← Как это работает

Как работает полный привод

Урок из восьми шагов на 3D-модели. Посмотрите, как мощность идёт от мотора к четырём колёсам, зачем нужен дифференциал, как муфта подключает вторую ось и что в полном приводе ломается чаще всего.

Во весь экран
Шаг 1

Полный привод тянет все четыре колеса

У обычного автомобиля мотор крутит только два колеса: переднюю или заднюю ось. У полного привода тяга идёт на все четыре, поэтому он реже буксует и увереннее разгоняется на мокрой дороге, снегу и в гору. Внутри кузова — коробка передач, раздаточная коробка, карданные валы и две главные передачи (редукторы) у передней и задней оси.

Шаг 2

Больше колёс тянет — больше сцепления

Тяга ограничена сцеплением шины с дорогой. На сухом асфальте его хватает с запасом, а на мокрой дороге, снегу и льду каждое колесо может передать мало силы. Когда тянут все четыре колеса, общая тяга вдвое больше, поэтому полноприводный автомобиль легче трогается на скользком подъёме.

Полный привод помогает разгоняться и ехать, но не тормозит автомобиль: тормозят шины, а не привод.
Шаг 3

От мотора к колёсам: пять узлов подряд

  • Коробка передачПолучает вращение от мотора и подбирает передачу; на выходе один вал.
  • Раздаточная коробкаДелит вращение на два потока: один идёт назад, другой к передней оси. Внутри бывают шестерни или муфта с пакетом дисков.
  • Карданные валыСтальные трубки с шарнирами на концах: передают вращение, пока кузов и мост ходят вверх-вниз.
  • Главные передачи (редукторы)Поворачивают вращение на 90° и снижают обороты; внутри каждой стоит дифференциал.
  • Полуоси с ШРУСамиКороткие валы с шарнирами равных угловых скоростей отдают вращение на колёса и позволяют им поворачиваться.
Шаг 4

Колёса поворачивают по-разному — и нужен дифференциал

Без дифференциалаоба колеса на одном валу: одно проскальзывает, шины скрипят, узлы закручиваются
С дифференциаломсателлиты позволяют колёсам вращаться с разной скоростью, а тягу делят поровну

В повороте внешнее колесо проходит большую дугу, чем внутреннее, значит, должно крутиться быстрее. Дифференциал — это корзина с шестернями-сателлитами между двумя полуосями. Слабое место обычного дифференциала: если одно колесо стоит на льду, сателлиты отдают всю тягу туда, где легче вращать. Поэтому у полноприводных автомобилей делают блокировки и муфты.

Шаг 5

Главная пара поворачивает вращение на 90°

Карданный вал вращается вдоль автомобиля, а колёса — поперёк. Поэтому в редукторе стоит пара шестерён: маленькая ведущая и большая коронная, которая крутит корзину дифференциала. Зубья у пары скошенные, гипоидные: они входят в зацепление плавно и тихо и выдерживают большую нагрузку. Передаточное число обычно 3–4: ведущая шестерня делает три-четыре оборота, пока коронная — один.

Шаг 6

Муфта с пакетом дисков подключает вторую ось

У большинства современных кроссоверов полный привод подключаемый. Его сердце — многодисковая муфта (BorgWarner, Haldex): пакет тонких дисков, часть которых связана с входом, часть с выходом. Пока диски разведены, тянет только передняя ось. Когда ось начинает буксовать, электроника подаёт масло под поршень, диски сжимаются, и трение передаёт вращение на заднюю ось.

Масло в муфте и фрикционы изнашиваются, поэтому масло в такой муфте меняют каждые 20–40 тысяч километров — чаще, чем советует регламент.
Шаг 7

Три способа сделать полный привод

  • Постоянный (центральный дифференциал)Работает всегда, ничего не включается; тяга делится между осями самим дифференциалом. Так сделаны Audi quattro (Torsen) и Subaru.
  • Подключаемый муфтойОбычно тянет одна ось, при буксовании часть тяги уходит на вторую. Лёгкий и экономичный вариант, самый массовый у кроссоверов.
  • Жёстко подключаемыйРаздаточная коробка с рычагом или кнопкой связывает оси намертво. Для бездорожья отлично, на сухом асфальте нельзя: узлы закручиваются. УАЗ, Нива, Pajero, Jeep.
Шаг 8

Что чаще всего ломается и как беречь привод

  • Масло в муфте, раздатке и редукторахМеняют заметно чаще, чем в регламенте: оно греется, и фрикционы изнашиваются.
  • Шарниры карданов и ШРУСыХруст на поворотах или вибрация на скорости — признак износа; порванный пыльник лучше менять сразу.
  • ШиныВсе четыре одинаковые и с равным износом: даже небольшая разница в диаметре заставляет муфту работать постоянно и перегреваться.
  • НагрузкаДолгая пробуксовка (например, при буксировке) перегревает муфту.
Дальше

Что почитать дальше

3D-модели (Sketchfab, лицензия CC BY): BMW M340i xDrive — 007; Transmission 3D Scan — CIMtech Inc.; Jaguar differential by 3D scan to CAD — peel-3d.com; Driveshaft — PolyPhantom; Hypoid Gear — C. Yamahata.