Life In "Island" In Moskow

Что такое полный привод?
Библия Оффроудера / Four Wheeler's Bible by Jim Allen...Джим Аллен, Northwest Ohio, Fall 2008

Половина победы в изучении езды по бездорожью – это понимании динамики вашей машины и реализация этого понимания в эффективной технике вождения. Это комплексное уравнение, но если вычленить главное, то останется лишь два элемента: сила тяги на колесах и дорожный просвет. То, насколько ваша машина обладает этими элементами и будет определять возможности вашего автомобиля на тропе.

Что такое полный привод?

Полный привод на 4 колеса удваивает запас количества силы тяги на колесах в сравнении с обычным автомобилем с приводом на одну ось. Что такое сила тяги? На этот вопрос можно ответить разными способами. В рамках нашей дискуссии «Сила Тяги 101», давайте назовем это трансформацией крутящего момента двигателя автомобиля в его движение. Большая часть этой трансформации происходит в месте сцепления шин автомобиля с поверхностью грунта. Таким образом, сцепление колес с грунтом является основной частью уравнения силы тяги, равно как и количество колес, имеющих в данный момент сцепление с грунтом и к которым подводится крутящий момент.
Основная и неувядающая система полного привода состоит из трех компонентов. Во-первых – это Раздаточная Коробка (РК), которая распределяет крутящий момент между двумя другими компонентами – передним и задним мостами. РК так же может содержать механизм включения понижения передаточного соотношения, называемый «нижним рядом» (Low Range). Понижение передаточного соотношения в трансмиссии используется для увеличения крутящего момента на колесах или увеличения тормозного момента при торможении двигателем, необходимого при спусках с крутых склонов.

Парт-тайм (Part Time) привод.

В течение львиной доли истории полного привода part-time был нормой. До недавних пор переключиться на полный привод означало переключить механический рычаг РК. В наши дни на многих машинах этот рычаг заменен кнопками, шайбами или иного вида селекторами, которые активируют электромотор в РК, который и осуществляет само включение системы полного привода.

До того момента, как Артур Варн изобрел колесные хабы, популярные в конце 40-х, передние мосты полноприводных автомобилей были жестко подключены к трансмиссии и взывали повышенный износ шин, расход топлива и увеличение радиуса поворота автомобилей на дорогах. Изобретение Варна позволило отсоединить валы переднего моста от колес и дало возможность колесам вращаться свободно. При необходимости полуоси мостов замыкались с колесами вручную переключением хабов.

Это простое устройство с годами развилось в технически сложные и совершенные системы, подключающие полный привод по команде водителя или автоматически.

ЗДЕСЬ КОНЧАЕТСЯ АСФАЛЬТ: PART-TIME 4x4

Система полного привода part-time приводит в движение только задние колеса до тех пор, пока селектор на раздаточной коробке не активирует так же и включение переднего моста.

ЗДЕСЬ КОНЧАЕТСЯ АСФАЛЬТ: ПРЕИМУЩЕСТВА PART-TIME

Главное преимущество part-time в том, что автомобиль управляется как обычный 4х2 до тех пор, пока не требуется дополнительная сила сцепления с грунтом на бездорожье. Движение на двух ведущих колесах позволяет экономить топливо и снизить износ шин, особенно на сухом асфальте

К началу 80-ых автомобили 4х4 подошли с системами парт-тайм со свободными хабами, поставляемыми с завода опционально или в базовой комплектации и тогда же впервые была представлена система Center Axle Disconnect (CAD). В версии Dana CAD предсталяла собой одну из полуосей переднего моста в виде двух секций полуоси, соединяемых между собой подвижной муфтой. Вакуумный актуатор с помощью вилочного рычага перемещал муфту, которая и «замыкала» и «размыкала» полуось. Механизм IFS от GM American Axle делал то же самое, но был расположен ближе к дифференциалу и приводился в действие термопоршневым устройством или электромотором. Системы IFS от Ford устроены подобным образом.

Базовая схема системы полного привода состоит из трех основных компонентов: раздаточная коробка, передний и задний мосты, между которыми распределяется крутящий момент. Большинство настоящих внедорожников так же имеют и понижение – дополнительный понижающий ряд в раздаточной коробке, который в несколько раз увеличивает крутящий момент, когда это необходимо. Все системы CAD объединяет один признак: при отключении переднего моста, одна полуось и, соединенная с ней, главная пара перестают вращаться, а вторая полуось продолжает вращать саттелиты. При отсутствии крутящего момента, при этом, износ шин и стремление автомобиля «распрямить» траекторию в повороте – минимальны.
Не так давно производители выяснили, что при современных более легких дифференциалах меньших размеров система размыкания полуоси и хабы являются излишним усложнением и фактически не дают никакой экономии топлива и снижения износа шин и не влияют на управляемость. Такие системы сегодня сохраняются только на тяжелых пикапах, большие и тяжелые мосты которых вызывают больше механических потерь.
Полный привод дает в два раза большую силу сцепления, или потенциально в два раза большую. Настоящая внедорожная езда требует наличия блокируемых дифференциалов в обоих мостах, но сухой цепкий грунт под всеми колесами помогает справляться и без них.

Фулл-тайм (Full Time) привод.

Системы полного привода full-time на самом деле были нормой до того момента,

когда Timken в 1934 году разработал раздаточную коробку part-time для армейского грузовика Dodge

Современная эра систем full-time началась в 1973, когда AMC Jeep представила раздаточную коробку Borg-Warner 1339, устанавливавшуюся в Jeep Wagoneer и пикапы J-серии. Данная система получила название Quadra-Trac. С тех самых пор full-time прочно прописался в конструкциях большинства 4х4, особенно – в SUV-ах.
First AWD Dodge T9-K45/RF-40x-4 и K39x4 , in 1934 г."This Timken transfer case was the first to offer a part-time position for the transfer case and let the front axle freewheel."http://www.dog-walker.us". Front Axle 1941-1945 Willys Jeep MB with CV-JOINT Variants В 1925 году компания Spicer расширила свою деятельность на международном уровне, приобретя в Англии компанию Hardy, переименованную в Hardy Spicer. Основные продукты включают оси, приводные валы, универсальные шарниры , а также средства для уплотнения и терморегулирования. Chevrolet строил свою систему 4x4 на основании изобретения ASAM , без использования универсальных шарниров. Производителем узлов, обеспечивавших 4x4, стала, компания Spicer (впоследствии Dana} . Первый образец внедорожника Ford был построен в 1930 г. на шасси F1 с передним ведущим мостом фирмы Coleman менеджером которой в то время был Arthur Herrington . В 1931 г. появился "Форд-АА" с передним мостом Richard Asam. Джим Аллен, Northwest Ohio, Fall 2008 Jim Allen Old Iron

ЗДЕСЬ ЗАКАНЧИВАЕТСЯ АСФАЛЬТ: Муфта размыкания полуоси переднего моста (Center Axle Disconnect) – это устройство, которое позволяет обойтись без установки размыкаемых хабов, размыкая на две части одну из полуосей в мосту. Это предотвращает вращение шестерней главной пары в мосту и помогает снизить расход топлива. Но при этом одна из полуосей продолжает вращать дифференциал.

ЗДЕСЬ КОНЧАЕТСЯ АСФАЛЬТ: РУЧНАЯ БЛОКИРОВКА ЦЕНТРАЛЬНОГО ДИФФЕРЕНЦИАЛА

Если центральный дифференциал не заблокирован, поток мощности будет искать путь наименьшего сопротивления и пойдет через то колесо, которое имеет наименьшее сцепление с поверхностью. (Читайте в разделе «Свободный Дифференциал: Путь Наименьшего Сопротивления»)
Система full-time постоянно передает крутящий момент на передний и задний мосты, но из-за того, что передние и задние колеса в повороте проходят разную длину пути, дифференциал в раздаточной коробке должен обеспечить возможность вращения переднего и задних карданных валов с разной скоростью. В большинстве 4х4 этот центральный дифференциал может быть заблокирован для того, чтобы выдать честное распределение момента 50/50 между осями на жестком бездорожье, если это необходимо. Некоторые full-time системы используют для этого ручное включение блокировки дифференциала, остальные системы используют для этого автоматические системы включения или дифференциал ограниченного трения (LSD). Автоматические системы блокировки могут быть исполнены в различных вариациях от грубого пакета сцепления на первом поколении Quadra-Trac и вискомуфты в недавнем прошлом до электронно-управляемого сцепления в современных SUV-ах. (*** Примечание переводчика: идиоматическое выражение английского языка 50/50 или fifty-fifty переводится как: равный; пополам; поровну; разделённый пополам; равные шансы; надвое. В данном контексте автором подразумеваются значения — равные шансы и надвое. Заблокированный межосевой дифференциал вращает колеса передней и задней осей с ОДИНАКОВОЙ скоростью и ВСЕГДА передает крутящий момент на обе оси. Данное выражение НЕ означает, что фактический крутящий момент на переднем и заднем карданных валах при этом будет делиться строго поровну.)

ЗДЕСЬ КОНЧАЕТСЯ АСФАЛЬТ: AWD (All Wheel Drive)

Системы постоянного привода работают достаточно хорошо и обеспечивают устойчивое сцепление с дорогой в повседневной жизни, но для езды по серьезному бездорожью, они очень часто не обладают достаточной прочностью.
Городские «пузотерки» используют «умные» системы, которые используют датчики скорости системы ABS для того, что мониторить скорость вращения колес и активировать и деактивировать центральный дифференциал, а иногда и межколесные блокировки для обеспечения «зацепа» всех четырех колес. Эти системы не предназначены для езды в условиях жесткого бездорожья, но при должной мотивации производителей могли бы быть таковыми. Преимуществами full-time систем являются простота управления и лучшее сцепление колес с дорогой, Системы full-time значительно лучше подключенной системы part-time на снегу. Part-time, активированный на хайвее обязательно потащит машину наружу из поворота из-за отсутствия центрального дифференциала. На льду даже кратковременная потеря сцепления одного из колес может отправить машину в незапланированное путешествие в кювет. Full-time позволяет иметь разность скоростей между осями, что в свою очередь, позволяет иметь более постоянное сцепление колес с дорогой.
Вес на колесе, пятно контакта и поверхность создают силу сцепления. Важной частью того, что в итоге создает силу сцепления, является удельное давление на грунт. Удельное давление на грунт – это производное от веса на колесе и площади пятна контакта. Больше веса на меньшее пятно контакта создает большее давление на грунт и наоборот. Высокое удельное давление на грунт работает НА ВАС на твердых грунтах и ПРОТИВ ВАС на мягких.
Крутящий момент и сила сцепления создают силу тяги. Крутящий момент выдает ваш двигатель, затем крутящий момент увеличивается в коробке перемены передач, потом он увеличивается в раздаточной коробке, потом он увеличивается в главной паре моста, приходит на полуось и двигает ваш автомобиль. Сила тяги, которую может развить ваше колесо, зависит от того – сколько крутящего момента колесо может трансформировать в движение. Если крутящий момент на колесе превышает силу сцепления с грунтом, то колесо начнет проскальзывать. В этом случае нужно уменьшить количество крутящего момента на колесе либо приотпустив педаль газа, либо перейдя на повышенную передачу.

ЗДЕСЬ КОНЧАЕТСЯ АСФАЛЬТ: АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 4х4 AWD (ALL WHEELS DRIVE)

Автоматические системы полного привода объединяют атрибуты систем part-time и full-time. Пока сцепление колес с дорогой хорошее, система работает в режиме привода двух колес. Когда одно колесо начинает проскальзывать, система переключается в режим полного привода автоматически.
К недостаткам full-time систем можно причислить увеличенный расход топлива в размерах от еле заметного до весьма значительного, увеличенный износ шин (от незначительного до среднего), некоторые моменты, связанные с искаженным чувством дороги и вибрациями, более высокую стоимость обслуживания и ремонта. Большинство современных систем, особенно те, которые управляются компьютером, минимизируют вышеуказанные недостатки.
В нескольких, еще недавно выпускаемых автомобилей использовались раздаточные коробки, совмещающих режимы full-time и part-time. Part-time с отключением полного привода использовался для поездок на каждый день и снижения расхода топлива, full-time включался для езды по скользкой дороге, а центральный дифференциал блокировался в ситуациях на сложном бездорожье. Автоматический полный привод (AWD). Некоторые новые SUV-ы и пикапы оборудуются автоматической системой полного привода, которая может оперировать двумя режимами – режимом привода на одну из осей, режимом part-time, когда проскальзывание колес задней оси обнаруживается датчиками системы ABS. Оба эти режима могут быть включены постоянно по выбору водителя (2WD или 4WD соответственно), но режим Auto позволяет пользоваться этой системой не думая, особенно это полезно, когда ситуация меняется очень быстро. Эти системы используются в основном для езды по скользким дорогам.

Привод на все колеса (All-Wheel Drive) против полного привода (Four-Wheel Drive).

Термин all-wheel drive уходит корнями в далекое прошлое, но не так давно окончательно закрепился за автомобилями, использующие полный привод для улучшения управляемости при движении по дорогам в сложных условиях, нежели действительно для езды вне дорог. Системы AWD подходят как обычным автомобилям и минивенам, так и SUV-ам и пикапам, но в чем же разница между AWD и полным приводом?

Первый американский SUV 4x4?

После сотого застревания по ось новенького Reo 1906 Захов, воскликнув «Да кто вообще слышал про мула, ходящего на двух ногах?!», определился с конструкцией на которую получил патент и со своим напарником (Бессердихом) построил прототип 4x4 трансмиссии. Badger FWD был построен в 1908 с паровым двигателем и в 1909 перестроен под ДВС. На ходу (Pioneer Park Museum, Клинтонвилль).Battleship использовался в рекламных целях колеся по автомобильным выставкам и мероприятиям на Среднем Западе, предлагая награду в 1000 долларов любому водителю на любой машине, который сможет ехать за «бэттлшипом» по пересеченной местности хотя бы 15 минут. За два года этот приз никто так и не выиграл. Самое первое удачное воплощение полноприводной трансмиссии принадлежит голландской фирме Spyker, которая и применила ее на своем гоночном автомобиле в 1903 году. Мы, американцы, любим думать, что полный привод начался в США и закончится здесь же, но некоторые европейские и азиатские нации ездят на полном приводе уже больше сотни лет с не меньшим успехом. Система полного привода на этом автомобиле предназначалась, главным образом, для того, что бы быстрее разгонятся и лучше держаться в поворотах на гоночных трассах Европы тех лет, но тем не менее, это была первая полноценная полноприводная машина с бензиновым двигателем, мощным передним ведущим мостом и раздаточной коробкой. Изобретение Артуром Варном в 1940 хаба свободного вращения ( муфта свободного хода ) позволило стать 4х4 мейнстримом американского общества. Ford 250 built light truck 4x4s 1959 M-H for conversion using Dana 44
Не совсем первый, но первый, который успешно и долго ездил и первый произведенный в США 4х4 с управляемым передним мостом. Автомобиль Battleship был произведен компанией Badger Four Wheel Drive Auto Company был построен в 1908 году с паровым двигателем в качестве силовой установки и в 1909 перестроен под двигатель внутреннего сгорания. Компания Badger, сменившая название на FWD в 1910 году выпустила небольшую партию таких машин и выпускала их до 1911 года. Battleship использовался в рекламных целях колеся по автомобильным выставкам и мероприятиям на Среднем Западе, предлагая награду в 1000 долларов любому водителю на любой машине, который сможет ехать за «бэттлшипом» по пересеченной местности хотя бы 15 минут. За два года этот приз никто так и не выиграл. Данная машина в оригинальном состоянии, на ходу, экспонируется в музее Pioneer Park Museum в Клинтонвилле, штат Висконсин, США. Первое важное отличие между all-wheel drive и four-wheel drive в том, что AWD не имеют пониженного ряда в раздаточной коробке. Более того, большинство автомобилей с AWD являются переднеприводными и вообще не имеют раздаточной коробки в традиционном смысле этого слова. Если говорить упрощенно, у них имеется объединенный редуктор переднего моста в сборе с коробкой перемены передач, от которого идет приводной вал на задний мост, который начинает передавать крутящий момент на задний мост при пробуксовке переднего через вискомуфту или электронное сцепление. Так же, большинство этих систем не имеют возможности блокировки центрального дифференциала для жесткого распределения крутящего момента 50/50 между передней и задней осью. Эти системы полагаются на сложные устройства, отслеживающие крутящий момент на колесах и/или скорость вращения колес и решают – какое колесо имеет больше сцепление с дорогой и куда подать больше мощности.
Определенная группа машин, появившаяся относительно недавно, так называемые «кроссоверы» стоит особняком между чисто дорожными автомобилями с приводом на все колеса и настоящими внедорожниками: Honda CR-V, Ford Escape, Toyota RAV-4, Geo Sidekick/Vitara, Kia Sportage, GMC Yukon Denali, Subaru Forester, Hyundai Santa-Fe, Jeep Compass и другие в том де стиле. У этих машин нет пониженного ряда РК с одной стороны, но они достаточно прочны и имеют увеличенный дорожный просвет. Раздаточные коробки некоторых из этих машин могут жестко блокировать межосевой дифференциал и при наличии некоторого опыта и здравого смысла позволяют вполне успешно ездить по бездорожью от легкой до средней степени сложности.

ЗДЕСЬ КОНЧАЕТСЯ АСФАЛЬТ: ИЗ ИСТОРИИ 4х4

Полноприводные машины старые времена были не очень распространены из-за их высокой цены. Добавление двух ведущих колес прибавляло цену всей машины почти в двое, к цене любой машины.

Откуда пошел полный привод?

Полный привод существовал в разных формах с тех пор, как в 1824 году в Англии Бёрсталл и Хилл (Burstall and Hill) построили свою полноприводную паровую карету еще в самом начале паровой эпохи. Сегодня этот факт мало кто помнит, но в конечном итоге этот маленький шаг в развитии предпринимательства привел в итоге к созданию парового локомотива.
Множество идей создания полноприводной трансмиссии бродило в умах изобретателей при наступлении эры моторов в конце девятнадцатого – начале двадцатого веков. Некоторые из них были успешно воплощены в жизнь, но большинство потерпели неудачу.

Идея полного привода настойчиво требовала своего воплощения по одной простой причине: сам по себе автомобиль появился гораздо раньше сети асфальтированных дорог.

Изобретатели сразу поняли, что если подать крутящий момент на все четыре колеса, то общая тяга, развиваемая автомобилем была бы заметно выше на примитивных дорогах того времени. Но существующие технологии тех лет не позволяли воплотить идею в металле. Разработка переднего моста, позволяющего одновременно эффективно рулить и подводить крутящий момент к колесам была, пожалуй, самой тяжелой технической задачей. В сравнении с этим распределить крутящий момент между передней и задней осью через раздаточную коробку выглядело куда более простым делом.

Машинист и изобретатель из Висконсина Отто Захов определился с концепцией полного привода в 1907 году, воскликнув «Да кто вообще слышал про мула, ходящего на двух ногах?!» После сотого по счету застревания по самые втулки колес своего новенького Reo 1906 Отто определился с конструкцией, получил патент и со своим другом и шурином Уильямом Бессердихом построили прототип своей первой полноприводной трансмиссии.

Успех Захова и Бессердиха заложил основу для их совместного предприятия по производству больших полноприводных грузовиков, которое существует и по сей день – FWD Corporation. FWD принадлежали патенты на конструкцию, которая и по сей день является основой любой полноприводной трансмиссии, при том, что дело было еще до первой мировой войны. Но, увы, FWD не были первыми.
Самое первое удачное воплощение полноприводной трансмиссии принадлежит голландской фирме Spyker, которая и применила ее на своем гоночном автомобиле в 1903 году. Система полного привода на этом автомобиле предназначалась, главным образом, для того, что бы быстрее разгонятся и лучше держаться в поворотах на гоночных трассах Европы тех лет, но тем не менее, это была первая полноценная полноприводная машина с бензиновым двигателем, мощным передним ведущим мостом и раздаточной коробкой. Мы, американцы, любим думать, что полный привод начался в США и закончится здесь же, но некоторые европейские и азиатские нации ездят на полном приводе уже больше сотни лет с не меньшим успехом.
Ранние системы полного привода были одними и теми же, что для гражданских, что для военных машин, с одним отличием: если в сфере обороны увеличение стоимости автомобиля оправдано и покрывается государством, то в гражданской сфере удорожание автомобиля на 40% никак не способствовало взрыву популярности полного привода. Таким образом, конструкторы военной полноприводной техники имели больше возможностей для разработки и внедрения своих идей, чем конструкторы «цивильных» автомобилей. К счастью, со временем, часть этих разработок перепала и внедорожникам сугубо «гражданского» назначения.
Раз уж мы упомянули военных, скажем пару слов о терминах, которые пришли в нашу жизнь из армии. Довольно часто мы встречаем термины, такие как 4х4, 4х2 и так далее. Они пришли к нам из военной номенклатуры, описывающей количество колес и конфигурацию трансмиссии военной колесной техники. Первая цифра обозначает количество колес транспортного средства, вторая цифра описывает количество колес этого же транспортного средства, к которому подводится крутящий момент, 4х2 (4 колеса, два ведущих), 4х4 (4 колеса, 4 ведущих), 6х4 (шесть колес, 4 ведущих), 6х6 (шесть колес, шесть ведущих) и так далее в совершенно разных комбинациях.
SITE: Remarkable life on the island.(Elk Island) //////////////// Email: tolia2315@gmail.com \\\\\\\\\\\Home