Виды приводов автомобиля

Классический механизм

Классикой считается ременный привод. Это относительно простой механизм – обороты с движка подаются на шкив барабана посредством резинки. Ремни, которыми оснащены современные машины, очень тонкие и эластичные – за счет этого достигается невысокий уровень шума при работе стиралки. Внутренняя поверхность ремешка обычно имеет тканевую основу, которая позволяет снизить вибрацию.

Различают два вида приводных ремней:

• клиновидные – они имеют на своей поверхности характерный рисунок;
• ручейковые – имеют продольную ребристость на «изнаночной» поверхности, за счет чего достигается хорошее сцепление с барабанным «колесом» и шкивом мотора.

На самом деле, существенных различий между клиновидными и ручейковыми ремнями привода нет. У них примерно одинаковые характеристики и сцепные свойства

Поэтому заострять внимание на типе резинки не стоит

Резинки имеют свойство растягиваться и даже рваться, особенно, при периодическом перегрузе машинки бельем. Однако несомненные преимущества ременной передачи – дешевизна и ремонтопригодность. Заменить ремень по силам даже домохозяйке, причем стоить комплектующие будут совсем недорого.

Многие покупатели, выбирая автомат, всегда смотрят на цену. Расходы на производство машинки с ременным приводом гораздо ниже, что отражается на конечной, невысокой стоимости такого стирального оборудования. Но в чем же выигрывают более дорогие прямоприводные стиралки? Попробуем разобраться.

Пневматический привод

Пневмопривод использует энергию сжатого воздуха. На машиностроительных заводах имеется сеть трубопроводов сжатого воздуха давлением 0,4–0,6 МПа, создаваемого компрессорами, приводимыми в действие электродвигателями.

Основные преимущества пневматических приводов:

• надежность;
• быстродействие;
• простота конструкции;
• экономичность;
• дешевизна энергоносителя (воздуха);
• возможность бесступенчатого регулирования скорости исполнительных органов привода в широких пределах;
• безопасность в пожарном отношении.

Главный недостаток пневмопривода на машиностроительных заводах — низкое (в 100 раз меньше, чем у гидропривода) давление, не позволяющее получать больших усилий. Однако пневмоприводы имеют и ряд других недостатков, связанных в основном с высокой сжимаемостью воздуха. Энергия сжатого воздуха, преобразуемая в кинетическую энергию движущихся масс, вызывает рывки и удары, снижающие точность позиционирования выходных звеньев исполнительных органов станка. Поэтому пневмоприводы не обеспечивают необходимой плавности и точности хода, а также получения при переменной нагрузке равномерной и стабильной скорости перемещения исполнительных органов станков. Пневмоприводы, как правило, имеют более низкий (по сравнению с гидроприводом) КПД, а также требуют применения смазывающих устройств.

Исполнительными механизмами (почти как и в гидроприводе) являются пневмоцилиндры и мембранные исполнительные механизмы-пневмокамеры (для поступательного движения, рис. 8), пневмомоторы (для вращательного движения, рис. 9) и поворотные исполнительные механизмы (поворот на угол менее 360°, рис. 10).

Пневмокамеры срабатывают при подаче сжатого воздуха в отверстие К1/4″. Поршень, уплотненный резиновой диафрагмой движется вверх, увлекая за собой тягу d; после сброса давления пружина возвращает поршень вниз. Остальные пневмоприводы действуют подобно аналогичным гидравлическим. В качестве пневмомоторов применяют пластинчатые, поршневые и реже шестеренные, центробежные и другие машины.

Рис. 8. Пневмокамера

Рис. 9. Схема пластинчатого пневмомотора: 1 — ротор; 2 — статор; 3 — пластина

Рис. 10. Поворотный пневмоцилиндр (Рв — давление воздуха)

Промышленность выпускает следующую пневмоаппаратуру: фильтры, влагоотделители, предохранительные клапаны, дроссели, распределители, обратные и редукционные клапаны, регуляторы и реле давления. Заводы изготавливают также устройства очистки сжатого воздуха, глушители и др.

В цехах пневмопривод используется в приспособлениях для зажима заготовок совместно с усиливающими рычажными, винтовыми и клиновыми механизмами, а также для привода манипуляторов.

С помощью пневматических устройств решают сложные задачи автоматизации и управления станками.

Пневматические приводы загружают заготовки, включают и выключают рабочие движения режущего инструмента, тормозят рабочие органы станка при их остановке, освобождают и удаляют заготовки со станка, служат в качестве аэростатических опор и направляющих, а также выполняют другие функции. При применении сдвоенных (тандемы) и строенных пневмоцилиндров их общего усилия может быть достаточно и для решения технологических задач.

Пневмогидравлический привод позволяет получить бóльшие усилия, чем пневматический. Воздух действует на поршень большого диаметра, который плунжером малого диаметра вытесняет масло под более высоким давлением, поступающее в гидроцилиндр.

Полный привод

Крутящий момент двигателя может передаваться на передние и на задние колёса, т.е. обе оси ведущие. ПП можно разделить на три подвида: постоянный ПП, подключаемый ПП и автоматически подключаемый ПП.

Постоянный полный привод. В автомобиле с такой системой обе оси и все четыре колеса являются ведущими. Эта система позволяет ездить и по твёрдым дорогам и по бездорожью. В трансмиссии такого автомобиля обязательно присутствует межосевой дифференциал.

Небольшое отступление, дифференциал – это механическое устройство, которое распределяет крутящий момент, полученный с приводного вала, пропорционально между ведущими колёсами, автоматически компенсируя разницу в скорости их вращения.

Можно сказать, что дифференциал направляет момент на ведущие колеса, позволяя им вращаться с разными(дифференцированными) угловыми скоростями. Дифференциал устанавливается на все ведущие оси(и передние и задние).

В таких системах межосевой дифференциал может быть свободным с принудительной блокировкой или самоблокирующийся. Машины со свободным дифференциалом на асфальте обладают посредственной управляемостью, из за его особенностей перераспределения крутящего момента.

Решением этой проблемы стало применение самоблокирующегося межосевого дифференциала. Автопроизводители применяют самоблоки различных конструкций, но их основной задачей является не допущение отключения оси, при пробуксовке колёс другой.

Подключаемый полный привод. Этот тип появился первым. Система характеризуется отсутствием межосевого дифференциала, жёстким подключением переднего моста. Т.е. передние и задние колёса крутятся с одинаковой скоростью.

Такой тип ПП нельзя использовать на дорогах с твёрдым покрытием. Колеса любой машины вращаются с одинаковой скоростью, только при прямолинейном движении. При повороте одно из колес каждой оси начинает крутиться быстрее, чем второе. А скорость самих осей тоже перестаёт быть одинаковой. Происходит это из-за того, что колеса идут по разным траекториям.

То, которое снаружи поворота, проходит больший путь, чем то, которое внутри. Так же и оси. Езде с большими скоростями в таком случае невозможна. Не позволит этого отвратительная управляемость, да и нагрузки на трансмиссию быстро выведут ее из строя, не говоря уже об износе шин. Дифференциал как раз и позволяет одной оси обгонять другую при возникновении разницы их скоростей.

Кратковременное, прямолинейное движение по твёрдому покрытию не нанесёт вреда автомобилю, но любой поворот будет вызывать затруднения. В грязи, на песке или гравии ничто не мешает колесам при необходимости проскальзывать благодаря слабому сцеплению колес с грунтом.

Такой тип ПП отлично подходит для эксплуатации автомобиля на бездорожье, при не частом выезде на дороги с твёрдым покрытием. Конструкция его трансмиссии проста и надёжна, при правильной эксплуатации она очень надёжна.

Автоматически подключаемый полный привод. Дальнейшее совершенствование систем ПП привело к появлению электронно-управляемых систем с переброской и перераспределением крутящего момента. На таких автомобилях компьютер отвечает за перераспределение крутящего момента на ту или иную ось, посредством электронно-управляемой муфты(которая заменила межосевой дифференциал).

За последние 20 лет такие системы сделали большой шаг вперёд. Они избавились от былой нелогичности и запаздывания срабатывания муфт. В первое время скорость обработки информации с колёсных датчиков была достаточно низкой, что и приводило к запаздываниям.

Современные серийные системы избавились от этих проблем с софтом. Но есть одно «но»: такой тип трансмиссии годится только для эксплуатации на твёрдых покрытиях с эпизодическими минимальными выездами на бездорожье, наподобие в меру разбитой грунтовки.

Большая часть электроноуправляемых  муфт не рассчитаны на серьёзное бездорожье, при пробуксовке они перегреваются и отключаются. Причем для этого достаточно и десяти минут  ледового дрифта или пробуксовки в снегу. А если перегревать ее регулярно, она может и вовсе выйти из строя.

Одной из примет времени можно назвать интеграцию в эту систему ПП различных электронных помощников. АБС, система стабилизации, противобуксовачная система, датчики кренов кузова и угла поворота руля – всё это и многое другое интегрируется в эту систему полного привода. Чем дороже машина, тем сложнее эти системы.

На бездорожье эти системы могут при помощи тормозов имитировать блокировки межколёсных дифференциалов, а на асфальте значительно улучшать управляемость авто. Но все эти системы становятся излишне сложными, что сулит трудности в ремонте.

Виды полного привода

Постоянный полный привод

Постоянный полный привод 4х4 – вид привода, при котором крутящий момент распределяется от двигателя одновременно на все колеса. Такой привод может использоваться на разных классах автомобилей с продольной или поперечной схемой расположения двигателя. Для оптимального распределения крутящего момента современные системы полного привода снабжены самоблокирующимися дифференциалами с возможностью распределения мощности по осям в разных соотношениях.

Элементы постоянного полного привода системы Quattro

Электроника координирует работу системы, получая сигналы от датчиков скорости вращения колес, и моментально изменяет соотношение мощности в зависимости от дорожных условий и характера движения. Данный тип полного привода является наиболее прогрессивной системой, обеспечивающей лучшую активную безопасность и динамику вождения.

Недостатки: повышенный расход топлива и постоянная нагрузка на элементы трансмиссии.

Фирменный постоянный полный привод на все колеса используют в своих автомобилях такие производители, как Audi (Quattro), BMW (xDrive), Mercedes (4Matic) и другие.

Принудительно подключаемый

Для автомобилей повышенной проходимости оптимальный способ реализации полного привода – принудительно подключаемый. Он устроен по стандартной схеме, отсутствует лишь центральный дифференциал. Ведущая ось – задняя, подключаемая – передняя. Крутящий момент на переднюю ось передается посредством раздаточной коробки, которая управляется вручную.

Схема и элементы подключаемого полного привода

Водитель самостоятельно включает привод всех колес посредством рычагов или кнопок управления перед преодолением сложного участка или, например, бездорожья. Включение раздаточной коробки обеспечивает жесткую связь между осями и распределение крутящего момента в равном соотношении. На приборной панели загорается индикатор полного привода. Часто в конструкции дополнительно предусмотрена возможность жесткой блокировки межколесных дифференциалов, а также использование повышенной и пониженной передач.

При включенном полном приводе элементы трансмиссии испытывают сильные нагрузки, управляемость автомобиля значительно ухудшается. В нормальных условиях движения раздаточная коробка отключается, и индикатор полного привода гаснет, движение продолжается с задней ведущей осью. Трансмиссия освобождается, что обеспечивает продление ее ресурса и снижение расхода топлива. Принудительно подключаемый полный привод применяется, в основном, на внедорожниках. Например, на Toyota Land Cruiser и Land Rover Defender.

Автоматически подключаемый

Схема автоматически подключаемого полного привода Схема автоматически подключаемого полного привода разработана с учетом возможности моментального подключения второй оси к ведущей. Основной привод – задний или передний. При фиксации разности вращения колес фрикционная муфта межосевого дифференциала замыкается по команде электроники, и мощность начинает передаваться на все колеса. Ряд моделей предусматривает отключаемый режим 4х4, и автомобиль становится моноприводным. Автоматически подключаемая система полного привода 4Motion применяется на моделях автоконцерна Volkswagen.

Какие есть недостатки у системы привода AWD?

1. Электроника. Все зависит от целой кучи датчиков, которые могут выйти из строя в любой момент и не включить привод или не выключить его в нужное время.
2. Отсутствие ручных настроек. Для многих покупателей авто это будет настоящая беда, вы не можете ничего настроить самостоятельно.
3. Непонятный момент включения привода. Вполне возможны заносы и другие неприятные ситуации, если вы не прочувствуете момент включения полного привода.
4. Дорогой ремонт. Системы AWD невероятно сложны в восстановлении, так как они представляют собой комплект дорогих электронных систем и датчиков, которые сложно поддаются диагностике.
5. Завышенные ожидания. Часто покупатель машины с AWD считает, что у него в активе настоящий внедорожник, но чаще всего эти машины не оправдывают таких ожиданий.
6. Переплата в том случае, если полный привод вам не нужен. Статистика говорит о том, что более половины полноприводных авто покупаются для имиджа, а не для реальной пользы.

Какой привод безопаснее? Какой привод наиболее безопасен?

Передний привод управляется намного проще, переднеприводый авто труднее пустить в занос, поэтому в качестве первого автомобиля лучше выбирать машину именно с передним приводом. С другой стороны, занос заднеприводного авто легко исправляется интуитивным сбросом газа – отпустил газ и машина вернулась на траекторию. А на переднем приводе занос означает, что водитель перешел все допустимые границы.

Вызвать занос на передне-приводном авто сложнее, чем на заднем, но и для выхода из заноса на переднем приводе – нужно гораздо большее мастерство. На заднем приводе, занос – это норма и он возникает постоянно, а чтобы его устранить обычно бывает достаточно просто отпустить педаль газа. Можно сказать, что задний привод сразу показывает водителю всю опасность скользкой дороги, а передний – до последнего скрывает ее от водителя. Впрочем, даже для заднего привода есть предел скорости, после которого сброс газа не способен стабилизировать автомобиль.

Что касается полного привода, то с ним все еще сложнее. Полный привод на скользком покрытии может повести себя как передний или как задний, в зависимости от того, под каким колесом скользко.

Для переднего привода характерна более высокая курсовая устойчивость, чем у заднего

На заснеженной или грязной трассе передний привод идет, как паровоз по рельсам, в то время, как с задним приводом работать газом на скользкой дороге надо очень осторожно – машину может развернуть

А вот полный привод снежную кашу, как и бездорожье, переносит даже лучше, чем передний, но если нет межосевого дифференциала, то в поворот он входит неохотно. Будьте осторожны!

Задний привод позволяет быстрее разгоняться, легко входит в занос, но также просто из него выводится, а все это вместе делает езду на заднеприводном авто более интересной. На скользкой дороге, задний привод управляется совсем не так, как передний, но многие водители за это его и ценят. 

Итак, какой же привод считать более безопасным? Увы, но однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Каждый вид привода автомобиля ведет себя по-разному, у каждого свои плюсы и минусы, каждым видом привода надо умело пользоваться, не нарушая законы физики. Но одно можно сказать с уверенностью: если Вам нужен безопасный автомобиль, то он может обладать любым видом привода, главное, чтобы на нем обязательно была включена система курсовой устойчивости – ESP. Эта умнейшая программа способна подтормаживать каждое колесо в отдельности, таким образом, исправляя многие ошибки водителя.

Как отличить внедорожник от “паркетника”?

Классический внедорожник, то есть автомобиль, предназначенный для эксплуатации в условиях тяжелого бездорожья, должен иметь следующие конструктивные особенности:

• раму;
• постоянный или подключаемый механически полный привод (именно механически, а не, например, через вискомуфту);
• неразрезные мосты;
• механическую блокировку межосевого и межколесного дифференциалов (причем, опять же, именно механическую, а не ее имитацию путем подтормаживания буксующего колеса);
• понижающую передачу;
• высокий дорожный просвет;

Механизмы блокировки межосевого дифференциала, подключения второй оси и управления понижающей передачей часто объединены в раздаточную коробку. Ее наличие — один из основных признаков настоящего внедорожника.

Хотя в последнее время эти постулаты подверглись пересмотру. Например, неразрезной мост уже не есть обязательный атрибут хорошего внедорожника, он скорее вынужденное зло. Просто независимая подвеска надлежащей надежности получается значительно дороже, чем неразрезная балка. Да и безрамных внедорожников становится все больше.

Кроссовер (в обиходе «паркетник») — это что-то среднее между обычным легковым автомобилем и внедорожником. Предназначен для эксплуатации по асфальту, грунтовым дорогам и легкому бездорожью. Имеет увеличенный дорожный просвет, полный привод (подключаемый автоматически, а не механически). Некоторые модели имеют только передний привод. Вот и все признаки, которые взяты от внедорожника. С обычными же легковыми автомобилями кроссоверы роднит несущий кузов, независимая подвеска колес. Да и вообще, кроссоверы создаются на платформе легковых автомобилей.

Стремление автопроизводителей создать и занять побольше «ниш» авторынка привело к созданию так называемых SUV (Sport Utility Vehicle). Это автомобили универсального назначения, имеющие некоторые атрибуты внедорожника (рама, понижающая передача, блокировки), но цельный мост только сзади, а передняя подвеска — независимая. Такие машины обладают неплохими характеристиками на шоссе и способны преодолеть достаточно серьезное бездорожье. То есть это еще не внедорожники, но уже и не «паркетники».

Как быть тем, кто хочет купить полноприводный автомобиль, но не знает, какому именно типу трансмиссии отдать предпочтение? Просто необходимо определиться, где и как преимущественно будет эксплуатироваться автомобиль. Если вы любитель скоростной езды, покупайте легковой автомобиль с постоянным полным приводом. Если вы любитель умеренной езды, но зимой хотите себя обезопасить от лишних проблем, покупайте автомобиль с автоматически включаемым полным приводом. Любителям охоты, рыбалки, поездок на дачу и отдыха на природе независимо от времени года следует ориентироваться на максимальный запас проходимости своих автомобилей. Этому соответствуют внедорожники с большим дорожным просветом, понижающим рядом передач и как можно большим числом блокировок дифференциалов (лучше всего трех).

Плюсы и минусы

Прямой привод в современных стиральных машинках наиболее предпочтителен. Такие системы востребованы, потребители выбирают их чаще ременных. В популярности прямого привода в бытовой технике нет ничего удивительного, ведь он имеет массу преимуществ. Ознакомимся с ними.

• Один из главных плюсов прямого привода заключается в отсутствии большого количества мелких деталей, быстро выходящих из строя. Ременные разновидности такой особенностью похвастать не могут.
• Машинки, оснащенные прямым приводом, работают тихо, не вызывая раздражение у домочадцев. Все, что можно услышать от подобной техники, это легкие шуршание вещей, крутящихся в барабане. Ременные же модели обычно работают громко и с сильными вибрациями.
• Стиральные машины с прямым приводом отличаются высокой устойчивостью. За счет этого работа барабана в устройстве оказывается более сбалансированной и качественной.
• В процессе работы машинки с прямым приводом очень мало вибрируют. Такой положительный эффект достигается благодаря качественной сбалансированности и устойчивости агрегата. В таких условиях вещи лучше простирываются и избавляются от загрязнений.
• Мотор в подобной бытовой технике нет необходимости регулярно подвергать очистке, смазывать и ремонтировать, а также вызывать профессиональных ремонтников или посещать сервис фирмы, которая выпустила агрегат.
• В автоматическом режиме есть возможность определить уровень загруженности барабана и массу размещенного внутри белья. Это помогает выбрать идеально подходящие показатели мощности и необходимый объем воды, чтоб избежать лишних трат.
• Машинки с прямым приводом отличаются компактными габаритами в сочетании с неплохой вместимостью. В их конструкции нет ни ремней, ни щетки, ни шкифа, за счет чего появляется возможность расширения барабана с одновременным уменьшением корпусной основы.
• При покупке техники с прямым приводом часто дается 10-летняя гарантия на двигатель. Конечно, кроме движка в конструкции стиральных машин присутствует и много других важных деталей, поэтому этот плюс можно считать спорным.
• В машинках с прямым приводом обычно предусмотрена ускоренная стирка. Цикл здесь может прокручиваться гораздо быстрее за счет работы движка инверторного типа.
• При эксплуатации стиральных машин с прямым приводом можно существенно сэкономить на тратах электроэнергии. Это преимущество обеспечивается благодаря исключению из цепочки вращения определенных элементов и возможности автоматического контроля требуемой мощности.

Современные стиральные машины, оснащенные прямым приводом, имеют не только плюсы, но и минусы. Рассмотрим их подробнее.

• Такие агрегаты стоят дороже ременных экземпляров. Это относится и к самой стиральной машине, и к ее запчастям.
• Такая техника отличается зависимостью от бесперебойного электричества. Инверторный движок управляется благодаря электронным системам, которые очень уязвимы к скачкам напряжения. Пользователям желательно подстраховаться и подсоединить в агрегаты специальный стабилизатор.
• В подобных стиральных машинах часто имеется сальник. При прямой трансмиссии мотор находится под баком, поэтому при несвоевременно проведенной замене сальника часто возникают протечки. Вода, попадающая на движок, приводит к серьезным неполадкам вплоть до полного выгорания. Обычно гарантия на такую поломку не распространяется, и пользователям приходится самим платить за дорогой ремонт бытовой техники.
• В машинках с прямым приводом подшипники изнашиваются намного быстрее. Без шкива и ремня абсолютно вся нагрузка от крутящегося барабана приходится на подшипники, находящиеся в непосредственной близости. Это приумножает их стирание, из-за чего указанные детали приходится часто менять на новые.

Зная о них, человек сможет правильно пользоваться техникой и будет внимательнее относиться к уязвимым деталям.

Типы привода отличаются в основном при пробуксовке шин

Если мы рассматриваем различия в типах привода с точки зрения попадания в экстремальные ситуации и поведения автомобиля в экстремальных ситуациях, сразу отмечу, что различия в типах привода в основном проявляются в скольжении автомобиля при пробуксовке ведущих колес, либо на грани скольжения. Пробуксовка возникает, когда сила тяги на ведущих колесах превышает силу сцепления шин с дорогой, то есть при передозировке газа. Это может произойти практически на любом автомобиле при движении по скользкой зимней дороге, либо при движении по асфальту на мощном автомобиле.

Разные приводы скользят по-разному

Задний привод в случае пробуксовки скользит задними шинами — отправляется в занос и пытается встать поперек дороги. Еще это называют потерей устойчивости или избыточной поворачиваемостью (oversteering). Передний привод, соответственно, скользит передними шинами — идет в снос и пытается проехать мимо поворота, что называется уже потерей управляемости или недостаточной поворачиваемостью (understeering). А с полным приводом дело обстоит сложнее и запутаннее: он скользит либо задними колесами, либо передними, либо всеми четырьмя, причем в зависимости от того, как ляжет фишка (под фишкой здесь и далее следует понимать техническое устройство «полного» привода – наличие и активация блокировки межосевого и других дифференциалов, работа «мозгов» автомобиля, которые отвечают за перераспределение крутящего момента между осями и т.д.). Отсюда и разное поведение машин в скольжении, и разные способы управления ими. Скольжение всех шин, кстати, называют сносом четырех колес или нейтральной поворачиваемостью.

На самом деле, понятие поворачиваемости более сложное, оно применимо не обязательно к скольжению шин, а тип поворачиваемости не всегда связан с типом привода. Но обсуждение этих вопросов выходит за рамки статьи, и, возможно, я напишу об этом позже.

Нет газа – нет и разницы

Теперь давайте представим, что мы на ходу включили нейтральную передачу и едем накатом. В этом случае машина с любым типом привода превращается в тележку, которая катится по инерции. Какая в этом случае разница, что за привод у машины? Правильно, никакой! Ведь это просто тележка, без привода. До тех пор пока мы не включим передачу и не дадим газу так, что ведущие колеса забуксуют.

Есть, конечно, и другие отличия между типами привода, они проявляются не обязательно в скольжении, но это уже нюансы, и об этом – ниже.