На автомобилях часто можно встретить маркировку AWD и 4WD . Мы знаем, что это тип полного привода, но в чем разница между ними и какой тип предпочесть при покупке автомобиля.

All-wheel-drive (AWD) и four-wheel-drive (4WD) системы становятся популярными не только на вне дорожниках и паркетниках, но и на обычных седанах.

Несколько лет назад словосочетание «полный привод» говорило о том, что все четыре колеса имеют привод от двигателя, и это способствовало хорошей проходимости по снегу, песку или грязи. Что особенно было актуально для нашей страны, где нет дорог, а присутствуют только направления. Сегодня это словосочетание не столь просто, как было раньше.

В настоящее время стали популярны три системы:

• full-time 4WD
• part-time 4WD

Хотя каждая система имеет собственные достоинства, они все предоставляют улучшенную управляемость на скользкой поверхности и в условиях бездорожья, но так же они увеличивают расход топлива, усложняют ходовую часть и увеличивают стоимость прохождения технического обслуживания. Рассмотрим каждую из трех систем ниже.

Part-Time 4WD

Это самая простая, но в тоже самое время и надежная система, которая предоставляет возможность выбора способа привода автомобиля, посредством раздаточной коробки, в зависимости от дорожной ситуации.
Обычно она включает в себя:

• 4WD High
• 4WD Low (пониженная)

Главный недостаток такой системы в том, что нельзя использовать 4WD на сухом асфальте, так как это может привести к повреждениям механизма. Так что основное время приходится использовать 2WD, а когда возникает какая либо неприятность, то подключать 4WD. Это в свою очередь может вызвать небольшие трудности у водителя из-за конструктивных особенностей автомобиля.

В новых моделях, водитель может переключаться между режимами 2WD в 4WD High во время движения, но он должен снизить скорость до минимума или полностью остановится, если захочет включить 4WD Low. 4WD Low-режим обычно используется в экстремальных ситуациях, на песке или глубоком снегу. Система Part-time 4WD лучше всего для тех, кто не является фанатом бездорожья и пользуется своим автомобилем главным образом в городе и который нуждается в 4WD периодически, когда идет снег или же решил съездить в лес на пикник.

Из-за неудобства Рart-time 4WD, его сейчас используют на пикапах, или внедорожниках, специально ориентированных, таких как: Jeep Wrangler, Nissan Xterra, Toyota 4Runner или FJ Cruiser.

Full-Time 4WD

В отличии от Part-time 4WD, система Full-time 4WD используется не смотря на дорожные условия и ее название говорит само за себя —постоянный полный привод . Она имеет ряд преимуществ перед предыдущей системой, например у нее нет строго разграничения от типа дорожной поверхности. Она идеальна для тех, кому часто приходится ездить по скользким или сыпучим поверхностям. Такую же систему ставят на псевдо-спортивные автомобили, для лучшей динамики разгона, управляемости. Но такая система обязательна должна быть снабжена дополнительными блокировками, вроде меж-колесного и меж-осевого дифференциалов. Согласитесь, нас будет слабо утешать тот факт, что машина 4WD, а мы застряли на ровном льду так, что колеса вращаются по диагонали.

All-Wheel Drive

All-wheel drive (AWD) похожа на Full-time 4WD тем, что вам нет необходимости выбирать режим привода в зависимости от дорожной ситуации. За вас это делает бортовой компьютер, который сам анализирует дорожную обстановку в зависимости от угловых скоростей каждого колеса. Автомобиль использует 2WD пока какое либо из колес не начнет проскальзывать. Если это произошло, то подключается полный привод. Дальше бортовой компьютер сам определяет, на какую ось передать больше-меньше крутящего момента от двигателя. Возможным недостатком этой схемы является необходимость почувствовать момент подключения полного привода, чтоб вас не занесло. Ко всему необходимо привыкать и приноравливаться.

Состоявшийся осенью 2001 года выпуск Volvo S60 AWD ознаменовал собой появление на рынке нового поколения полноприводных автомобилей Volvo.

Принципиальная разница между этой и прежними системами заключается в том, что вискомуфта была заменена гидромуфтой с исключительно быстрым откликом.

Преимущества системы полного привода (AWD)

Выпускаемые сегодня автомобили Volvo в основном функционируют как переднеприводные. Это обеспечивает превосходную ездовую устойчивость, особенно на высоких скоростях. Давление двигателя на передние колеса улучшает их сцепление на рыхлом снегу или песке.

Однако при перераспределении веса на задние колеса желательно также подавать мощность на задние колеса. Это существенно, например, при трогании с места на подъеме и/или буксировке прицепа. В этих условиях оптимальным решением является полный привод.

Мощный двигатель используется лучше всего в сочетании с полным приводом. Такая конфигурация обеспечивает наилучший разгон на всех поверхностях, включая сухой асфальт.

Система полного привода компании Volvo - AWD - является полностью автоматической. Водитель может не думать о том, какие колеса имеют наилучшее сцепление с дорогой - за него думает система AWD.

Автоматическое распределение мощности

Распределение мощности между передними и задними колесами в моделях Volvo с AWD меняется в зависимости от вашего стиля вождения и внешних условий.

Система адаптируется к состоянию поверхности посредством такого разделения мощности, которое постоянно обеспечивает оптимальное сцепление с дорогой и движение автомобиля, особенно на скользких поверхностях. Этот процесс осуществляется полностью автоматически, незаметно для водителя.

Распределение мощности между левым и правым колесами каждой оси контролируется бесступенчато с помощью системы контроля тяги (TRACS).

Гидромуфта

Гидромуфта с электронным управлением, установленная между передними и задними колесами - ключевой компонент системы автоматического управления AWD.

Гидромуфта, прикрепленная к корпусу главной передачи задней оси, "ощущает" скорости вращения входного и выходного валов. Если эти скорости различаются, например, при пробуксовке передних колес, муфта активируется и направляет мощность к задним колесам.

Перераспределение мощности осуществляется очень быстро.

Прежде чем пробуксовывающее колесо повернется на четверть оборота, весь крутящий момент будет передан на колесо (или колеса), сохраняющее сцепление с дорогой.

AWD в повседневных ситуациях

Система полного привода AWD пригодится не только в трудных дорожных условиях, но и при ежедневной эксплуатации автомобиля.

Трогание с места и ускорение

Мощность распределяется в определенном соотношении между передними и задними колесами, а также между разными колесами каждой пары в зависимости от трения между шиной и дорогой. Это соотношение меняется бесступенчато от 100-0% (полностью передний привод) до 0-100% (полностью задний привод).

Система AWD оптимально использует мощность двигателя для продвижения автомобиля вперед, что обеспечивает наилучшую тягу и разгон.

Обычное движение с постоянной скоростью

При движении с постоянной скоростью практически вся мощность подается на передние колеса, что повышает топливную экономичность. При высоких скоростях подаваемый на задние колеса небольшой крутящий момент также повышает курсовую устойчивость.

Поворот

Тяговая мощность распределяется в подходящем соотношении между передними и задними колесами в зависимости от трения между шиной и дорогой. На разных стадиях поворота мощность распределяется по-разному:

При входе в поворот передние колеса получают больше мощности, что обеспечивает быстрый отклик на вращение рулевого колеса.

В середине поворота мощность распределяется между передними и задними колесами более равномерно. Это делает управляемость автомобиля более нейтральной.

При выходе из поворота мощность, подаваемая на передние колеса, увеличивается, обеспечивая некоторую недостаточную поворачиваемость и превосходную курсовую устойчивость. Этот эффект выражен тем сильнее, чем активнее водитель разгоняет автомобиль во время поворота.

Это позволяет пройти поворот быстрее с сохранением курсовой устойчивости и безопасности. Система настраивается на заводе для каждой модели Volvo, чтобы подчеркнуть ее индивидуальный характер.

Трогание с места на рыхлом снегу или песке

Мощность мгновенно перераспределяется к задней оси таким образом, что она получает примерно такой же крутящий момент, как и передняя. Это значительно улучшает способность автомобиля двигаться на рыхлом снегу или песке и уменьшает вероятность "закапывания" передних колес, например, при трогании с места.

Движение на скользких поверхностях

Система AWD обменивается данными с системой стабилизации DSTC (если она установлена). Это взаимодействие гарантирует использование функции DSTC без ограничений.

Мощность двигателя уменьшается при появлении малейших признаков пробуксовки какого-то колеса, благодаря чему все колеса сохраняют оптимальное сцепление.

Торможение

Когда водитель отпускает газ и нажимает на тормоз, подаваемая на задние колеса мощность уменьшается практически до нуля, что повышает тормозное усилие и поперечную устойчивость.

Буксировка

При выключении двигателя гидромуфта полностью размыкается. Это позволяет буксировать автомобиль с одной поднятой парой колес. Зажигание можно перевести в положение "1" для включения фонарей.

Парковка

При маневрировании с низкой скоростью в ограниченном пространстве подаваемая на задние колеса мощность уменьшается почти до нуля, что облегчает руление и снижает вероятность того, что двигатель заглохнет.

Прокол шины

Программа блока управления гидромуфтой постоянно сравнивает диаметры четырех колес. Она обнаруживает замену одной из шин на шину слегка отличающегося типоразмера. В этом случае система компенсирует различие и позволяет сохранить полный привод.

Основные компоненты системы полного привода

Автомобиль оснащается следующими компонентами для передачи мощности двигателя на четыре колеса:

• Раздаточной коробкой, направляющей мощность к передним и задним колесам;
• Передним межколесным дифференциалом, который позволяет им вращаться с разными скоростями, например, в повороте, когда внутреннее и наружное колеса проходят разные расстояния;
• Задним межколесным дифференциалом;
• Механизмом блокировки дифференциала, обеспечивающим при пробуксовке подачу мощности на оба колеса одной и той же оси. Во всех системах полного привода компании Volvo эту функцию выполняет гидромуфта.

Отныне покупатель любой из моделей Volvo имеет возможность выбрать полноприводный автомобиль и ощутить все достоинства интеллектуального полного привода AWD.

Самое серьезное заблуждение заключается в том, что многие до сих пор считают, что правильный полный привод должен быть обязательно постоянным, и категорически отвергают системы автоматически подключаемого полного привода. При этом автоматически подключаемый полный привод бывает двух типов, разделяемый по характеру работы: реактивные системы (включающиеся по факту пробуксовки ведущей оси) и превентивные (в которых передача момента на обе оси активируется по сигналу от педали газа).

Я расскажу про основные варианты полноприводных трансмиссий и покажу, что за электронно-управляемыми полноприводными трансмиссиями будущее.

Все примерно представляют как устроена трансмиссия автомобиля. Она предназначена для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колёса. В трансмиссию входит сцепление, коробка передач, главная передача, дифференциал и приводные валы (кардан и полуоси). Важнейшим устройством в трансмиссии является дифференциал. Он распределяет подводимый к нему крутящий момент между приводными валами (полуосями) ведущих колёс и позволяет им вращаться с разной скоростью.

Для чего это нужно? При движении, в частности при поворотах, каждое колесо автомобиля движется по индивидуальной траектории. Следовательно все колёса автомобиля в поворотах вращаются с разной скоростью и проходят разные расстояния. Отсутствие дифференциала и жёсткая связь между колёсами одной оси приведёт к повышенной нагрузке на трансмиссию, неспособности автомобиля поворачивать, не говоря о таких мелочах, как износ шин.

Следовательно, для эксплуатации на дорогах с твёрдым покрытием любой автомобиль должен быть оснащен одним или несколькими дифференциалами. Для автомобиля с приводом на одну ось устанавливается один межколёсный дифференциал. А в случае полноприводного автомобиля необходимо уже три дифференциала. По одному на каждой оси, и одного центрального, межосевого дифференциала.

Чтобы подробнее понять принцип работы дифференциала, крайне рекомендую к просмотру документальное короткометражное кино Around the Corner снятое в 1937 году. За 70 лет в мире не смогли сделать более простое и понятное видео про работу дифференциала. Даже не обязательно знать английский язык.

Главный недостаток, а скорее особенность, работы свободного дифференциала известна всем - если на одном из ведущих колёс автомобиля будет отсутствовать сцепление (например, на льду или вывешенное на подьемнике), то автомобиль даже не сдвинется с места. Это колесо будет свободно вращаться с удвоенной скоростью, в то время как другое останется неподвижным. Таким образом, любой моноприводный автомобиль можно обездвижить если одно колёс ведущей оси потеряет сцепление с дорогой.

Если же взять полноприводный автомобиль с тремя обычными (свободными) дифференциалами, то его потенциальная способность передвигаться в пространстве может быть ограничена даже если ЛЮБОЕ из четырёх колёс потеряет сцепление с дорогой. То есть, если полноприводный автомобиль с тремя свободными дифференциалами поставить всего одним колесом на ролики/лёд/вывесить в воздухе - он не сможет сдвинуться с места.

Как сделать так, чтобы автомобиль смог передвигаться в этом случае? Очень просто - необходимо заблокировать один или несколько дифференциалов. Но мы помним, что жёсткая блокировка дифференциала (а по сути такой режим приравнивается к его отсутствию) неприменима к эксплуатации автомобиля на дорогах с твёрдым покрытием ввиду повышенных нагрузок на трансмиссию и неспособности поворачивать.

Поэтому при эксплуатации на дорогах с твёрдым покрытием необходима изменяемая степень блокировки дифференциала (речь сейчас в одновном про межосевой дифференциал) в зависимости от условий движения. А вот на бездорожье можно передвигаться хоть с полностью заблокированными всеми тремя дифференциалами.

Итак, в мире существует три основных типа решения полного привода:

Классическая полноприводная трансмиссия (в терминологии автопроизводителей обозначается как full-time) имеет три полноценных дифференциала, поэтому такой автомобиль в любых режимах движения имеет привод на все 4 колеса. Но как я уже писал выше, если хоть одно из колёс потеряет сцепление с дорогой - автомобиль потеряет способность передвигаться. Следовательно такому автомобилю обязательно нужна блокировка дифференциала (полная или частичная). Самое популярное решение, практикуемое на классических внедорожниках - механическая жесткая блокировка межосевого дифференциала с распределением момента по осям в пропорции 50:50. Это позволяет существенно повысить проходимость автомобиля, но с жестко заблокированным межосевым дифференциалом нельзя ездить по дорогам с твёрдым покрытием. Опционально внедорожные автомобили могут иметь дополнительную блокировку заднего межколёсного дифференциала.

В трансмиссии Full-time присутствует три дифференциала A,B и С. А в part-time межосевой дифференциал A отсутствует и его заменяет механизм жесткого подключения второй оси вручную.

Одновременно с этим появилось отдельное направление механически подключаемого полного привода (Part-time). У такой схемы полностью отсутствует межосевой дифференциал, а на его месте находится механизм подключения второй оси. Такая трансмиссия обычно применяется на недорогих внедорожниках и пикапах. В результате, на дорогах с твёрдым покрытием такой автомобиль может эксплуатироваться только с приводом на одну ось (обычно заднюю). А для преодоления сложных участков на бездорожье водитель вручную включает полный привод путём жесткой блокировки передней и задней оси между собой. В результате момент передаётся на обе оси, но не стоит забывать о том, что на каждой из осей продолжает оставаться свободный дифференциал. Это значит, что при диагональном вывешивании колёс, автомобиль никуда не поедет. Решить эту проблему можно только с помощью блокировки одного из межколёсных дифференциалов (в первую очередь заднего), поэтому некоторые модели внедорожников имеют самоблокирующийся дифференциал на задней оси.

И самое универсальное и популярное в настоящее время решение - автоматически подключаемый полный привод (A-AWD - Automatic all-wheel drive, часто обозначаемый просто как AWD). Конструктивно такая трансмиссия очень похожа на подключаемый полный привод (part-time), у которой отсутствует межосевой дифференциал, а для подключения второй оси используется гидравлическая или электромагнитная муфта. Степень блокировки муфты обычно управляется электроникой и существует два механизма работы: превентивный и реактивный. О них чуть ниже в подробностях.

В трансмиссии межосевой дифференциал отсутствует, из коробки передач выходит два вала, один на переднюю ось (со своим дифференциалом), другой - на заднюю, к муфте.

Важно понимать, что для максимально эффективной полноприводной трансмиссии (независимо от того, full-time это или a-awd) требуется наличие переменной блокировки межосевого дифференциала (муфты) в зависимости от дорожных условий (про межколёсные дифференциалы отдельный разговор, не в рамках этой статьи). Для этого существует несколько способов. Самые популярные из них: вязкостная муфта, шестерёнчатый самоблокирующийся дифференциал, электронное управление блокировкой.

1. Вязкостная муфта (дифференциал с такой муфтой называется VLSD - Viscous Limited-slip differential) самый простой, но при этом малоэффективный способ блокировки. Это простейшее механическое устройство, которое передаёт вращающий момент посредством вязкой жидкости. В случае, когда скорость вращения входящего и выходящего вала муфты начинает различаться, вязкость жидкости внутри муфты начинает увеличиваться вплоть до полного затвердевания. Таким образом происходит блокировка муфты и распределение крутящего момента поровну между осями. Недостатком вязкостной муфты является слишком большая инерционность в работе, это не критично на дорогах с твёрдым покрытием, но практически исключает возможность её применения для эксплуатации на бездорожье. Также существенным недостатком является ограниченный срок службы, и как следствие к пробегу в 100 тысяч километров вязкостная муфта обычео перестаёт выполнять свои функции и межосевой дифференциал становится постоянно свободным.

Вязкостные муфты в настоящее время иногда применяют для блокировки заднего межколёсного дифференциала на внедорожниках, а также в качестве блокировки межосевого дифференциала на автомобилях Subaru с механической коробкой передач. Раньше были случаи применения вязкостной муфты для подключения второй оси в системах с автоматически подключаемым полным приводом (автомобили Toyota), но от них отказались ввиду крайне низкой эффективности.

2. К шестерёнчатым самоблокирующимся дифференциалам относится известный дифференциал Torsen. Его принцип основан на свойстве червячной или косозубой передачи «заклинивать» при определённом соотношении крутящих моментов на осях. Это дорогостоящий и технически сложный механический дифференциал. Применяется на очень большом количестве полноприводных автомобилей (практически все модели Audi с полным приводом) и не имеет ограничений по использованию на дорогах с твердым покрытием или на бездорожье. Из недостатков следует иметь ввиду, что при полном отсутствии сопротивления вращению на одной из осей - дифференциал остаётся в разблокированном состоянии и автомобиль не в состоянии сдвинуться с места. Именно поэтому автомобили с дифференциалом Torsen имеют серьезную «уязвимость» - при полном отсутствии сцепления на ОБОИХ колёсах одной оси автомобиль не в состоянии сдвинуться с места. Именно этот эффект можно увидеть в этом видео . Поэтому, на новых моделях Audi в настоящее время применяется дифференциал на коронных шестернях с дополнительным пакетом фрикционов.

3. К электронному управлению блокировкой относятся как простые способы притормаживания буксующих колёс с помощью штатной тормозной системы, так и сложные электронные устройства управляющие степенью блокировки дифференциала в зависимости от дорожной обстановки. Их преимущество заключается в том, что вязкостная муфта и самоблокирующийся дифференциал Torsen являются полностью механическими устройствами, без возможности вмешательства электроники в их работу. А именно электроника способна моментально определять на каком из колёс автомобиля требуется крутящий момент и в каком количестве. Для этих целей используется комплекс электронных датчиков - датчики вращения на каждом колесе, датчик положения руля и педали газа, а также акселерометр, фиксующий продольные и поперечные ускорения автомобиля.

При этом хочу заметить, что система имитации блокировки дифференциала на основе штатной тормозной системы зачастую оказывается не настолько эффективной, чем непосредственная блокировка дифференциала. Обычно имитация блокировки с помощью тормозной системы применяется вместо межколёсной блокировки и в настоящее время применяется даже на автомобилях с приводом на одну ось. Примером электронно-управляемой блокировки межосевого дифференциала может быть полноприводная трансмиссия VTD, применяемая на автомобилях Subaru с пятиступенчатой автоматической коробкой передач, или же система DCCD, применяемая на Subaru Impreza WRX STI, а также Mitsubishi Lancer Evolition с активным центральным дифференциалом ACD. Это самые совершенные полноприводные трансмиссии в мире!

Теперь перейдём к главному предмету обсуждения - трансмиссии с автоматически подключаемым полным приводом (a-awd) . Технически наиболее простой и недорогой способ реализации полного привода. В том числе его преимущество заключается в возможности использования поперечной компоновки двигателя в моторном отсеке, но существуют варианты его применения и при продольном расположении двигателя (например, BMW xDrive). В такой трансмиссии одна из осей является ведущей и на неё в обычных условиях обычно приходится большая часть крутящего момента. Для автомобилей с поперечным расположением двигателя это передняя ось, с продольным - соответственно задняя.

Главный недостаток такого типа трансмиссии заключается в том, что колёса на подключаемой оси физически не могут вращаться быстрее, чем колёса «основной» оси. То есть для автомобилей, где муфта подключает заднюю ось пропорция распределения момента по осям колеблется в диапазоне от 0:100 (в пользу передней оси) до 50:50. В случае, когда «основная» ось задняя (например, система xDrive), часто номинальное соотношение момента по осям устанавливают с небольшим смещением в пользу задней оси, для улучшения поворачиваемости автомобиля (например, 40:60).

Всего существует два механизма работы автоматически подключаемого полного привода: реактивный и превентивный.

1. Реактивный алгоритм работы подразумевает блокировку муфты, отвечающей за передачу момента на вторую ось, по факту пробуксовки колёс на ведущей оси. Это усугублялось огромными задержками в подключении второй оси (в частности по этой причине не прижились вязкостные муфты в таком типе трансмиссии) и приводило к неоднозначному поведению автомобиля на дороге. Такая схема стала массово применятся на изначально переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя.

В поворотах работа реактивной муфты выглядит так: В нормальных условиях практически весь крутящий момент передаётся на переднюю ось, и автомобиль по сути является переднеприводным. Как только наступает разность вращения колёс на передней и задней оси (например, в случае сноса передней оси) межосевая муфта блокируется. Это приводит к внезапному появлению тяги на задней оси и недостаточная поворачиваемость сменяется избыточной. В результате подключения задней оси происходит стабилизация скоростей вращения передней и задней оси (муфта же заблокировалась) - муфта снова разблокируется и автомобиль сновится переднеприводным!

На бездорожье ситуация лучше не становится, по сути это обыкновенный переднеприводный автомобиль, на котором момент включения задней оси определяется пробуксовкой передних колёс. Именно по этой причине многие кроссоверы с таким типом привода на бездорожье совершенно не способны двигаться задним ходом. И на такой трансмиссии особенно хорошо ощущается момент подключения задней оси. При этом на дорогах с твёрдым покрытием автомобиль всегда остаётся переднеприводным.

В настоящее время такой алгоритм работы автоматически подключаемого полного привода используется редко, в частности это кроссоверы Hyundai/Kia (кроме новой системы DynaMax AWD), а также автомобили Honda (система Dual Pump 4WD). На практике такой полный привод совершенно бесполезен.

2. Муфта с превентивной блокировкой работает иначе. Её блокировка происходит не по факту пробуксовки колёс на «основной» оси, а заранее, в тот момент когда требуется тяга на всех колёсах (скорость вращения колёс вторична). То есть блокировка муфты происходит в тот момент, когда вы нажимаете на газ. Также учитываются такие вещи, как угол поворота руля (при сильно вывернутых колёсах степень блокировки муфты снижается, чтобы не нагружать трансмиссию).

Запомните, для подключения задней оси не требуется пробуксовка передней! Блокировка муфты автоматически подключаемого полного привода в первую очередь определяется положением педали газа. В обычных условиях на заднюю ось передаётся около 5-10% крутящего момента, но как только вы нажимаете на газ - муфта блокируется (вплоть до полной блокировки).

Серьезная ошибка, которую уже не первый год допускают автомобильные журналисты - нельзя путать алгоритмы работы автоматически подключаемого полного привода. Система автоматически подключаемого полного привода с превентивной блокировкой постоянно передаёт момент на все 4 колеса! Для неё не существует такого понятия, как «внезапное подключение задней оси».

К муфтам с превентивной блокировкой относятся Haldex 4 (моя отдельная статья по теме ) и 5 поколения, муфты Nissan/Renault, Subaru, система BMW xDrive, Mercedes-Benz 4Matic (для поперечно установленных двигателей) и многие другие. У каждой марки свои алгоритмы работы и особенности управления, это следует иметь ввиду при сравнительном анализе.

Так выглядит муфта подключения передней оси в системе BMW xDrive

Также следует особое внимание обращать на навыки управления автомобилем. Если водитель не знаком с принципами управления автомобилем на дороге и в частности с тем, как нужно проходить повороты (я об этом совсем недавно), то с очень большой вероятностью он не сможет поставить автомобиль с системой автоматически подключаемого привода боком, в то время как у него это элементарно получится сделать на полноприводном автомобиле с тремя дифференциалами (отсюда ошибочные заключения, что только Subaru может ехать боком). Ну и конечно не стоит забывать, что количество тяги на осях регулируется педалью газа и углом поворота руля (в том числе, как я уже писал выше - при сильно вывернутых колёсах муфта полностью не заблокируется).

Схема работы муфты Haldex 5 поколения, полностью управляемая электроникой (напомню, Haldex 1,2 и 3 поколений имел в конструкции дифференциальный насос, который приводился в действие разницей во вращении входящего и выходящего вала). Сравните с безумно сложной конструкцией муфты Haldex 1 поколения.

Кроме этого, практически всегда такие системы дополнены электронной имитацией блокировки межколёсных дифференциалов с помощью тормозной системы. Но следует иметь ввиду, что она тоже имеет свои особенности работы. В частности она работает только в определённом диапазоне оборотов. На низких оборотах она не включается, чтобы не «задушить» двигатель, а на высоких - чтобы не сжечь колодки. Поэтому нет смысла загонять тахометр в красную зону и надеяться на помощь электроники, когда автомобиль застрял. Про применении на бездорожье системы с гидравлической муфтой имеют более высокую стойкость к перегреву, чем фрикционные электромагнитные муфты. В частности, Land Rover Freelander 2/Range Rover Evoque может быть примером автомобиля с автоматически подключаемым полным приводом на основе муфты Haldex 4 поколения и очень впечатляющими способностями на бездорожье.

Что в итоге? Не нужно бояться систем автоматически подключаемого полного привода с превентивной блокировкой. Это универсальное решение как для дорожной эксплуатации, так и эпизодической эксплуатации на бездорожье средней сложности. Автомобиль с такой системой полного привода адекватно управляется на дороге, имеет нейтральную поворачиваемость и всегда остаётся полноприводным. И не верьте рассказам про «внезапное подключение задней оси».

Дополнение: Очень важный для понимания вопрос, это распределение крутящего момента по осям. Рекламные материалы автопроизводителей часто вводят в заблуждение и ещё больше запутывают в понимании принципов работы полноприводной трансмиссии. Первое, что необходимо запомнить - крутящий момент существует только на тех колёсах, у которых есть сцепление с поверхностью. Если колесо висит в воздухе, то несмотря на тот факт, что оно свободно вращается двигателем, крутящий момент на нём равен НУЛЮ. Во-вторых, не путайте проценты передаваемого крутящего момента на ось и пропорцию распределения крутящего момента по осям. Это важно для систем автоматически подключаемого полного привода, т.к. отсутствие центрального дифференциала лимитирует максимально возможное распределение момента по осям в соотношении 50/50 (то есть физически невозможно, чтобы соотношение было больше в сторону подключаемой оси), но при этом на каждую ось может передаваться до 100% крутящего момента. В том числе и подключаемую. Это обьясняется тем, что в случае, если на одной оси нет сцепления, то и момент на ней равен нулю. Следовательно все 100% момента будут на подключаемой муфтой оси, при этом соотношение распределения момента по осям всё равно будет 50/50.

В настоящее время на обычных автомобилях используются три типа привода: привод на передние колеса (FWD), привод на задние колеса (RWD) и привод на все колеса (4WD).

Уже в начале своей истории компания Subaru сделала ставку на полный привод, который в те времена применяли только для специальных автомобилей. В этой главе мы расскажем о преимуществах фирменной системы полного привода Subaru. Для лучшего понимания рассмотрим влияние каждого типа привода на динамические качества автомобиля. Поскольку эти качества во многом зависят от свойств шин, отвечающих за связь между автомобилем и поверхностью дороги, вначале следует ознакомиться с характеристиками шин.

Помимо обеспечения ездового комфорта при движении за счет поглощения толчков от неровностей дороги шины выполняют еще три важные функции:

Поскольку тяговое и тормозное усилия не могут возникнуть одновременно, на приведенной справа иллюстрации сила, действующая на шину, представлена двумя составляющими. Это две элементарные силы, величина которых ограничена общими свойствами шины, что означает отсутствие возможности управления, если шина исчерпала запас свойств для ускорения.

Представим себе автомобиль, движущийся по дуге. В этой ситуации на все четыре шины действует боковая сила, уравновешивающая центробежную силу, которая возникает в процессе поворота автомобиля. И хотя управляемыми являются только передние колеса, на все четыре колеса автомобиля действуют силы, стремящиеся вытолкнуть его наружу, за пределы траектории поворота. Если скорость автомобиля продолжает увеличиваться, сила, действующая на шины и обеспечивающая заданную траекторию движения, достигнет своего предела, после чего автомобиль отклонится от заданной траектории. В таком случае, если одна из шин нагружена положительным или отрицательным (тормозным) крутящим моментом, она достигнет своего предела по сцеплению раньше остальных шин. В зависимости от типа привода (FWD/RWD/4WD) такое явление может так или иначе влиять на поведение автомобиля.*

Характеристики шин в большой степени зависят от их материала и конструкции, а также от состояния дороги. Кроме того, на них влияет приложенная вертикальная нагрузка (чем больше нагрузка на шину, тем большую силу в контакте с дорогой она может реализовать). Шина способна поддерживать заданную траекторию только во время вращения. Если колесо полностью заблокировано, автомобиль становится неуправляемым.

• Центробежная сила
• Боковая реакция шины
• Максимальная сила сцепления
• Сила тяги
• Заданная траектория

* На поведение автомобиля влияет не только тип системы привода. Большинство автомобилей, независимо от типа привода, конструируется с небольшой недостаточной поворачиваемостью на обычных сухих дорогах – из соображений безопасности. Наиболее явно особенности поведения в зависимости от типа привода проявляются в предельных режимах или на скользкой дороге.

Передний привод

Задний привод

Полный привод

Полный привод Subaru – Symmetrical AWD

Преимущества

• Высокая устойчивость: крутящий момент распределяется на все четыре колеса, благодаря чему безопасное поведение сохраняется даже на неоднородном покрытии.
• Высокая проходимость: прекрасные тяговые возможности в любых условиях обеспечиваются подачей крутящего момента на все четыре колеса.
• Легкость в управлении: склонность к недостаточной или избыточной поворачиваемости преодолена даже в предельных режимах.
• Хорошая динамика разгона: крутящий момент подводится ко всем четырем колесам, благодаря чему эта схема отлично сочетается с двигателями большой мощности.

Недостатки традиционного полного привода, от которых избавлен симметричный полный привод Subaru

• Большая масса, повышенный расход топлива... Компоненты полного привода могут быть простыми и легкими благодаря продольному расположению двигателя и коробки передач.
• Посредственная управляемость... Благодаря конструктивным преимуществам полный привод не мешает моделям Subaru демонстрировать отточенную управляемость.

Передний привод FWD

Преимущества

• Возможность получить более просторный салон, поскольку под днищем нет карданного вала. (Но необходимо обеспечить достаточную жесткость кузова, поэтому у многих переднеприводных моделей имеется напольный тоннель).
• Высокая курсовая устойчивость: поскольку передние колеса тянут автомобиль, постоянно действующие силы тяги передних колес повышают его устойчивость при движении с большими скоростями.
• Легкость в управлении: переднеприводный автомобиль в предельных режимах проявляет склонность к недостаточной поворачиваемости. При отпускании педали акселератора и уменьшении силы тяги происходит восстановление чувствительности к управлению с возвращением на заданную траекторию.
• Прекрасная топливная экономичность: переднеприводная схема обеспечивает короткий путь передачи крутящего момента и высокую эффективность работы.

Недостатки

• Хуже реакция на управление: поскольку и тяга, и управление автомобилем осуществляются только передними колесами, в предельных режимах движения проявляется менее четкая реакция на управление и склонность к недостаточной поворачиваемости.
• При интенсивном разгоне автомобиля с мощным двигателем нагрузка перераспределяется на задние колеса, из-за чего передние шины не могут полностью реализовать свои возможности. Привод на передние колесане оправдывает себя на автомобилях с мощным двигателем.

Недостаточная поворачиваемость

• Центробежная сила
• Боковая реакция шины
• Максимальная сила сцепления
• Сила тяги
• Заданная траектория

Задний привод RWD

Преимущества

• Острая управляемость: передние колеса выполняют только функцию управления. Переднее расположение двигателя и задний привод обеспечивают автомобилю хорошее распределение массы по колесам.
• Меньший радиус разворота: отсутствие привода передних колес позволяет увеличить угол их поворота.
• Хороший разгон на сухих дорогах: при разгоне масса перераспределяется на задние колеса, способствуя реализации ими большей силы тяги.

Недостатки

• Меньше вместимость пассажирского салона и багажника: громоздкий привод задних колес (карданный вал, главная передача) размещается под днищем кузова.
• Больше снаряженная масса: у автомобилей с приводом на задние колеса больше узлов и агрегатов по сравнению с переднеприводными автомобилями.
• В предельных режимах эти автомобили проявляют склонность к избыточной управляемости, что делает их сложнее переднеприводных в управлении.

  Для спортивных моделей это скорее достоинство, чем недостаток, поскольку добавляет острых ощущений.

Избыточная поворачиваемость

• Центробежная сила
• Боковая реакция шины
• Максимальная сила сцепления
• Сила тяги
• Заданная траектория

Полный привод 4WD

Преимущества

• Высокая устойчивость: крутящий момент подается на все четыре колеса, благодаря чему безопасное поведение сохраняется даже на неоднородном покрытии.
• Высокая проходимость: возможности реализации тяги гораздо шире, чем при моноприводной схеме.
• Легкость в управлении: поворачиваемость полноприводных автомобилей ближе к нейтральной.
• Хорошая динамика разгона: крутящий момент подводится ко всем четырем колесам, поэтому полный привод очень хорошо сочетается с двигателями большой мощности.

Недостатки

• Меньше вместимость пассажирского салона и багажника: громоздкий привод передних и задних колес (карданный вал, главная передача размещены под днищем кузова).
• Большая снаряженная масса вследствие большего количества деталей, узлов и агрегатов.
• Повышенный расход топлива, связанный с большей массой и наличием дополнительных вращающихся деталей.
• Хуже реакция на управление вследствие циркуляции мощности, а также из-за того, что управляемые колеса нагружены крутящим моментом как ведущие.

Поворачиваемость, близкая к нейтральной

• Центробежная сила
• Боковая реакция шины
• Максимальная сила сцепления
• Сила тяги
• Заданная траектория

Безопасность

Надежное сцепление с дорогой

Основное отличие симметричного привода – одинаковая длина правой и левой полуосей, что позволяет легко обеспечить достаточные ходы подвески с четким отслеживанием профиля дороги. В результате автомобиль надежно «держит» дорогу, колеса словно липнут к поверхности.

Высокая устойчивость

Как уже говорилось, сочетание оппозитного двигателя Subaru и симметричного привода обусловливает прекрасную устойчивость и управляемость. Привод на все колеса гарантирует дополнительные преимущества по сравнению с конкурентами при движении по бездорожью.

Удовольствие от вождения

Экономичность

Как правило, полноприводные автомобили отличаются большей массой и худшей управляемостью, что в итоге приводит к повышенному расходу топлива. Симметричный полный привод благодаря своим конструктивным преимуществам не требует лишних компонентов. У некоторых моделей Subaru расход топлива сопоставим с показателями моноприводных моделей того же класса других изготовителей.

Отточенная управляемость

Благодаря продольно установленному оппозитному двигателю и симметричному приводу автомобили Subaru обладают отточенной управляемостью. Они наделены проходимостью полноприводных моделей, а по быстроте реакций превосходят обычные моноприводные модели.

Устойчивость и тяговое усилие

Эффективность полного привода зависит от концепции автомобиля. Чем активнее происходит распределение крутящего момента по колесам, тем выше проходимость, правда, чаще всего в ущерб управляемости.

У моделей Subaru при быстроте реакции и высокой эффективности полного привода крутящий момент может активно распределяться по колесам, сохраняя хорошую устойчивость и высокую проходимость на разных типах дорог без ущерба для топливной экономичности и управляемости.

Нетрудно понять разницу между полноприводными автомобилями на базе моноприводных моделей и автомобилями Subaru с их идеальной компоновкой, созданной с нуля.

Полноприводный автомобиль со свободным межосевым дифференциалом при пробуксовке одного из колес останавливается. Чтобы избежать этого, применяют механизм блокировки.

Однако работа такого механизма может негативно сказываться на управлении автомобилем. Так, при движении по сухому асфальту с заблокированным дифференциалом возникает циркуляция мощности, вызывающая рывки и затрудняющая выполнение поворота. Поэтому на сухой дороге дифференциал нужно разблокировать, а на сложных участках с низким сцеплением – заблокировать. Система постоянного полного привода может автоматически блокировать и разблокировать дифференциал в зависимости от условий движения.

Такое решение необходимо для предотвращения рывков при включении блокировки. Кроме того, более совершенное управление требуется в условиях резкого изменения дорожных условий. Вот когда опыт и технические знания в области управления системой полного привода действительно имеют значение!

Межосевой дифференциал

Межосевой дифференциал разблокирован

Межосевой дифференциал заблокирован

• Потенциальная сила тяги, передаваемая колесом
• Сила тяги, расходуемая на внутренние потери
• Фактическая сила тяги, передаваемая колесом

Управляемость

Мультирежимная система активного межосевого дифференциала

Многоступенчатый режим ручного и три автоматических режима управления системы DCCD предоставляют возможность выбора одного из двух типов блокировки межосевого дифференциала. Это обеспечивает идеальный баланс великолепных показателей сцепления с дорогой и маневренности на любых дорожных покрытиях. Базовая пропорция распределения крутящего момента между передними и задними колесами - 41% / 59%. Перераспределение крутящего момента обеспечивается за счет управления многодисковой электромагнитной муфтой передачи крутящего момента и механического самоблокирующегося дифференциала.

Мультирежимная система динамической стабилизации

Vehicle Dynamics Control System

Входящая в стандартную комплектацию всех модификаций автомобилей Subaru, система динамической стабилизации отслеживает соответствие поведения автомобиля намерениям водителя через сигналы многочисленных датчиков. Если автомобиль приближается к состоянию потери устойчивости, режимы работы системы распределения крутящего момента, двигателя и тормоза каждого колеса корректируются таким образом, чтобы обеспечить сохранение заданной траектории движения автомобиля.

Устойчивость при выполнении маневров

При выполнении поворотов или маневров при объезде внезапных препятствий система динамической стабилизации сравнивает намерения водителя с фактическим поведением автомобиля. Это сравнение осуществляется на основе сигналов датчика угла поворота рулевого колеса, датчика нажатия педали тормоза, а также датчика бокового ускорения и угловой скорости рыскания.

После этого система обеспечивает корректировку выходной мощности двигателя и режимов работы тормоза каждого колеса, необходимую для удержания автомобиля на заданной траектории.

Системы симметричного полного привода Subaru

Система полного привода VTD *1:

Спортивная версия полного привода с электронным управлением, улучшающая характеристики поворачиваемости. Компактная система полного привода включает в себя межосевой планетарный дифференциал и многодисковую гидравлическую муфту блокировки *2 с электронным управлением. Распределение крутящего момента между передними и задними колесами в соотношении 45:55 непрерывно корректируется блокировкой дифференциала с помощью многодисковой муфты. Распределение крутящего момента контролируется автоматически, с учетом состояния дорожного покрытия. Это обеспечивает великолепную устойчивость, а за счет распределения крутящего момента с акцентом на задние колеса улучшаются характеристики поворачиваемости.

Subaru WRX c трансмиссией Lineartronic.
Ранее устанавливалась на автомобили: Subaru Legacy GT 2010-2013, Forester S-Edition 2011-2013, Outback 3.6 2010-2014, Tribeca, WRX STI с автоматической трансмиссией 2011-2012

Система полного привода с активным распределением крутящего момента (ACT):

Система полного привода с электронным управлением, обеспечивающая бо́льшую курсовую устойчивость автомобиля на дороге, в сравнении с моноприводными автомобилями и полноприводными автомобилями с подключаемым приводом на другую ось.
Оригинальная многодисковая муфта передачи крутящего момента Subaru регулирует распределение крутящего момента между передними и задними колесами в режиме реального времени в соответствии с условиями движения. Алгоритм управления заложен в электронном блоке управления трансмиссией и учитывает скорости вращения передних и задних колес, текущий крутящий момент на коленчатом валу двигателя, текущее передаточное отношение в трансмиссии, угол поворота рулевого колеса и т.д. и с при помощи гидроблока сжимает диски муфты с необходимым усилием. В идеальных условиях система распределяет крутящий момент между передними и задними колесами в соотношении 60:40. В зависимости от обстоятельств, таких, как буксование, крутой поворот и др. перераспределение крутящего момента между осями меняется. Адаптация алгоритма управления под текущие условия движения обеспечивает превосходную управляемость в любой дорожной ситуации, независимо от уровня подготовки водителя. Многодисковая муфта располагается в корпусе силового агрегата, является его составной частью и использует ту же рабочую жидкость, что и другие элементы автоматической трансмиссии, что обусловливает ее лучшее охлаждение, нежели при обособленном расположении, как у большинства производителей, и, следовательно большую долговечность.

Актуальные модели (российская спецификация)
На российском рынке Subaru Outback, Subaru Legacy, Subaru Forester * , Subaru XV.

* Для модификаций c трансмиссией Lineartronic.

Система полного привода с межосевым самоблокирующимся дифференциалом с вискомуфтой (CDG):

Механическая система полного привода для механических трансмиссий. Система представляет собой сочетание межосевого дифференциала с коническими шестернями и блокировки на основе вискомуфты. В обычных условиях крутящий момент между передними и задними колесами распределяется в соотношении 50:50. Система обеспечивает безопасное спортивное вождение, всегда максимально используя доступную тягу.

Актуальные модели (российская спецификация)
Subaru WRX и Subaru Forester - с механической трансмиссией.

Система полного привода с электронноуправляемым активным межосевым дифференциалом повышенного трения (DCCD *3):

Система полного привода, ориентированная на обеспечение максимальных ходовых характеристик, для серьезных спортивных состязаний. Система полного привода с электронноуправляемым активным межосевым дифференциалом повышенного трения использует сочетание механической и электронной блокировок дифференциала при изменении крутящего момента. Крутящий момент между передними и задними колесами распределяется в соотношении 41:59, с акцентом на максимальные ходовые характеристики и оптимальное управление динамической стабилизацией автомобиля. Механическая блокировка отличается более быстрым откликом и срабатывает до электронной. Работая с большим крутящим моментом, система демонстрирует наилучший баланс между остротой управления и устойчивостью. Имеются предустановленные режимы управления блокировкой дифференциала, а также режим ручного управления, которыми водитель может пользоваться в соответствии с дорожной ситуацией.

Актуальные модели (российская спецификация)
Subaru WRX STI с механической трансмиссией.

*1 VTD: Переменное распределение крутящего момента.
*2 Управляемый дифференциал повышенного трения.
*3 DCCD: Активный межосевой дифференциал.

Наверняка многие водители замечали, что у одних кроссоверов на крышках багажников красуется надпись AWD, а у других 4WD. Она обозначает тип привода, но в чём же между ними разница и что лучше?

Какие бывают типы привода?

Все современные автомобили можно разделить по типу привода на три группы. Первая группа - моноприводные, сюда входят машины с передним или задним приводом. Ко второй группе относятся полноприводные машины, это внедорожники, предназначенные для езды в местах, где нет асфальта и дорог. Третья группа - автомобили с ограниченным автоматически подключаемым полным приводом, который устанавливают в кроссоверы.

Загадочные обозначения

Моноприводные автомобили имеют обозначение 2WD, что расшифровывается как «2 wheel drive» или два ведущих колеса. Это самые обыкновенные автомобили, их главная стихия - городские дороги и трассы. Несмотря на то, что некоторые легковые автомобили из-за высокого клиренса могут ездить и вне дорог, но большинство из них накрепко застрянет в первой же луже. Чтобы выбраться назад на дорогу, автомобиль приходится буквально тащить на руках. Поэтому те, кто предпочитают активный отдых вне асфальтированных дорог, предпочитают автомобили с одним из видов полного привода.

Логично предположить, что 4WD, по аналогии с моноприводными машинами, расшифровывается как «4 wheel drive» или четыре ведущих колеса. В российской традиции автомобилестроения эта надпись эквивалентна шильдику 4Х4. Этот тип полного привода также можно условно разделить на два вида:

С постоянным полным приводом, так называемый «Full time», это когда все четыре колеса крутятся постоянно;

Подключаемый полный привод, называемый «Part time», когда полный привод включается при необходимости вручную. Большинство внедорожников имеет именно подключаемый привод, так это позволяет существенно сэкономить на расходе топлива, повысить максимальную скорость и несколько упростить конструкцию машины.

И последний тип привода — AWD, что означает «all wheel drive» или все ведущие колёса. Казалось бы, это то же самое что и 4WD, только другими словами, но это не так. Автомобили с приводом AWD большую часть своей городской жизни переднеприводные, задняя ось у них подключается автоматически только в случае проскальзывания передних колёс, например, на мокром асфальте или в снегу. Водителям таких машин недоступны ни блокировки дифференциала, ни понижающая передача. Поэтому сравнивать их с внедорожниками некорректно, это, скорее, более усовершенствованная версия моноприводных автомобилей.

Фото с интернет-ресурсов