Что такое AWD: как работает, плюсы и минусы, отличия от 4WD
Содержание:
Все о приводе AWD: в чем отличия от 4WD и других полных приводов
Разница в расшифровке обозначений полного привода условна, а вот суть отличается разительно. Разбираемся в том, что скрывается под тремя буквами с окончанием «WD»
AWD привод: что это
AWD — это аббревиатура от all-wheel drive, что буквально переводится как «привод на все колеса». Вторая интерпретация гласит, что буква «А» означает «automatic-all». То есть, полный привод, который активируется без участия водителя. Это тип полноприводной трансмиссии, где в обычном режиме езды ведущими являются передние колеса, а при необходимости (пробуксовка, занос и т.д.) в работу включается и задняя пара.
Еще одно, сегодня несколько устаревшее название такого типа привода — TOD. Расшифровывается как Torque-On-Demand: «тяга по требованию». Важной особенностью AWD является отсутствие межосевого дифференциала — его роль берет на себя межосевая муфта, о чем подробнее поговорим ниже. Типичным же примером использования AWD может служить подавляющее большинство современных кроссоверов.
AWD и 4WD — в чем разница
4WD — это аббревиатура от 4-wheel drive. Что в переводе означает все тот же «привод на 4 колеса», как и для AWD. Однако техническая реализация совершенно другая. Если в AWD задний мост подключается в определенных случаях с помощью муфты, то 4WD — это классический полный привод, который может быть реализован двумя схемами.
Full-time 4WD
Вариант полноприводной трансмиссии, где в нормальных условиях движения крутящий момент распределяется на все колеса поровну. Схема Full-time 4WD имеет 3 дифференциала: 1 межосевой и 2 межколесных. В базовом академическом варианте, когда автомобиль не оборудован электронными ассистентами и вспомогательными устройствами, эти дифференциалы всегда являются свободными — т.е., в любых условиях распределяют крутящий момент поровну. Такая схема хорошо подходит для движения по скоростным дорогам, но без контроля электроники и соответствующих исполнительных механизмов часто пасует в особо «хитрых» условиях: гололед по одной стороне полосы, диагональное вывешивание и т.п. Самый хрестоматийный представитель семейства full-time 4WD в нашей стране — ВАЗовская «Нива» в любых ее исполнениях.
Part-time 4WD
Родоначальник систем полного привода вообще. Главной особенностью «парт-тайма» является то, что вторая пара колес (передних) задействуется водителем. В наиболее старых схемах это рычаг в салоне и колесные муфты — хабы, которые приходится подключать, выходя из машины. В современных исполнениях механический рычаг уступил место кнопкам, а все действия выполняют электрические (реже — пневматические) приводы.
Фактически, автомобиль с part-time 4WD в изначальном варианте является заднеприводным, а при возникновении сложных дорожных условий водитель принудительно вводит в работу переднюю пару колес. Отсюда и название: part-time можно перевести как «частичный». То есть, машина может быть как задне-, так и полноприводной, в зависимости от ситуации. Еще одна непременная особенность такой трансмиссии — отсутствие межосевого дифференциала. Если на «фулл-тайме» непременно есть центральный дифференциал, то на part-time его нет в принципе. Это помогает вне дорог, но значительно ухудшает эксплуатационные характеристики на асфальте, если ездить без отключения передка. Классика жанра в данном подвиде полноприводных трансмиссий — любой представитель марки УАЗ.
Про момент на дифференциале и главные заблуждения
И здесь в очередной раз имеет смысл развеять главное заблуждение по дифференциалам, с годами буквально оккупировавшее Интернет. Ошибок и опечаток в предыдущих абзацах нет: свободный (незаблокированный) дифференциал всегда распределяет момент поровну. Главный нюанс лишь в том, что этот самый момент задает колесо (или ось) имеющее меньшее сцепление с поверхностью. То есть, суммарный момент на межколесном дифференциале будет напрямую зависеть от наиболее буксующего колеса. Чем меньше его сцепление — тем меньше момент и для второго.
Именно поэтому при пробуксовке одного из колес оси на льду, второе также не двигается: на буксующем колесе реализован нулевой момент — т.к. момент возникает тогда, когда есть сопротивление. Следовательно, на колесе, стоящем на земле, также будет нулевой момент.
Для образного запоминания главного принципа можно считать так: свободный дифференциал очень «ленив». И всегда будет крутить то колесо (или ось), которое ему крутить легче. А так как ввиду конструкции момент распределяется поровну, то и второе колесо, пусть и твёрдо стоящее на земле, получит тот же момент, что и буксующее — нулевой. Машина стоит на месте.
Нюанс касательно распределения момента является наиболее популярным заблуждением при обсуждении дифференциалов. Самая расхожая ошибка — считать, что в свободном дифференциале весь момент уходит на буксующее колесо, а в заблокированном всегда распределяется поровну.
На самом деле все обстоит чуть ли не наоборот. При свободном дифференциале момент всегда одинаков на его половинах, а при блокировке «гуляет» в зависимости от текущего сцепления колес/осей. И чем хуже сцепление одного колеса/оси при блокировке, тем больше момента передается на «соседа».
Так, если заблокированы все межколесные и межосевой дифференциалы, на одном колесе может быть реализовано до 100% всего крутящего момента двигателя. Именно поэтому при включенных блокировках часто рвут полуоси и карданы.
Как работает AWD привод
Самые первые версии автоматически подключаемого полного привода имели вязкостные или фрикционные межосевые муфты, которые работали чисто механически, без какой-либо электроники. Муфта полного привода — это узел, соединяющий два вала, и осуществляющий их связь только при значительной разнице скоростей вращения. Другими словами, муфта ставится в разрез карданного вала, являясь заменой межосевому дифференциалу. Когда машина движется равномерно, то передняя часть вала, которая идет от коробки передач, и задняя его часть, которая связана с задними колесами, вращаются с одинаковой скоростью. При этом муфта разомкнута, и передача крутящего момента через нее не осуществляется.
Как только передняя ось начинает проскальзывать (гололед, песок и т.п.) и вращаться быстрее, в муфте возникает разность угловых скоростей половинок кардана. Ввиду чего она замыкается, и, таким образом, передает часть момента на заднюю ось.
Вышеописанный базовый принцип работы полного привода AWD актуален до сих пор, но в современных исполнениях такие трансмиссии «обросли» электронными устройствами. Сейчас автоматически подключаемый полный привод не может обойтись без контроля и управления со стороны множества датчиков, сервоприводов, насосов и прочих технических ухищрений. Прогресс, с одной стороны, имеет плюсы в виде быстродействия и эффективности работы, а с другой — расплачиваться за это приходится стоимостью и ресурсом.
AWD с преднатягом в муфте
Говоря о современных AWD трансмиссиях, нельзя не упомянуть один важный нюанс. Действительно, вышеописанный алгоритм, когда при пробуксовке передка начинает подхватывать задняя ось, по-прежнему актуален. Но почти любая сегодняшняя «электронная» AWD схема имеет конструкцию межосевой муфты с возможностью преднатяга. Это означает, что даже в штатном режиме движения муфта не всегда разомкнута полностью (как в самых ранних версиях) а периодически отдает назад небольшую часть крутящего момента, в зависимости от множества факторов — скорость, угол поворота, разгон или торможение, вероятность развития сноса/заноса и т.д.
Преднатяг муфты может составлять от 5 до 15% момента, поступающего от двигателя. При полном же ее замыкании распределение момента по осям зависит от сцепления колес на каждой из них (как при блокировке межосевого дифференциала).
Откуда муфта «знает», когда нужно чуть сомкнуть фрикционы и начать передачу момента? За счет электронных алгоритмов. Программа в блоке управления, оценивая десятки параметров движения, определяет, в какой момент и сколько тяги нужно сообщить задней оси. А в ряде случаев электроника «предсказывает» такую необходимость и создает преднатяг заранее (за доли секунды), дабы в экстренной ситуации устранить даже минимальную задержку в срабатывании муфты.
Таким образом, современная AWD трансмиссия являет собой некий гибрид между «фулл-таймом» и классическим AWD. Формально она остается системой Torque-On-Demand, где привод почти всегда передний, а задние колеса подключаются лишь в экстренных ситуациях. Но и косвенные признаки full-time 4WD, в виде преднатяга муфты, у нее присутствуют.
Плюсы AWD
Если брать современные автомобили, AWD является наиболее выгодной полноприводной схемой для легковых машин, включая кроссоверы. Он представляет собой некую золотую середину — когда классическая недостаточная поворачиваемость переднего привода за доли секунды может быть трансформирована в стабильность 4х4. Например, в скользком повороте, заезде одной стороной на обледенелую обочину или иных ситуациях, требующих мгновенного отклика трансмиссии.
Все страшилки «староверов» касательно непредсказуемости автоматически подключаемого полного привода связаны исключительно с самыми древними схемами 20-летней давности. Первые версии муфт, не управляемых электроникой, действительно могли подкинуть сюрприз в определенных условиях движения. Сегодня подобные сценарии исключены.
Кроме того, помимо активной безопасности, полный привод AWD очевидным образом увеличивает проходимость автомобиля вне дорог. Главное при этом помнить, что межосевая муфта не рассчитана на постоянный офф-роуд.
Минусы AWD
Основным недостатком полного привода AWD является непонимание многими владельцами основного его предназначения. Многие водители, будучи твердо уверены, что раз на льду или в грязи у них «гребут все 4», пускаются во все тяжкие. Поэтому основная причина досрочного выхода из строя муфт AWD — перегрев из-за очень тяжелых условий работы. Несмотря на то, что такая машина действительно умеет мгновенно «превращаться» из обычной легковушки в автомобиль с полным приводом, внедорожником она от этого не становится. И для AWD кроссоверов разумный предел — десяток-другой километров заснеженной проселочной дороги или раскисшей после дождя деревенской колеи. Но не более. Как только подобные машины начинают использовать вне дорог регулярно — полный привод очень быстро сдается.
Остается заключить, что для современного кроссовера или полноприводного легкового автомобиля, эксплуатирующегося преимущественно на дорогах, AWD является идеальным вариантом. Он «умнее» классического full-time и, в отличие от part-time, пригоден для эксплуатации на ровных поверхностях и высоких скоростях. «Круче» AWD разве что сложные и дорогие электронные версии full-time трансмиссий для премиум-сегмента: типа Quattro от Audi или 4Matic от Mercedes. Впрочем, та же Audi в последнем поколении Quattro уже свернула на «дорожку» AWD, убрав классический межосевой дифференциал.
Читайте также: