткое подключение означает отсутствие каких-либо муфт и межосевого дифференциала. В данном случае автомобиль при подключенном полном приводе может передвигаться только на рыхлых грунтах, избегая твердого покрытия. Далее, крутящий момент передается при помощи двух карданных валов на передний и задний мосты. На переднем мосту установлены шарниры равных угловых скоростей, что обеспечивает максимальную плавность хода. Такая схема трансмиссии была универсальной очень долгое время. На её базе было выпущено множество внедорожников по всему миру начиная от ГАЗ-67 и заканчивая Toyota Land Cruiser первого поколения. Военная простота и надежность подключаемого полного привода в сочетании с хорошей развесовкой по осям, делали автомобиль незаменимым в полевых условиях. Такая компоновка определила развитие
внедорожников на долгие десятилетия.


Следует отметить, что серийный выпуск легких внедорожников был налажен не только в США. К началу войны в Японии в серийное производство пошел легкий внедорожник Kurogane type 95. Автомобиль предназначался для военной разведки и транспортировки командного состава. В отличие от американских внедорожников, Kurogane имел передовую и в чем-то уникальную конструкцию. Основой автомобиля была икс-образная рама, на которую через рессоры крепился неразрезной задний мост. Передний мост был с независимой подвеской на поперечных рычагах, что для конца 30-х было очень передовым решением. Силовым агрегатом изначально был двухцилиндровый мотоциклетный двигатель с воздушным охлаждением и мощностью всего 32 л.с. Позднее двигатель был заменен на более совершенный, объемом 1,4 л. Коробка передач – четырехступенчатая с понижающим рядом в раздаточной коробке. Для удешевления конструкции на полуоси передних колес устанавливались карданные крестовины. Автомобиль производился компанией Tokyu Kurogane Industries, которая специализировалась на разработке и производстве военной техники. До наших дней компания не дожила, она была поглощена концерном Nissan в 1962 году. Автомобиль отличался высокой надежностью и потрясающе низким расходом топлива: всего 4 л на 100 км пути. За эти качества трофейные японские внедорожники очень высоко ценили как в советской, так и в американской армии.


С наступлением мирного времени в дело вступили законы экономики. Военные внедорожники со своим спартанским интерьером постепенно стали уступать место более комфортабельным моделям. Так, уже к началу 70-х на многих внедорожниках стали появляться цельнометаллические кузова вместо брезентовых тентов, устанавливались такие атрибуты комфорта как сидения с регулировками, мягкая обивка салона, отопители, омыватели стекол и фар. Внедорожники перестали быть олицетворением грубой военной утилитарности и стали символом финансового достатка и успеха, поскольку их стоимость была недешевой. Механическая трансмиссия также перестала безраздельно занимать пространство под рамой. На её место стали устанавливать классические надежные гидротрансформаторные коробки передач, которые работали ничуть не хуже в паре с раздаточными коробками. Многие производители предлагали широкую моторную гамму, включая турбинные и атмосферные дизельные двигатели. Постепенно, мир стал охватывать внедорожный бум. Внедорожник стал символом престижа и достатка. Практически каждый мировой автопроизводитель имел подразделение по выпуску внедорожников. В середине 80-х в свет вышла целая плеяда комфортабельных внедорожников: Opel Frontera, Mitsubishi Pajero, Nissan Patrol, Toyota Land Cruiser, Land Rover, Suzuki Vitara, Gelandewagen, - это далеко не полный список внедорожников, пользующихся феноменальной популярностью.


Характерными чертами для внедорожника остались жесткая рама, неразрезная балка заднего моста и наличие понижающего ряда в трансмиссии. Передняя подвеска стала независимой в угоду комфорту и в ущерб внедорожным качествам.
Кроме классических внедорожников и созданных на их базе полноприводных микроавтобусов, на рынке возникло другое направление: полноприводные легковые автомобили с несущим кузовом. Один из ярких примеров: ВАЗ 2121 «Нива». Внедорожник с несущим кузовом и классической компоновкой трансмиссии, но уже с постоянным полным приводом и межосевым дифференциалом. Несмотря на инновационный дизайн, компоновка осталась классической: продольное расположение двигателя, коробка передач, совмещенная с раздаточной коробкой и двумя карданами.
Другая ветвь полноприводных легковых автомобилей развивалась несколько иным образом. Многие модели Subaru, Honda, Toyota имели постоянный полный привод. Благодаря оппозитному двигателю, компоновка трансмиссии была в передней части автомобиля. К редуктору заднего моста шел только один кардан. Аналогичная компоновка была и у полноприводных автомобилей Toyota. Поперечное расположение двигателя, сбоку – коробка передач, от которой идут полуоси к шарнирам передних колес. Межосевой дифференциал и раздаточная коробка были объединены в один агрегат. В результате, к балке заднего моста или к редуктору идет только один карданный вал. Подобная схема трансмиссии с поперечным расположением двигателя, плотной компоновкой раздаточной коробки и межосевого дифференциала с вакуумным приводом блокировки получила очень широкое распространение на моделях Honda, Toyota, Audi, Volkswagen и многих других. Такой тип трансмиссии обозначается как Full Time 4WD.


К середине 90-х годов сформировался новый класс автомобилей – SUV (Sport Utility Vehicle), также известных как кроссоверы. Их характерная особенность: вместительный несущий кузов и полный привод. Oдин из родоначальников класса SUV – Toyota RAV4. Характерные отличия от других типов трансмиссии – это поперечное расположение двигателя, переднее расположение раздаточной коробки, один карданный вал, полностью независимая подвеска, несущий кузов универсальной компоновки и постоянный полный привод без регулировки крутящего момента. В незаблокированном положении распределение крутящего момента по осям осуществляется при помощи межосевого дифференциала. Более современные автомобили имеют в своем составе вискомуфту. Принцип ее работы предельно прост. Вискомуфта состоит из ведущей и ведомой турбины, пространство между которыми заполнено вязкостной жидкостью. Вискомуфта устанавливается перед задним редуктором. Как только автомобиль начинает буксовать, электроника подключает вискомуфту, которая через жидкость передает крутящий момент на ведомую турбину и на редуктор заднего моста. Главный недостаток вискомуфты – боязнь перегрева. Поэтому, на автомобилях, с таким устройством трансмиссии разрешается буксовать не более 15 минут и двигаться по бездорожью не более 30 минут. После чего следует дать остыть агрегатам в течение получаса.


Инженеры Honda Motors при конструировании полного привода пошли несколько иным путем. В редукторе заднего моста расположена система двойного масляного насоса, называемая DPS (Dual Pump System). Привод одного насоса механически связан с карданным валом, привод второго – с задними колесами. При пробуксовке передних колес практически мгновенно включается насос, давление в системе возрастает, в результате чего сжимается многодисковая муфта и на задние колеса поступает крутящий момент. Система устанавливается на автомобили Honda CR-V, Ноnda HR-V и другие модели.


Говоря о японских автопроизводителях, нельзя не затронуть поистине инновационный способ передачи крутящего момента. Речь идет о системе E-WD, реализованном в автомобилях Mazda. Крутящий момент а переднюю ось поступает от двигателя. А вот на задней оси установлен тяговый электромотор, который включается при пробуксовке колес на передней оси. Мотор питается от штатной электросети и служит вспомогательным агрегатом. Такая система полного привода была внедрена сравнительно недавно, но уже вполне успешно зарекомендовала себя на микролитражках.


Европейские автопроизводители полноприводных кроссоверов пошли в сторону экономии топлива, поскольку постоянный полный привод обуславливает его повышенный расход (до 30%). Полный привод Quattro у Audi, 4-Motion у Volkswagen, AWD у Volvo работает по одинаковому принципу. В основе полноприводной трансмиссии лежит муфта Haldex с электронным управлением. Механизм представляет собой многодисковое фрикционное сцепление, управляемое электроникой. В отличие от системы DPS Honda, Haldex работает не только при пробуксовке, но и на многих других режимах, обеспечивая автомобилю трогание с места без пробуксовки, а также динамику при разгоне. Как это работает? Электроника при помощи датчиков отслеживает частоту вращения колес. При обычном режиме крутящий момент от двигателя поступает на переднюю ось. При разгоне или при пробуксовке управляющая электронная система анализирует данные о скорости вращения колес и дает команду на открытие клапана в муфте. После открытия клапана из насоса поступает жидкость и сдавливает фрикционные диски, подключая задний мост. Такое управление трансмиссией позволяет автомобилю уверенно двигаться по легкому бездорожью, а также устойчиво двигаться по трассе с максимально эффективной реализацией крутящего момента.


Итак, мы рассмотрели все основные системы полного привода, начиная от классических внедорожников и заканчивая электронными системами современных кроссоверов. Но, прогресс не стоит на месте и ближайшее будущее уже не за горами.

Добавить комментарий

Ограниченный HTML

  • Допустимые HTML-теги: <a href hreflang> <em> <strong> <cite> <blockquote cite> <code> <ul type> <ol start type> <li> <dl> <dt> <dd> <h2 id> <h3 id> <h4 id> <h5 id> <h6 id>
  • Строки и абзацы переносятся автоматически.
  • Адреса веб-страниц и email-адреса преобразовываются в ссылки автоматически.
Друзья, мы рады вашим комментариям! Соблюдайте наши правила и оставайтесь всегда вежливыми.
Изображения
Максимум 10 файлов.
Ограничение 50 МБ.
Допустимые типы: png gif jpg jpeg.
Изображения более 800x600 пикселей будут отмаcштабированы.