Повнопривідні автомобілі

5.6.1 Повноприводні автомобілі

Передача тяги двигуна не на два, а на чотири колеса (якщо автомобіль двовісний) завжди була найкращим способом реалізації всієї потужності та крутного моменту двигуна. До поліпшеної прохідності також додається покращена керованість.

Є кілька способів передачі крутного моменту від двигуна через коробку передач на другу вісь. Один із них — це встановлення роздавальної коробки (принцип дії якої ми вже розглядали вище). Також є схеми без використання такого агрегату, як роздавальна коробка, правильніше кажучи, без того, в якому вигляді ми його уявляємо.

Малюнок 5.40 Найбільш популярні схеми повноприводних автомобілів з різними механізмами блокування.

Примітка
Варто відразу розділити всі повноприводні автомобілі на дві сім’ї: з постійним повним приводом і з повним приводом, що підключається.

Нижче розглянемо схеми повного привода легкових автомобілів, представлені на малюнку 5.40.

5.6.1.a Схема перша

Схема перша: поздовжньо розташований двигун, після нього коробка передач, за якою розташована роздавальна коробка.

Від роздавальної коробки карданні передачі передають тягу на задній і передній ведучі мости. У роздавальній коробці встановлений диференціал. Він може бути симетричним і несиметричним, а також таким, що блокується і не блокується. Блокування може здійснюватися за допомогою віскомуфти. Крім того, може бути встановлений диференціал.

Примітка
Симетричним називають диференціал, який розподіляє (ділить) тягу від двигуна між осями автомобіля порівну (50:50).
Несиметричним називається диференціал, який розподіляє (ділить) тягу від двигуна між осями автомобіля нерівномірно (наприклад, 40:60).

5.6.1.b Схема друга

Схема друга: постійний повний привод без роздавальної коробки. Найкраще рішення світові представила фірма Audi. У коробці передач встановлений диференціал підвищеного тертя Torsen, який за нормальних умов роботи ділить тягу від двигуна між передньою і задньою осями автомобіля навпіл. Варто лише одній з осей почати буксувати, крутний момент миттєво почне перенаправлятися до осі, колеса якої мають краще зчеплення з дорогою (знаходяться в кращих зчіпних умовах).

Примітка
Torsen (Torque Sensing) — диференціал підвищеного тертя, що дозволяє виключно механічним способом перенаправляти крутний момент на ту чи іншу вісь/колесо, залежно від умов роботи. Може бути симетричним і несиметричним.

5.6.1.c Схема третя

Схема третя: двигун може розташовуватися поздовжньо або поперечно, постійно приводяться, в основному, передні колеса, а задні підключаються через віскомуфту або через муфту з електронним керуванням під назвою Haldex. Це одна з найпопулярніших схем повного привода, яка використовується практично у всіх автомобілях класу SUV (в побуті — «паркетник» або «кросовер»).

Малюнок 5.41 Torsen у головній передачі.

Примітка
В’язкісна муфта (віскомуфта) — це спеціальний механічний пристрій, який може передавати крутний момент за допомогою в’язкої рідини. Складається цей механізм із безлічі круглих пластин, що мають виступи й отвори. Ці пластини розташовані дуже близько одна до одної в герметичному корпусі. У муфті є два типи пластин: пластини одного типу з’єднані з ведучим валом, іншого — з веденим. Пластини різних типів розташовані таким чином, що чергуються одна з одною і обертаються навколо однієї й тієї самої осі. Корпус заповнений спеціальною рідиною (її називають ділатантною). Коли два типи пластин обертаються з однаковою частотою, частинки рідини майже не перемішуються і в’язкість рідини невелика, в такому разі через муфту передається деякий обертальний момент. Коли один із валів починає обертатися швидше (або повільніше), ніж інший, рідина починає перемішуватися і в’язкість рідини через свої особливі властивості починає зростати.
Рідина може стати майже твердою, що призведе практично до склеювання пластин. У результаті муфта може передавати більший крутний момент від одного типу пластин до іншого.

Малюнок 5.42 Будова віскомуфти.

На цей час кожен із виробників створює системи повного привода такими, які вважає найбільш придатними для тієї чи іншої моделі.

Нижче представлені кілька схем, що застосовуються на деяких популярних автомобілях класу SUV.

5.6.2 BMW X1

Поздовжньо розташований двигун із коробкою передач, за коробкою — роздавальна коробка з ланцюговим приводом (встановлений ланцюг Морзе), від роздавальної коробки виведена карданна передача на задню вісь, де встановлений звичайний симетричний диференціал. На передню вісь тяга від двигуна передається через багатодискову муфту з електронним керуванням. Так, у звичайних умовах автомобіль є задньоприводним, а щойно виникає потреба в передньому мосту, електроніка «дає команду», диски муфти починають замикатися і тяга передається на передню вісь.

5.6.3 Mini Countryman

Двигун встановлений поперечно, при нормальних умовах автомобіль є передньоприводним. Від коробки передач через пару шестерень (її умовно можна назвати роздавальним механізмом) тяга передається на задню вісь, але безпосередньо перед задньою головною передачею встановлена віскомуфта. Щойно виникає пробуксовка коліс передньої осі, муфта починає частину крутного моменту від двигуна передавати на задні колеса. Коли потреби в тязі на задніх колесах немає, диски муфти розмикаються і автомобіль знову стає передньоприводним.

5.6.4 Nissan Juke

Яскравий приклад нестандартного підходу у вирішенні проблеми. Як і в описаному вище прикладі (схема третя), двигун встановлений поперечно, на задню вісь передається тяга від двигуна через карданну передачу, проте в задньому мосту диференціала немає! Замість нього — дві багатодискові муфти з обох боків головної передачі, які керуються електронікою. Використовуючи дві муфти, інженери домоглися імітації повного блокування диференціала, роботи вільного симетричного диференціала або повного відключення заднього моста в разі відсутності в ньому потреби.

5.6.5 Subaru Forester

Фірма Subaru «повноприводна до мозку кісток». В її модельному ряду геть відсутні автомобілі з приводом на одну вісь. Причому, до недавнього часу розробники трансмісії Subaru віддавали перевагу диференціалу підвищеного тертя Torsen, про який було сказано вище. Тепер все інакше: поздовжньо розташований силовий агрегат, після нього — роздавальна коробка, від неї — карданна передача назад і карданна передача вперед, тяга приводиться через симетричний диференціал, який може бути заблокований за допомогою багатодискової муфти з електронним керуванням.