Шевроле нива постоянный полный привод или подключаемый. Почему шнива лучше дастера, или механическая блокировка против электромагнитной муфты
Постоянный полный привод. Хорошо ли это или плохо? Трансмиссия Нивы построена таким образом что крутящий момент от двигателя передаётся на КПП далее на Раздаточную коробку в которой и установлен межколёсный дифференциал. который делит 50х50 крутящий момент между передним и задним мостом. далее момент переходит на передний и задний мост дифференциалы которых так же делят крутящий момент между колёсами 50х50. Равномерное распределение крутящего момента позволяет эластично работать полному приводу. В обычном состоянии при вывешивании одного из колёс крутящий момент на вывешенное колесо будет передаваться в 4 раза быстрее за счёт двух двух дифференциалов. То есть если машина застряла и вывесилось одно из колёс наименее загруженных, не важно переднее или заднее оно будет вращаться в 4 раза быстрее положенных оборотов. Если допустим скорость вращения на первой передаче 20 км ч. то на выходе колесо будет выдавать все 80. В раздаточной коробке предусмотрена жёсткая блокировка межосевого дифференциала которая позволяет синхронно передавать крутящий момент на передний и задний мост, то есть включать постоянный жёсткий полный привод.
Наиболее логичным решением для повышения проходимости и более эффективного использования мощности двигателя является включение второй ведущей оси только в случае необходимости. Идея заимствована у внедорожников. Однако такая система не может использоваться на дорогах с твердым покрытием из-за так называемого Силовая циркуляция - в углу передние колеса проходят долгий путь и вращаются быстрее, чем задняя. Таким образом, крутящий момент, приложенный к передней оси, уменьшается, а задний крутящий момент увеличивается.
В некоторых случаях мощность двигателя может измениться на тормоз, а передние колеса начинают препятствовать движению автомобиля. Когда тротуар мягкий, в этом нет ничего страшного, но асфальт ведет к сильному износу механизма. Система только увеличивает вес и снижает эффективность.
При этом если будет диагональное вывешивание то момент будет передаваться на переднее и заднее колесо имеющее меньшее сцепление с почвой. Соответственно за счёт дифференциалов скорость вращения этих колёс будет удвоенной. В раздаточной коробке так же есть понижающая передача которая усиливает крутящий момент передаваемый на мосты и понижением скорости вращения.
Для того, чтобы «временное» решение стало постоянным, то есть постоянная передача четырех колес, трансмиссия должна быть оборудована промежуточным дифференциалом. Это позволяет двум мостам вращаться с разной скоростью и, таким образом, транспортное средство перемещается на любой пол без риска повреждения.
Массовая концепция до начала 1980-х годов гласит, что легкие автомобили не нуждаются в постоянной двойной передаче. Считается, что трехдисковый редуктор приводит только к увеличению расхода топлива. Затем стало ясно, что распределение мощности двигателя на два моста создает большой угол сцепления и противоцентровых сил в углу, и транспортное средство становится намного более упругим при ускорении или использовании тормоза. Конечно, пионерами в области двухтактных систем являются логические конструкторы гоночных автомобилей.
Два коротеньких рычажка, Первый ближе к панели это блокировка межосевого дифференциала, второй включение пониженной передачи. Так вот для чего я это пишу. У Нивы есть одно свойство. она на скользкой дороге при не заблокированном дифференциале может неожиданно развернуться потеряв управление. Причём это происходит мгновенно, даже опытный водитель не успевает отреагировать на такой кульбит. Почему об этом пишу. Было время когда я работал на Ниве и возил почту по району. Изучил её повадки вдоль и поперёк. Конечно у неё отличная проходимость, даже при не заблокированном дифференциале. При движении и ускорении крутящий момент распределяется по полом по осям. И лишь только вывешивание одного из колёс может остановить движение. Но у нивы длинноходная подвеска и колёса практически всегда имеют сцепление с грунтом поэтому происходит перераспределение между колёсами равномерно и работает полный привод как и положено.
В эпоху, когда автомобили все еще находились в зачаточном состоянии и оснащались тормозами на заднем колесе, голландцы установили свои три дифференциала автомобиля в автомобиле, создав первую систему передачи. Было выпущено всего несколько моделей, потому что цена астрономическая, и по какой-то причине гоночные успехи скользят.
Другие гоночные автомобили с двойной трансмиссией также не стоят. Ранее итальянец изучал фронтмена американского Миллера. С ними был связан интересный эпизод истории Германии до Второй мировой войны. Куски мотора почти доходят до зрителей, среди которых сам Адольф Гитлер.
Нива прекрасно преодолевает грязь, песок, снежные заносы. И практически любую пересечённую местность. Но это статья не о вездеходных возможностях машины а о особенности управления в скользкое время. А именно, накатанная зимняя дорога, гололёд, грунт с малым сцеплением.
Я неоднократно попадал в ситуацию полного разворота автомобиля на скользкой дороге, причём если машину начало разворачивать этого уже не изменить, это не скорректировать рулём и прибавкой газа. Тем более если это происходит на достаточной скорости. доли секунды и машина едет задом на перёд. Водитель даже не успевает отреагировать. Но это в том случае если не заблокирован дифференциал. Хотя полный привод включен постоянно! Такой кульбит это норма. И вот теперь я хочу провести обоснование данного факта. С чем это связано?
Сегодня историки автомобильных гонок шутя, что это единственный инцидент, который может только сожалеть об отсутствии потерь. С другой стороны, следующий этап в развитии автомобилей двойного назначения имеет решающее значение. Затем британский гонщик и дизайнер Тони Ролл и его друг Фред Диксон начали развивать самоблокирующийся дифференциал, чтобы исключить необходимость отключения второго моста при движении на твердом полу. Он не заботится о моторных видах спорта, но он давно мечтает о регулярном легковом автомобиле, колеса которого не ускользают от ускорения и не блокируются при торможении.
Для этого небольшой экскурс и сравнение с другими приводами. И к примеру возьмём задний привод. На примере классики 2101-2107
Вращение предаётся только на задние колёса. В скользкое время приходится очень аккуратно работать педалью газа, небольшая ошибка вызывает срыв в пробуксовку и в этот момент при манёвре или наезде одним из колёс машину может легко развернуть. Более того двигатель расположенный в передней части машины загружает переднюю ось. Лёгкий задок не нагружает ведущие колёса в итоге от отсутствия сцепления и загруженности ведуще оси колёса буксуют.
Однако наиболее любопытным остается отсек для прототипов. В дополнение к дифференциалу, он имеет дополнительный набор шестеренок, две шаровые муфты и два набора трений. Пока один из колес не стучит, весь механизм вращается на холостом ходу. Однако, когда система «ощущает» потерю сцепления на разных скоростях выходного вала, одна из муфт взрывается и сжимает свою фрикционную упаковку. Они фиксируют шестерни в дифференциале и мгновенно блокируют его.
Автомобиль слишком сложный и дорогой. Двойная передача идеально сочетается с быстрым и мощным крокодилом. Журналистские тесты того времени прославляют невероятную упругость и «практически неограниченный запас влажной асфальтовой энергии» перехватчика. К сожалению, сам Гарри Фергюсон не видит преимуществ своих инвестиций.
Но водители приспосабливаются. Зимняя резина + Балласт в багажник 50-60 кг и двигаться можно. Занос при заднем приводе возникает как при ускорении так и при сбросе газа. Но водители знают эти повадки. Поэтому приспособится можно и все так ездят.
Привод на четыре колеса имеет неоспоримые преимущества, но также и темную сторону. Запасы сцепления оплачиваются с потерей отзывчивости при подаче топлива в двигатель. При нормальном заднем приводе внезапный толчок дроссельной заслонки заставляет заднюю часть скользить по мокрой земле. Перед автомобилем избыточный крутящий момент начинает блокировать переднюю ось. В любом случае водитель всегда знает, что будет реакция автомобиля. Какой из двух мостов, однако, потеряет сцепление на всех четырех колесах?
На этот вопрос нельзя однозначно ответить. Все зависит от мгновенного распределения веса и сцепления на каждом колесе, и это небезопасно. К счастью, сам Тони Ролл - бывший гонщик и хороший. С самого начала своей работы над новой передачей он пытается преодолеть непредсказуемые реакции с двойной передачей, поставив свою систему асимметричным дифференциалом инвалидной коляски. Таким образом, поведение автомобиля приближается к заднему приводу.
Передний привод на скользкой дороге куда предпочтительней заднему. Ведущие колёса нагружены двигателем + они ещё и тянут машину за собой в поворот. Единственное отличие что входя в поворот не сбрасывать газ иначе зад может закинуть и машину развернёт.
И так возвращаясь к полному приводу к Ниве. При выключенном межосевом дифференциале крутящий момент между мостами делится пополам. Но нагрузка на переднюю и заднюю ось разные. Пред загружен двигателем коробкой и раздаточной коробкой. зад автомобиля короткий на заднюю ось нагрузка меньшая. Теперь представим ситуацию движение по скользкой дороге. Водитель полностью уверен в себе, Полный привод всегда включен, чего опасаться. при движении и ускорении всё отлично. Машина уверенно едет и по скользкой дороге и на подъёмы. Но вот водитель сбросил газ пред препятствием немножко вильнул рулём. Задний колёса и без того меньше нагруженные предают под сброс газа часть нагрузки на передние колёса. Передние колёса имеют хорошее сцепление и ещё подружатся. Упираясь они замедляют движение автомобиля но через межосевой дифференциал перераспределяют часть нагрузки на заднюю в итоге сила направленная на разгруженные задние колёса. Повторюсь машина тормозится трансмиссией! Обороты двигателя падают и являются тормозом. Продолжу, через хорошее сцепление передних нагруженных колёс предаётся момент обратно в трансмиссию колёса заставляют двигатель крутиться в то время как он их тормозит. Но стоит меж осевой дифференциал и он не заблокирован, а значит часть энергии уходит на задний мост, и что победит либо раскрутиться двигатель либо задние колёса начнут скользить причём как только начнётся потеря сцепления, колёса сначала замедлят вращение потом крутящий момент с лёгкостью предастся с переднего моста на задний, и задние колёса будут иметь притормаживающий эффект. В то время как передние колёса будут крутиться не блокируясь, задние так же будут крутиться но с меньшей скоростью в погрешности на передний дифференциал. А в итоге что это значит? Полная потеря сцепления задней оси с дорогой. Это просто сани. Поэтому при любом манёвре машину мгновенно развернёт и поделать тут нечего. Особенность такой трансмиссии. Поэтому на скользком покрытии обязательно надо блокировать межосевой дифференциал. Тогда крутящий и тормозящий момент передаётся жёстко на две оси и машина имеет хорошую устойчивость.
Дифференциальный привод двух мостов обеспечивает устойчивое поведение автомобиля в изгибе и устранение крутящего момента. Блокировка также обеспечивает эффективное использование крутящего момента во время распыления. На скользких участках реакция транспортного средства становится непредсказуемой. Тони Ролт идентифицирует эти недостатки и понимает необходимость в системе, которая работает более гибко и плавно перекрывает межсетевой дифференциал. Поэтому Ролт и Гарднер входят в историю как изобретатели первого вискомаха.
Заполненный трением цилиндр, заполненный силиконовой жидкостью, оказывается идеальным решением для блокировки дифференциала при обтекании колес. В то время как скорость их вращения одинакова, вискозиметр никак не вмешивается в привод. Однако, если одна из шин застревает, шестерни в дифференциале немедленно вращаются, фрикционные диски, соединенные с ними, «пенится» с силиконовой жидкостью и «укусами» гнезда.
Полноприводные автомобили в нашей стране пользуются почетом и уважением, но при этом столь вожделенная схема 4х4 может быть реализована по-разному. Рассмотрим преимущества и недостатки схем с механической межосевой блокировкой и блокировкой посредством электронно-управляемой муфты.
Механизм блокирует дифференциал намного плавно и мягко, что очень положительно влияет на управляемость. Орел стал первым в мире одноместным, запертым вискозой. Он предназначен главным образом для водителей, которым часто нужен внедорожник. Их межсетевые дифференциалы блокируются одним и тем же вискозиметром. Фердинанд Пихех, который в то время был руководителем инженерного отдела компании, выбрал модель как чрезвычайно успешную схему, которая идеально подходит для строительства автомобилей Ингольштадта.
Их двигатель расположен в продольном направлении перед передней осью, а редуктор указывает прямо на задний мост. Проектировщики должны поставлять передачу только с перехватчиком. Однако, вместо того, чтобы устанавливать традиционную коробчатую конструкцию, немцы делают гениальное простое решение - полый вторичный вал коробки передач, через который проходит ведущий вал передних колес. Их название происходит от английского слова «крутящий момент и чувствительность» и отражает способность этих часто механических устройств мгновенно и плавно изменять степень блокировки в соответствии с изменениями крутящего момента выходных валов.
Исторически раньше всех появилась схема полного привода, в которой к трансмиссии заднеприводного автомобиля добавили раздаточную коробку, а от нее к переднему (теперь тоже ведущему) мосту протянули свой карданный вал. При этом подключение переднего моста осуществлялось по необходимости и «жестко». По такой схеме до сих пор выполнены трансмиссии многих «профессиональных» вседорожников. Среди отечественных можно назвать все семейство УАЗ. Немало и импортных - от компактного Suzuki Jimny до легендарного Land Rover Defender.
Дифференциал Торсена не нуждается в вязке. Он блокирует себя, но не из-за различий в скорости вращения, даже до проскальзывания. Торсен реагирует на изменения адгезии контактного пятна между шиной и дорожным покрытием. Для работы с раллийными командами отвечает Стюарт Ролл, сын Тони. Оказывается, что с изменением чувствительности к вязкости управляемость автомобиля может быть установлена в очень широком диапазоне. С более жестким замком заднего дифференциала тенденция к перемотке увеличилась. Увеличение блокировки фронта или перегородки - наоборот - увеличивает запас сопротивления.
И если на бездорожье таким «проходимцам» нет равных, то в городе, согласитесь, совладать с ними не очень-то и легко. Поэтому конструкторы предложили более удобное и практичное техническое решение. Это схема полного привода, при которой крутящий момент передавался к обоим мостам через дифференциал. Типичные представители - отечественные Lada 4x4 и Chevrolet Niva.
Из-за передних колес машина идет медленнее. Однако такие настройки работают только в гоночном стиле разворота. Как правило, они не оснащены вязками, а с многодисковыми трениями с гидравлической активацией и электронным управлением. Благодаря этому настройки управляемости могут быть обновлены в режиме реального времени. Например, при входе в изгиб бортовой компьютер разблокирует муфты во всех трех дифференциалах, а когда он идет вправо, он блокирует их для достижения максимальной тяги.
Трансмиссия с тремя самоблокирующимися дифференциалами также используется в гражданском автомобиле. В то время как гоночные инженеры думают о механизмах контролируемой блокировки дифференциалов, гражданские конструкторы принимают обратный путь. Чтобы упростить массовые модели и снизить их цену, они отказываются от дифференциала колесной базы и заменяют его вязкой. Преимуществами такой схемы являются простота и удобство управления передней панелью с четырьмя колесами. При нормальных дорожных условиях автомобиль сохраняет характеристики управляемости с передним ведущим мостом, но требуется всего 2 секунды для настройки вискозиметра, который обеспечивает заднюю ось до 70% крутящего момента.
Постоянный полный привод с блокируемым межосевым дифференциалом
Трансмиссия Chevrolet Niva: 1, 3 - приводы передних колес; 2 - редуктор переднего моста; 4 - сцепление; 5 - коробка передач; 6 - передний карданный вал; 7 - рычаг переключения передач; 8 - промежуточный вал; 9 - рычаг управления раздаточной коробкой; 10 - раздаточная коробка; 11 - задний карданный вал; 12 - задний мост.
Однако технология также имеет значительный недостаток. Когда приходит газ в скользком изгибе, он изначально обеспечивает переднюю часть, а при повороте задних колес происходит внезапное переполнение, что может быть чрезвычайно опасным. Эта проблема была преодолена японцами, которые экспериментируют с характеристиками вязких веществ и используют их не только для управления задними колесами, но и для блокировки перекрестных дифференциалов. Первый служит для управления задней осью, а остальные два блока - дифференциалами двух осей.
Их передовые функции делают заднюю ось практически незаметной для водителя и пассажиров, а поведение автомобиля зависит от заводских настроек. Наиболее интересными с технической точки зрения являются современные технологические наследники формулы Фергюсона, передача которых имеет самоблокирующийся дифференциал между ними.
Полный привод у Шевроле Нивы постоянный - крутящий момент от двигателя всегда передается на обе оси (мосты не отключаются). Такая схема повышает проходимость автомобиля, одновременно снижая нагрузки на узлы трансмиссии, но несколько увеличивает расход топлива.
Раздаточная коробка Chevrolet Niva.
Передачи с автоматической зацепкой задней оси также становятся все более популярными. Передача мощности с «свободным» дифференциалом колесной базы также находит сторонников, хотя они обязательно работают под наблюдением электроники, что предотвращает распространение и несколько компенсирует отсутствие самоблокирующегося механизма. Источник: газета «Автомаркет».
Тем не менее, гоночный автомобиль мощностью 700 лошадиных сил валяется на автостоянку на горном перевале. Да, мы понимаем, что Авентадор был построен не для того, чтобы добраться до горного железнодорожного вокзала или взять лыжников в лифт. Тем не менее, мы решили включить автомобиль в соревнование.
Передний и задний мосты связаны через межосевой дифференциал, позволяющий передним и задним колесам вращаться с разными угловыми скоростями в зависимости от траектории и условий движения. Межосевой дифференциал расположен в раздаточной коробке. Он аналогичен межколесным дифференциалам в переднем и заднем мостах, но в отличие от них межосевой дифференциал можно принудительно блокировать. При этом валы привода переднего и заднего мостов становятся жестко связанными между собой и вращаются с одинаковой частотой. Это значительно повышает проходимость автомобиля (на скользких подъемах, в грязи, снегу и т. п.), но ухудшает управляемость и увеличивает износ деталей трансмиссии и шин на покрытии с хорошим сцеплением. Поэтому блокировку дифференциала можно использовать только для преодоления сложных участков и на небольшой скорости.
Рычаг управления режимами работы раздаточной коробки Chevrolet Niva.
Включать блокировку можно во время движения автомобиля, если колеса не буксуют. Но это не избавит от опасности «диагонального вывешивания», когда одно из колес на каждой оси теряет сцепление с грунтом - в этом случае под вывешенные колеса придется подсыпать грунт или подкопать его под остальными. Для увеличения крутящего момента, подводимого к колесам, служит низшая передача в раздаточной коробке, ее передаточное число - 2,135. Высшая передача, предназначенная для нормальных условий движения, имеет передаточное число 1,20.
Полноприводная трансмиссия с электромагнитной муфтой подключения задних колес
Однако прогресс не стоял на месте - конструкторы предложили гениальную по простоте исполнения и извлечению прибыли идею: создать на базе переднеприводного автомобиля кроссовер. Рецепт у всех автопроизводителей схожий. Рассмотрим такую схему детально на примере модели Renault Duster.
Трансмиссия Renault Duster: 1 - двигатель; 2 - сцепление; 3 - коробка передач; 4 - привод правого переднего колеса; 5 - раздаточная коробка (угловой редуктор); 6 - межколесный дифференциал передней оси; 7 - карданная передача; 8 - электромагнитная муфта; 9 - привод правого заднего колеса; 10 - межколесный дифференциал задней оси; 11 - задний редуктор; 12 - привод левого заднего колеса; 13 - привод левого переднего колеса.
Двигатель и коробка передач (механика или автомат) установлены поперечно относительно автомобиля. Все валы внутри коробки передач, соответственно, тоже. А крутящий момент требуется передать на заднюю ось. Для этого применили угловой редуктор спереди и карданный вал, который, в свою очередь, соединен с муфтой. Ведущая часть муфты в связке с карданным валом вращаются всегда, когда вертится шестерня переднего редуктора. Ведомая часть муфты шлицами соединена с валом ведущей шестерни главной передачи. Корпус электромагнитной муфты также крепится к картеру главной передачи: угловой редуктор, совмещенный с дифференциалом. От дифференциала приводы передают крутящий момент непосредственно на задние колеса. Муфта снабжена электронным блоком управления, который, в свою очередь, зависит от переключателя режимов работы трансмиссии на консоли панели приборов. Так упрощенно выглядит схема полного привода большинства современных кроссоверов с поперечным расположением силового агрегата.
Редуктор заднего моста с электромагнитной муфтой Renault Duster. Аналогичный узел применен и на других автомобилях концерна Renault: Kaptur и Koleos. А разработана и применялась она изначально на Nissan X-Trail c самого первого поколения и Nissan Qashqai c момента появления этой модели.
Для управления силой сжатия дисков муфты применен кулачковый механизм, изменяющий прижимное усилие. Подаваемое на соленоид муфты напряжение вызывает смыкание дисков муфты и подключение задней оси. Величина передаваемого крутящего момента регулируется силой сцепления фрикционных дисков в муфте. Так, если напряжение, подаваемое на электромагнит, снизить, муфта обеспечит неполное замыкание и будет способна проворачиваться при небольшом моменте. Впрочем, даже при полной подаче напряжения замкнутая муфта может передавать момент, ограниченный силами трения в муфте.
Рукоятка выбора режимов работы трансмиссии Renault Duster.
Для срабатывания муфты нужно хотя бы небольшое «отставание» задних колес от передних. Самое интересное, что датчиков температуры в муфте нет, и выключение ее «по перегреву» происходит, когда блок управления через датчики ABS какое-то время фиксирует, что при полном напряжении на муфте задние колеса не вращаются, а передние вращаются со значительной скоростью. Так что в большинстве случаев электроника попросту перестраховывается.
Что выбрать?
В обеих схемах все приводные и карданные валы вращаются постоянно, поэтому с точки зрения расхода топлива различий нет. Схема с жесткой блокировкой муфты предпочтительнее на суровом бездорожье, поскольку муфты с электронным управлением способны передать только ограниченный момент, а при проскальзывании фрикционов склонны к быстрому «перегреву», пусть зачастую и виртуальному. Неожиданное для водителя автоматическое подключение муфты во время прохождения поворота иногда может быть опасным.
Из личного опыта
Владея автомобилем с электромагнитной муфтой подключения задней оси, могу рассказать, какие я режимы использую. Летом на дорогах с твердым покрытием всегда включен режим 2WD, в грязи задействую весь потенциал и выключаю систему динамической стабилизации ESP. Зимой всегда включен режим AUTO. Прежде всего, чтобы не терять шипы на передних колесах. Испытания показывают, что потеря шипов особенно велика при пробуксовке ведущих колес. Если зимой необходимо резкое ускорение, а под колесами неважное по качеству покрытие, например, плитка трамвайных путей, то включаю режим LOCK. А при необходимости выбраться из сугроба - режим LOCK и выключаю ESP.
Была в пользовании и Нива. Так вот, при необходимости стартовать на скользком покрытии включал блокировку, а в глухих пробках полз на пониженной - так нагрузка на сцепление меньше.
