Полный привод внедорожника
С момента создания автомобиля человек думал как приспособить его для передвижения не только по дорогам, но и без дорог. А для этого необходимо, чтобы все колеса автомобиля могли "грести". Выражаясь техническим языком, автомобиль должен иметь полный привод на все колеса. Полный привод - когда крутящий момент создаваемый двигателем, передается на все колеса. Все техническое, создается человеком по образу и подобию идеи естественного. Вот и первый внедорожник в эволюции человека можно считать просто лошадь, это и сегодня идеальное средство передвижения вне дорог.
Первый внедорожник служащий человеку с древних времен.
Как утверждают американские автомобильные историки, изобретателем первых полноприводных машин в Америке (да и в мире), является Чарльз Котта, который в 1901 году в городе Ланарк штат Иллинойс построил Cottamobile B Lanark, автомобиль с паровым двигателем и цепным приводом на все колеса. Однако машина была несовершенна, сложна и настолько авангардна, что организовать ее серийное производство так и не удалось.
С самого начала полным приводом обеспечивали автомобили специально предназначенные для передвижения вне дорог. Они имели увеличенный дорожный просвет, короткую колесную базу и другие атрибуты, обеспечивающие повышенную проходимость. Такой вид внедорожных машин назвали вездеходами, способными передвигаться и по дорогам и вне их, тем самым обеспечивая удобство и комфорт для человека. Таким образом родилась простая и надежная схема полного привода, когда на дороге используется только привод на одну ось автомобиля, а вне дороги или при необходимости включается и привод другой оси.
Один из первых полноприводных автомобилей, Spyker 4WD (1902-1907)
Такая схема впоследствии получила название "подключаемый полный привод". Вскоре автоконструкторы поняли, что полный привод нужен автомобилю не только для бездорожья, но и для обеспечения автомобилю большей устойчивости и управляемости на дороге, так как он позволяет наиболее эффективо использовать мощность двигателя при любом режиме движения, передавая крутящий момент на все ведущие колеса. Такая схема полного привода получила название - "постоянный полный привод". Рассмотрим эти схемы.
Подключаемый полный привод "Part-Time" - когда при нормальной эксплуатации автомобиля, крутящий момент от двигателя передается на одну ось, а при необходимости подключается другая ось. Подключение второй оси производится за счет технического устройства, делящее крутящий момент на две составляющие, для одной и другой оси автомобиля. Изначально это - раздаточная коробка. При такой схеме подключения, оси автомобиля становятся жестко связаны между собой и вращаются с одинаковой скоростью, что при непрямолинейном движении создает негативные нагрузки в трансмиссии. В связи с этим, этот режим движения имеет некоторые ограничения: такой полный привод можно использовать только на покрытиях допускающих проскальзывание колес (грязь, снег, песок и т.д). При жесткой связи ведущих осей автомобиля, при движении, между ними возникает циркуляция мощности, что является вредным явлением, дополнительно нагружающей механизмы трансмиссии и шин, вызывая их повышенный износ. Это явление негативно влияет и на двигатель, увеличивает расход топлива. Таким образом, при такой схеме полного привода, его желательно подключать только при необходимости, при преодолении трудных участков дороги.
Подключаемый полный привод применялся изначально на создаваемых внедорожных машинах, и являлся основным. Примером может быть применение такого привода на известном военном внедорожнике Второй мировой войны Willys MB, покорившем своими внедорожными способностями весь мир. Схему его полного привода можно считать классической. Аналогичная схема использовалась и на наших военных джипах: ГАЗ 67 , ГАЗ 69 и др, да и сегодня с успехом используется на всех автомобилях семейства УАЗ.
Подключаемый полный привод Jeep Wrangler Rubicon.
Постоянный полный привод "Full-Time" - когда крутящий момент от двигателя распределяется на все оси постоянно, делая их ведущими. Такая схема требует обязательного присутствия в системе межосевого дифференциала, перераспределяющего крутящий момент между осями ведущих колес в зависимости от нагрузки. На внедорожниках межосевые дифференциалы снабжают принудительной блокировкой, позволяющей блокировать его при необходимости, для улучшения проходимости. На современных автомобилях межосевые дифференциалы могут оснащаться автоматическими блокировками с электронным управлением, позволяющее динамически менять соотношение передаваемого момента между осями. Как правило это используется в системах динамической стабилизации для уверенного движения автомобиля по дороге.
Система постоянного полного привода BMW.
Некоторые внедорожники снабжаются раздаточными коробками, включающие в себя межосевые дифференциалы, которые позволяют поддерживать как режим постоянного полного привода, так и режим подключаемого полного привода, то есть имеют дифференциал, блокировку дифференциала и возможность полного отключения одной оси. Такая схема является наиболее предпочтительней для многоцелевого внедорожника. Примером может служить раздаточная коробка NP 242 "Selec-Trac", которой снабжается Jeep Grand Cherokee, Dodge Dakota, Hummer и др. Дифференциал раздатки делит крутящий момент
между передней и задней осью в пропорции 48/52 %.
Разрез раздаточной коробки NP242 "Full-Time", Jeep Grand Cherokee.
Современные полноприводные автомобили имеют большое разнообразие схем трансмиссий, однако их можно разделить на три основные группы.
Первая "Part-Time"(а) - полный привод подключаемый водителем. В такой схеме обязательно присутствует раздаточная коробра в большинстве конструкций не имеющая межосевого дифференциала. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент идущий от двигателя между осями (мостами). Такая схема полного привода применяется на автомобилях: УАЗ, Jeep Wrangler, Ford Excursion, Great Wall Hover, Nissan Patrol, Toyota Land Cruiser (базовая кампл.) и др...
Вторая "On demand"(б) - полный привод подключаемый автоматически. В такой трансмиссии постоянно ведущими являются передние или задние колеса, а между осями вместо дифференциала установлена фрикционная муфта с электронным управлением или вискомуфта. Вискомуфта (вязкостная муфта) служит для передачи крутящего момента ко второй неведущей оси автомобиля, за счет вязкостного трения между кремнеорганической жидкостью и фрикционными дисками корпуса муфты. Вискомуфта может устанавливаться между осями или непосредственно встраиваться к корпус моста оси. Такая схема полного привода используется на следующих автомобилях: BMW X5, Nissan Murano, Lexus RX450h, VW Tiguan, Honda CRV и др...
Третия "Full-Time" (в) - постоянный полный привод. Автомобиль с такой трансмиссией обязательно имеет раздатку с межосевым дифференциалом, возможность его блокирования и отключения при необходимости одного моста, самый лучший и самый дорогой вариант. Такая схема полного привода применяется на серьезных внедорожниках: VW Touareg, Toyota Land Cruiser, Mercedes G, Jeep Grand Cherokee WJ, Mitsubishi Pajero, Lada Niva и др...
Основная масса современных внедорожников выпускаются в вариантах "Part-Timt" и "On demand", реже "Full-Time". Надо отметить что вождение автомобилей с вариантами "Part-Time" и "Full-Time" требует специальных навыков его управления при движении по дорогам и бездорожью, связанных с выбором режимов переключения полного привода и вариантов вождения.
В последнее десятилетие на рынке внедорожной техники произошло много изменений, связанных с ростом спроса на полноприводные автомобили. Производители стараются сделать эти автомобили дешевле и доступнее для потребителя, внедряя в них все больше и больше технических новшеств, увеличивающих их безопасность и надежность. Эти новшества упрощают задачу водителя внедорожника в выборе режимов движения на полном приводе, система делает это сама. Правда такие автомобили трудно уже называть внедорожниками, так как они для этого не предназначены, но мода есть мода, и их выпуск растет с каждым годом. Среди технических новшеств есть и ценные для бездорожья мудрости, действительно улучшающие внедорожные качества автомобилей но это, уже отдельная тема ...