Co jest lepsze z napędem na cztery koła, z przodu lub z tyłu
Zawartość
Napęd w samochodzie to przeniesienie momentu obrotowego z silnika na dowolne koło, które następnie staje się napędem. W związku z tym wszystkie pojazdy zaczynają mieć tak ważną cechę, jak formuła koła, gdzie pierwsza cyfra oznacza całkowitą liczbę kół, a druga - liczbę napędzających.
Ale ta koncepcja nie odzwierciedla innej ważnej właściwości podwozia samochodu, które osie prowadzą z napędem w niepełnym wymiarze godzin, z tyłu czy z przodu? Chociaż w przypadku samochodów z napędem na wszystkie koła 4 × 4 lub nawet 6 × 6 nie ma to znaczenia.
Co to jest napęd na cztery koła, różnice z tyłu iz przodu
Każdy typ ma swoje zalety i wady, więc nadal istnieją we względnej równowadze. Z teoretycznego punktu widzenia samochód z napędem na przednie lub tylne koła uzyskuje się z napędu na wszystkie koła, po prostu eliminując części przekładni, które przenoszą przyczepność na jedno lub drugie koło. W rzeczywistości technologia nie jest tak łatwa do osiągnięcia.
Obowiązkową jednostką pojazdu z napędem na wszystkie koła jest skrzynia rozdzielcza lub skrzynia rozdzielcza, która rozkłada moment obrotowy na osie.
W samochodach z jednym napędem nie jest to potrzebne, ale po prostu nie można tego wykluczyć, razdatka jest zintegrowana z ogólnym schematem jednostki napędowej, więc cały samochód podlega przebudowie.
Podobnie jak w przeciwnym przypadku, jeśli do linii początkowo na przykład samochodów z napędem na przednie koła tego samego modelu zostanie dodana modyfikacja napędu na wszystkie koła, pociągnie to za sobą duże komplikacje.
Wielu producentów nawet nie próbuje dodać wersji 4 × 4 do swoich hatchbacków i sedanów, ograniczając się do zwiększenia prześwitu i plastikowego zestawu karoserii do modyfikacji krzyżowych.
Dotyczy to również ogólnego układu. Historycznie wykształciło się już, że w pojazdach z napędem na przednią oś jednostka napędowa znajduje się w poprzek komory silnika, skrzynia biegów wyposażona jest w dwa wały z przegubami homokinetycznymi (przeguby homokinetyczne) idące do przednich kół, które są jednocześnie napędzane i sterowane .
Przeciwnie, w przypadku napędu na tylne koła silnik ze skrzynią znajduje się wzdłuż osi samochodu, następnie wał napędowy przechodzi na tylną oś. W obu przypadkach napęd na cztery koła może być realizowany z różnym stopniem złożoności.
Urządzenie i zasada działania
Do przenoszenia momentu obrotowego stosuje się zestaw komponentów i zespołów tworzących przekładnię.
Obejmuje:
- skrzynia biegów (skrzynia biegów), odpowiedzialna za zmiany całkowitego przełożenia, czyli stosunku prędkości obrotowej wału silnika do prędkości kół napędowych;
- skrzynia rozdzielcza, rozdzielająca moment obrotowy w zadanym stosunku (niekoniecznie po równo) między osie napędowe;
- przekładnie Cardana z przegubami homokinetycznymi lub przegubami Hooke'a (krzyżami), które przenoszą obrót na odległość pod różnymi kątami;
- przekładnie osi napędowej, dodatkowo zmieniające prędkość obrotową i kierunek przenoszenia momentu obrotowego;
- półosie łączące skrzynie biegów z piastami kół.
Jak już wspomniano, z całego zestawu schematów wyróżniały się dwa główne, charakterystyczne dla poprzecznych i podłużnych jednostek napędowych.
- W pierwszym przypadku skrzynia rozdzielcza jest przymocowana z boku skrzyni biegów, nazywana jest również skrzynią kątową. Ze względów konstrukcyjnych przechodzi przez nie wał napędowy jednego z przednich kół, tutaj moment przenoszony jest na tylną oś przez parę kół zębatych z przekładnią hipoidalną, dla której obrót obraca się o 90 stopni i trafia na biegnący wzdłuż samochód.
- Drugi przypadek charakteryzuje się umieszczeniem skrzyni rozdzielczej na tej samej osi co wał wyjściowy skrzyni biegów. Wał napędowy do tylnych kół znajduje się współosiowo z wałem wejściowym skrzyni rozdzielczej, a przednie są połączone tym samym układem napędowym, ale z obrotem o 180 stopni i przesunięciem w dół lub w bok.
Razdatka może być dość prosta, odpowiedzialna tylko za rozgałęzienie chwili, lub złożona, gdy wprowadza się do niej dodatkowe funkcje zwiększające zdolność do jazdy w terenie lub sterowność:
- demultiplikator, czyli nadbieg do zwielokrotnienia momentu obrotowego na drodze;
- centralny mechanizm różnicowy, który rozdziela moment w określonej proporcji;
- elektromagnetyczne sprzęgła cierne pełniące rolę elementów wykonawczych w systemie automatycznej regulacji możliwości przekładni;
- wały odbioru mocy do dodatkowych urządzeń.
Skrzynie biegów osi napędowej w maszynach z napędem 4×4 mogą być również skomplikowane ze względu na obecność sterowanych mechanizmów różnicowych lub sprzęgieł elektronicznych. Aż do wymuszonych blokad i oddzielnego sterowania kołami jednej osi.
Rodzaje napędu na wszystkie koła
W różnych trybach jazdy bardzo przydatna jest redystrybucja momentu obrotowego między kołami, aby z jednej strony zwiększyć wydajność, a z drugiej zdolność do jazdy w terenie. Co więcej, im bardziej skomplikowana jest przekładnia, tym jest droższa, dlatego różne typy i klasy maszyn wykorzystują różne schematy napędowe.
stały
Najbardziej logiczne byłoby używanie napędu na wszystkie koła zawsze iw każdych warunkach drogowych. Zapewni to przewidywalność reakcji i stałą gotowość maszyny do każdej zmiany sytuacji. Jest to jednak dość drogie, wymaga dodatkowych kosztów paliwa i nie zawsze jest uzasadnione.
Klasyczny schemat stałego napędu na wszystkie koła (PPP) w całej swojej prostocie zastosowano w ponadczasowym sowieckim samochodzie Niva. Silnik wzdłużny, następnie skrzynia, skrzynia biegów jest z nim połączona przez krótki wał kardana, skąd dwa wały przechodzą na przednią i tylną oś.
Aby zapewnić możliwość obracania się przedniego i tylnego koła z różnymi prędkościami, co jest ważne na suchej nawierzchni w zakrętach, w skrzyni rozdzielczej znajduje się międzyosiowy mechanizm różnicowy, który można zablokować, aby mieć wolne co najmniej dwa koła napędowe -droga, gdy dwie pozostałe się poślizgną.
Istnieje również demultiplikator, który w przybliżeniu podwaja ciąg przy takim samym zmniejszeniu prędkości, co bardzo pomaga stosunkowo słabemu silnikowi.
Zawsze występuje moment obrotowy na kołach napędowych, dopóki jedno z nich się nie zatrzyma. To główna zaleta tego typu transmisji. Nie trzeba myśleć o jego ręcznej mobilizacji ani tworzyć złożonej automatyzacji.
Oczywiście użycie PPP nie ogranicza się do jednej Nivy. Jest stosowany w wielu drogich samochodach premium. Gdzie cena emisji tak naprawdę nie ma znaczenia.
Jednocześnie transmisja jest dostarczana z masą dodatkowych usług elektronicznych, głównie w celu poprawy sterowalności przy nadmiarze mocy, schemat na to pozwala.
Автоматический
Połączenie dodatkowej osi napędowej z automatyką ma wiele wersji, można wyróżnić dwa specyficzne schematy, stosowane w BMW i wielu innych premium oraz sprzęgło w napędzie na tylne koła typowe dla masowych crossoverów.
W pierwszym przypadku wszystko jest przypisane do sprzęgieł w razdatce z napędem elektronicznym. Zaciskając lub rozpuszczając to sprzęgło pracujące w oleju, można zmieniać rozkład momentów wzdłuż osi w szerokim zakresie.
Zwykle przy ruszaniu z mocnym silnikiem, gdy główne tylne koła napędowe zaczynają się ślizgać, przednie są podłączane, aby im pomóc. Istnieją inne algorytmy redystrybucji, są one wbudowane w pamięć jednostek sterujących, które odczytują odczyty z wielu czujników.
Drugi przypadek jest podobny, ale główne koła są przednie, a tylne są połączone na krótki czas poprzez sprzęgło między wałem kardana a przekładnią osi.
Sprzęgło szybko się przegrzewa, ale nie oczekuje się, że będzie działać przez długi czas, tylko czasami trzeba lekko popchnąć samochód nad tylną osią na śliskiej drodze lub w trudnym zakręcie. Tak zbudowane są prawie wszystkie crossovery w modyfikacji 4×4.
Wymuszony
Najprostszy i najtańszy rodzaj napędu na wszystkie koła, stosowany w SUV-ach użytkowych, których stałe miejsce pracy znajduje się poza chodnikiem. Tylna oś służy jako stała oś napędowa, aw razie potrzeby kierowca może włączyć przednią oś, mocno, bez mechanizmu różnicowego.
Dlatego na twardej nawierzchni samochód musi mieć napęd na tylne koła, w przeciwnym razie skrzynia biegów zostanie uszkodzona. Ale takie maszyny mają duży margines bezpieczeństwa, są proste i niedrogie w naprawie.
Wiele importowanych pickupów i SUV-ów również ma takie modyfikacje, czasami drogie i skomplikowane w bardziej zaawansowanych wersjach z napędem opcjonalnym.
Plusy i minusy 4WD (4×4)
Minus, w rzeczywistości, jeden - cena emisji. Ale pojawia się wszędzie:
- początkowo samochód jest trudniejszy, dlatego jest drogi przy zakupie;
- częściej wymaga naprawy, im więcej sprzętu, tym mniejsza niezawodność;
- dzięki dodatkowym obracającym się częściom większe zużycie paliwa;
- wzrost masy, co wpływa na dynamikę i wydajność;
- rosnąca złożoność układu jednostek, co znajduje odzwierciedlenie w złożoności konserwacji.
Wszystko inne jest zasługą:
- doskonała zdolność do jazdy w terenie, wszystkie koła są obciążone momentem obrotowym;
- maszyna jest lepiej sterowana dzięki dodatkowemu wektorowi ciągu na sterowanej osi;
- poprawiona dynamika na śliskich drogach, opony rzadziej się ślizgają;
- redystrybucja ciągu zmniejsza wymagania dotyczące wytrzymałości części;
- Guma bieżnika opony zużywa się bardziej równomiernie.
Wszystko to umożliwia szerokie zastosowanie napędu na wszystkie koła w mocnych i drogich maszynach, gdzie dodatek do ceny nie jest tak znaczący.
Jak prowadzić samochód z napędem na cztery koła
Aby wykorzystać wszystkie możliwości napędu na wszystkie koła, konieczne jest przestudiowanie cech konstrukcyjnych konkretnego samochodu, aby zrozumieć, jak działa jego schemat transmisji.
- Nie używaj napędu na wszystkie koła typu plug-in bez centralnego mechanizmu różnicowego na asfalcie, spowoduje to szybkie zużycie.
- Aby ćwiczyć jazdę na śliskich drogach w zakrętach, często samochody z napędem na wszystkie koła, zwłaszcza te z wolnym mechanizmem różnicowym lub automatycznym przenoszeniem momentu obrotowego, mogą zachowywać się nieprzewidywalnie, zmieniając zachowanie z napędu na przednie koła na napęd na tylne koła i odwrotnie. I trzeba pracować z pedałem gazu w zakręcie z diametralnie odwrotną taktyką, samochód dla zwiększenia przyczepności może albo odjechać z poślizgiem w zakręcie, albo zacząć wysuwać przednią oś. To samo dotyczy tłumienia rozpoczętego poślizgu tylnej osi.
- Dobra stabilność samochodu 4×4 zimą może zostać nagle utracona przez kierowcę. Trzeba być na to przygotowanym, ponieważ samochody z napędem jednokierunkowym zawsze z wyprzedzeniem ostrzegają o utracie przyczepności.
- Doskonała biegowość nie powinna prowadzić do bezmyślnych wizyt w błotnych „zasadzkach” czy śnieżnych polach. Możliwość wyjścia z takich warunków bez ciągnika zależy bardziej od dobranych opon niż od zdolności automatyzacji w skrzyni biegów.
Jednocześnie, przy rozsądnej strategii jazdy, samochód z napędem na wszystkie koła zawsze pomoże uniknąć kłopotów, w które jednonapędy wpadną znacznie wcześniej. Tylko nie nadużywaj.
W przyszłości wszystkie samochody otrzymają napęd na wszystkie koła. Wynika to z postępu w technologii pojazdów elektrycznych. Bardzo łatwo jest wdrożyć schemat z silnikiem elektrycznym dla każdego koła i zaawansowaną energoelektroniką.
Samochody te nie wymagają już wiedzy inżynierskiej na temat rodzaju napędu. Kierowca będzie kontrolował tylko pedał przyspieszenia, samochód zajmie się resztą.
