Полный привод. Зачем делить крутящий момент?
Полный привод - зачем делить крутящий момент между мостами? Прежде всего в этом случае обеспечивается наиболее эффективное использование мощности двигателя при любом режиме движения, улучшается управляемость, особенно на скользких покрытиях.
До середины 60-х годов автомобили с приводом на четыре колеса предназначались только для специальных целей: для движения по бездорожью, для строительных и сельскохозяйственных работ и других особых потребностей. Как правило, за редким исключением большинство таких машин, представляли собой модификации обычных автомобилей, но с колесной формулой 4х4. Это вынуждало конструкторов встраивать приводы к переднему мосту в существующую схему трансмиссии. Автомобили со всеми ведущими колесами были расчитаны на управление ими специально обученными водителями, знающими какой рычаг, в каких обстоятельствах повернуть. Считалось нормальным, когда неправильная последовательность действий водителя или невыполнение им определенных операций приводила к поломке трансмиссии.
Все кординально изменилось к 80-м годам. К тому времени уровень жизни населения большинства западных стран существенно повысился и у людей появилось больше свободного времени. Возрос спрос на товары, предназначенные для активного отдыха, появились новые внедорожники, расчитанные на непрофессионалов. К чести конструкторов, они разработали оригинальные трансмиссии с облегченным включением переднего моста и понижающего ряда в раздаточной коробке, исключив поломки агрегатов при ошибке водителя.
Шасси современного полноприводного автомобиля.
Зачем делить крутящий момент между мостами? При отсутствии межосевого разделения мощности (межосевого дифференциала или отключающего механизма) необходимо отключить передний мост, чтобы стало возможно вращение передних и задних колес с разными угловыми скоростями. По условиям движения требуеться, чтобы колеса как переднего и заднего мостов, так и колеса одного моста могли вращаться с разной частотой и проходить различные пути.
На изменение пути колес влияют различные факторы: скольжение шин, их углы увода, давление воздуха, нагрузка на колеса, кинематика подвески. При этом очевидно, что соотнощение между путями, проходимыми колесами переднего и заднего мостов, также меняется во время движения. Это обстоятельство исключает возможность применения разных передаточных чисел в главных передачах мостов для компенсации разности проходимых путей.
Колеса разных осей автомобилей, кинематически жестко связанные одно с другим , имеют при вращении одинаковые угловые скорости. К примеру, у амфибии, плывущей по воде за счет вращения колес, все колеса крутятся с одинаковой угловой скоростью. Иное дело на твердой поверхности дороги. В этом случае при движении автомобиля с приводом на все колеса (при отсутствии или блокировки межосевых дифференциалив) могут возникнуть условия, при которых колеса разных осей будут стараться двигаться с разными линейными скоростями, а жесткая механическая связь между ними станет преградой для достижения этого.
Геометрия поворота автомобиля с колесной формулой 4х4.
При прямолинейном движении описанное явление может быть вызвано, например, разностью радиусов качения связанных между собой колес. Качение колес вэтом случае должно сопровождаться относительным перемещением точек площадки контакта шины по поверхности дороги (со скольжением или буксованием)
Подобное же возможно при одинаковых радиусах качения, но при движении по дороге с неровной поверхностью или на повороте. Возникающее в этих условиях скольжение или буксование шин сопровождается увеличенным их износом, износом механизмов трансмиссии и непроизводительной затратой энергии двигателя на движение автомобиля.
Для того чтобы колеса катились без вредных сопровождающих явлений в трансмиссии, кроме дифференциалов межколесных устанавливают дифференцислы межосевые.
Когда большая свобода мешает. У внедорожника с дифференциалом между мостами сателлиты постоянно находятся в движении, перераспределяя крутящий момент между передними и задними ведущими осями. Казалось бы, все хорошо. Однако, мощный автомобиль может лишиться подвижности в тот момент, когда колеса одного из мостов потеряют сцепление с дорогой и начнут буксовать. В такой ситуации дифференциал обычного типа будет не в состоянии передать требуемую для движения величину крутящего момента задних колес, опирающихся на твердый грунт. Вот почему лишнюю свободу сателлитов приходится ограничивать.
Принудительно блокируемый межосевой дифференциал автомобиля "Нива" ВАЗ 2121.
С целью повышения проходимости на внедорожниках устанавливают межосевые дифференциалы с принудительной блокировкой. Примером такого решения может служить наша "Нива" ВАЗ 2121, оснащенная раздаточной коробкой с принудительно блокируемым межосевым дыфференциалом. Блокировкой пользуется водитель автомобиля для преодоления труднопроходимого участка дороги. При возвращении на шоссе межосевой дифференциал необходимо разблокировать.
Подобные по принципу действия устройства сейчас не редкость, в то время как привод блокируемого дифференциала постоянно совершенствуется. В современных узлах блокировка наступает под действием пневматики, гидравлики, при этом с водителя снимается все больше хлопот. На современных полноприводных автомобилях вместо или совместно с межосевым дифференциалом, применяются вискомуфты, более современные муфты "GeroDisc" и
муфты "Haldex".