Привод автомобиля: типы и особенности

Передний привод

Большинство автомобилей по всему миру, выпущенных с конца 1990-х годов, имеют именно передний привод. Все дело в его эффективности и достаточно низкой стоимости. При переднем приводе двигатель, трансмиссия и силовой привод располагаются в одном компактном корпусе, что позволяет освободить остальную часть автомобиля для пассажиров и груза. Почти во всех переднеприводных автомобилях двигатель установлен поперёк длины машины. Таким образом, кручение двигателя передаётся в кручение колёс максимально компактно, т.е. с меньшим количеством лишних деталей, редукторов и другого.

Плюсы:

— Передний привод имеет ряд преимуществ в условиях жесткой погоды, например, снега или дождя, давая за счет веса двигателя лучшее сцепление с дорогой. Переднеприводные автомобили наименее подвержены заносу. При этом критическая скорость, при которой машину начнет заносить, выше, чем, например, у заднеприводных авто в таких же погодных условиях.

— Компактное расположение двигателя вместе с ведущими колесами. Такое соседство значительно упрощает конструкцию автомобиля, оставляя больше свободного пространства под капотом, в салоне и под днищем.

— Бюджетность переднеприводных автомобилей. Конструкцию машины намного дешевле спроектировать и собрать по сравнению c задним или полным приводом.

Минусы:

— У заноса переднеприводного автомобиля есть и обратная сторона. Если уж машину повело в занос, то вывести ее из заноса будет гораздо сложнее, чем, например, заднеприводную. Для стабилизации ситуации на переднем приводе нужно нажать на газ, хотя многие водители инстинктивно жмут на тормоз, что усугубляет занос.

— Ведущие колеса одновременно являются и поворотными, что вносит оганичения на максимальный угол поворота колес и износ повышенного числа механизмов.

— При выполнении торможения основная масса автомобиля переносится на перед, что приводит к наиболее быстрому износу тормозных механизмов на передней оси авто. Как показывает практика, задние тормозные колодки меняют тогда, когда передние уже поменяли два раза.

— При разгоне весь вес машины наоборот переносится на заднюю часть, что вызывает плохое сцепление ведущих колес с дорогой. Отсюда получается, что переднеприводные машины склонны к пробуксовке. Это, конечно, не большая проблема для маломощных авто, а вот если под капотом лошадок побольше, то это прям целая трагедия. Именно поэтому большинство спорткаров-заднеприводные.

Недостатки переднего привода

Следовательно, нужно упомянуть и о недостатках переднеприводной трансмиссии:

1. Передний привод делает автомобиль недостаточно поворачиваемым. Чем длиннее база модели, тем сложнее «вписать» её в малый радиус поворота.
2. Задние колёса переднеприводного автомобиля выполняют минимальную роль в управлении, по сути работая прицепом-тележкой: на долю передних колёс приходится и движение автомобиля (получение крутящего момента от мотора), и управление посредством руля. Именно получаемый передними колёсами крутящий момент препятствует хорошему «чувству руля», на что жалуются многие автолюбители, которым перед управлением переднеприводным авто довелось поездить на машине заднеприводного типа.
3. Возможно, это прозвучит парадоксально, но автомобили с передним приводом интуитивно более сложны в управлении по сравнению с заднеприводными конструкциями.
4. Частый спутник переднеприводных машин – стартовая пробуксовка. Это происходит потому, что, трогаясь с места, машина «присаживается» на заднюю часть, чем вызывает дефицит сцепления.
5. Из предыдущего пункта вполне логично следует, что на старте переднеприводная модель автомобиля всегда проиграет заднеприводной.
6. Процесс торможения на переднеприводном авто более быстрый, но именно по этой причине он и более жёсткий, сопровождается рывками, которые в других конструкциях смягчены.
7. Как известно, оптимальной развесовкой автомобиля по осям является соотношение 50 на 50: в этом случае обеспечивается равномерное стирание шин, следовательно, на протяжении всей эксплуатации безопасность и равномерность движения не страдают. К сожалению, в случае переднеприводной модели об этом идеале приходится забыть: здесь потребуется дать большую нагрузку на передние колёса, чтобы увеличить их сцепление с дорожным покрытием. Кстати говоря, именно эта особенность стала причиной того, что грузовые модели с переднеприводным типом трансмиссии не получили широкого распространения: никакая дешевизна производства не смогла оправдать малой грузоподъёмности и плохой управляемости переднеприводных грузовиков.
8. Современные конструкции не позволяют реализовать более 250 лошадиных сил через передний привод (речь идёт о средних показателях, а не только о прямолинейной езде).
9. Наконец, немалую опасность при движении в зимних условиях представляет практически неконтролируемый снос передних колёс в процессе заноса автомобиля. Снос, в отличие от заноса, отличается тем, что даже опытный автомобилист может не сразу распознать его начало, а когда процесс уже развернулся в полную силу, его не остановить. С такой проблемой может не справиться даже опытный водитель, поэтому высокие скорости и прочие лихачества на переднеприводном автомобиле в условиях скользкой дороги чреваты очень плохими последствиями.
10. Продолжая говорить о заносах и сносах, следует также упомянуть о том, что контролируемый занос, который может быть выполнен на автомобилях с задним приводом, на переднеприводных конструкциях невозможен. То есть, знаменитый «полицейский разворот» на ограниченном пространстве, в котором как раз применяется контролируемый занос задней оси автомобиля, в случае конструкции с переднеприводной трансмиссией невозможен.
11. В случае движения в гору, если автомобиль забуксовал передними колёсами, он становится беспомощен, в отличие от заднеприводного автомобиля, который в состоянии сдать назад и возобновить движение, в то время как его переднеприводного «собрата» придётся выталкивать и вытаскивать из положения, в котором он оказался.

Приводной вал

Для чего нужен приводной вал?

Как передать крутящий момент от коробки передач или дифференциала к ведущим колесам, которые располагаются на некотором расстоянии? В современном автомобиле эта задача решается с помощью приводных валов, часто вместе со ШРУСами, а если подвеска автомобиля независимая, то ШРУСы обязательны. Поскольку такие автомобили являются наиболее распространенными, рассмотрим именно этот тип приводного вала (переднеприводный автомобиль с независимой передней подвеской). Поскольку ведущих колес на оси два, то приводных валов всегда тоже два – правый и левый. Данный вал состоит из оси, внешнего ШРУСа который соединен с ведущим колесом и внутреннего ШРУСа, который присоединен к КПП. Шарниры соединяются и фиксируются на полуоси с помощью специальнх стопорных колец, а передача вращения обеспечивается за счет шлицевого соединения шарниров и полуоси. ШРУСы дают возможность ведущим колесам перемещаться в вертикальной плоскости, а также менять траекторию движения автомобиля.

ШРУСы бывают разной конструкции, но наиболее часто встречающиеся в автомобиле – шариковые ШРУСы. Передача вращающего момента происходит через поверхность шариков, которые могут работать при значительном угле и высоких скоростях вращения. В состав такого ШРУС входят – сферический корпус, ведущий и ведомый валы, внутренняя обойма, сепаратор с отверстиями для удержания подшипников, шесть шариков, высокотемпературная смазка, пыльник.

Какой приводной вал выбрать?

На сегодняшний день перед владельцем автомобиля всегда встает вопрос — какие ШРУСы выбрать — оригинальные или аналог? Конечно, предпочтительно устанавливать оригинальные детали привода. Но, как это часто бывает оригинальные ШРУСы в продажу не поставляются. Только привод в сборе с обоими шрусами. Стоимость этого узла весьма высокая. Тем не менее, такие фирмы как GKN / Loebro производят отдельно ШРУСы для многих европейских автомобилей. Качественный бренд, выпускающий ШРУС, которые по своим характеристикам на 100% соответствуют параметрам, заложенным в конструкции (характеристики, материал, размеры, качество и параметры смазки), позволяет забыть о замене ШРУС на срок до 100 тыс. км. К сожалению, для азиатских машиндела обстоят несколько хуже. В лучшем варианте получится подобрать корейские узлы, а в подавляющем большинстве ШРУСы производства КНР часто с низким ресурсом работы. В случае же приобретения самых дешёвых вариантов, возможно, данную деталь придется снова менять уже через 20-30 тыс. километров.

Устройство переднего привода автомобиля.

Выделяют три типа компоновки силового агрегата при переднем приводе:

• Последовательная компоновка, при которой двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси;
• При параллельной компоновка двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте;
• Последний тип — «этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией.

Современные технологии позволяют практически уравнять передне- и заднеприводные автомобили с точки зрения потребительских качеств, безопасности и управляемости, но мы все-таки разберем преимущества и недостатки переднеприводных автомобилей. Итак, о преимуществах:

• переднеприводные автомобили, как правило, более компактны, их сборка менее затратная, следовательно, они более экономичны и дешевы;
• в связи с тем, что передние ведущие колеса нагружены достаточно сильно за счет двигателя, проходимость у переднеприводного автомобиля в большинстве случаев значительно лучше, чем у машины с задним приводом;
• при недостаточном опыте вождения, переднеприводный автомобиль легче освоить, особенно при парковке в зимнее время, так как его ведущие колеса направляют автомобиль более точно к месту стоянки;
• вырабатываемая двигателем энергия используется при повороте с большим КПД, так как передние приводящие колеса поворачиваются, а не движутся по касательной;
• в салоне нет необходимости размещать карданный тоннель, из-за отсутствия в конструкции кардана, в связи с чем увеличивается объем кабины.

Однако, не смотря на большое количество положительных моментов, автомобили с передним приводом обладают и достаточным количеством недостатков, а именно:

• у них плохая, в сравнении с задним приводом, маневренность в поворотах из-за ограниченности угла шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС);
• по причине одновременного выполнения передними колесами двух функций – тяги и поворота, задние колеса просто «тащатся» за ними, что приводит к недостаточно «острой» управляемости;
• двигатель жестко закреплен с кузовом автомобиля, а это приводит к передаче вибраций от силового агрегата на кузов;
• при разгоне машины на ее рулевое колесо передается реактивное усилие;
• из-за перераспределения при старте нагрузки назад, передние колеса разгружаются, что приводит к пробуксовке автомобиля;
• для переднеприводного автомобиля действует ограничение по мощности. При установке двигателя мощнее 200 л.с. значительно увеличивается нагрузка на узлы ходовой части, что приводит к плохой управляемости машины.

Какие бывают типы приводов автомобилей?

Задний привод: В этом типе привода двигатель передает крутящий момент на задние колеса автомобиля. Как правило, задний тип привода используется на мощных автомобилях и на пикапах. При использовании в машине заднего привода, достигается оптимальный баланс веса. Но есть минусы. Задний привод менее эффективный и дороже обходится при производстве автомашин.

Передний привод: Двигатель, коробка, привод, дифференциал (который позволяет двигаться колесам с разной скоростью) объединены в один единый блок передачи крутящего момента на переднюю ось. Автомобили с передним приводом (FWD) самые популярные на мировом авторынке. Если для Вас главное экономия топлива и не большая стоимость автомашины, то транспортное средство с передним приводом отличный выбор для приобретения.

Все дело в том, что себестоимость машины с передним приводом значительно меньше, чем автомобиля с задним приводом. И к тому же расход топлива у автомобилей с передним приводом значительно ниже, чем у транспортных средств оснащенных задним приводом.

Полный привод (4х4): В большинстве автомобилей с полным приводом (4WD) водитель может самостоятельно выбирать, как распределять мощность между всеми четырьмя колесами. Так во многих машинах можно отключить передачу крутящего момента на одну ось (как правило, отключается передний мост). К сожалению, за последние годы полноценный полный привод с возможностью переключения передачи крутящего момента, автопроизводителями стал использоваться очень редко в виду того, что этот тип привода наименее эффективен и имеет большую себестоимость.

В последнее время раздаточная коробка редко применяется на современных автомобилях. На смену пришла электроника, которая самостоятельно следит за вращением колес, тем самым контролируя максимальную эффективность автомобиля. Но не смотря на изменение тенденций на авторынке производители оставили в таких автомобилях возможность, регулировать режим работы автомобиля. Так, по желанию водитель может включить пониженную передачу крутящего момента при которой, скорость автомобиля низкая а обороты двигателя повышенные. Это очень помогает при экстремальных условиях эксплуатации автомобиля (к примеру, если автомашина застряла в снегу).

All-Wheel Drive: Это новый тип привода, который все больше завоевывает весь авторынок (как правило, используется в кроссоверах). По данным авто-экспертов, к концу 2015 года в мире будет насчитываться около 30 процентов от всех автомобилей с типом привода на колеса AWD. Этот тип привода, как правило, передает крутящий момент на передние колеса и только тогда, когда не хватает тяги и автомобиль автоматически подключает в работу задние колеса.

Таким образом, практически все автомашины с этим типом привода считаются полно приводными, хотя фактически таковыми время от времени и являются. Как правило, при подключении заднего привода в случае нехватки тяги, распределение крутящего момента составляет: 60 процентов на переднюю ось, 40 процентов на заднюю ось.

Но не во всех машинах с приводом AWD происходит неравномерное распределение крутящего момента. Так в автомобилях Subaru и Audi используется система распределения тяги 50:50. Правда стоит отметить, что машины оснащенные приводом AWD имеют несколько меньшую тягу по сравнению с транспортными средствами, оснащенными приводом 4WD. Также хочется заметить, что в автомобилях AWD не хватает возможности включения пониженной передачи крутящего момента, как это предусмотрено на автомобилях с системой 4WD.