Виды полного привода: как устроен и чем отличается 4WD от AWD

У обычной легковой машины двигатель тянет два колеса из четырёх, у полноприводной — все четыре. Разница заметна, когда дорога скользкая, а склон крутой: если одно колесо начинает буксовать, у трёх других остаётся шанс. Но просто соединить оба моста валами нельзя: при повороте передние колёса проходят другой путь, чем задние, и жёсткая связь заставила бы шины проскальзывать. Поэтому между мостами ставят либо дифференциал, либо муфту, либо электронику, и от того, что именно поставлено, зависит вид полного привода. Ниже — что входит в схему, как работают три основных вида, чем они отличаются на дороге и почему полный привод не отменяет законов физики.

Из чего состоит полный привод

Механика полноприводной трансмиссии продолжает обычную: двигатель, коробка передач и главная передача. Добавляется то, что делит момент между мостами.

Часть	Что делает
Раздаточная коробка (раздатка)	Принимает вращение от коробки передач и делит его между передним и задним мостами
Понижающая передача	Есть в раздатке многих внедорожников: снижает обороты и увеличивает момент для тяжёлой дороги
Межосевой дифференциал	Даёт мостам вращаться с разной скоростью, при этом делит момент между ними
Муфта подключения	Многодисковая или вязкостная: соединяет вторую ось, когда первая проскальзывает
Карданный вал	Стальная труба с шарнирами, передаёт вращение от раздатки к дальнему мосту
Главные передачи и дифференциалы мостов	Передний и задний мосты имеют свой дифференциал; о нём — в отдельной статье про устройство дифференциала
Приводы колёс со ШРУСами	Передают вращение колёсам, которые ещё и поворачиваются
Блокировки	Механические или электронные: соединяют колёса или мосты жёстко
Электроника	Датчики скорости колёс и блок управления, который решает, когда подключить муфту или притормозить колесо

Где здесь двигатель, коробка и подвеска и как они связаны, показано в обзоре устройства автомобиля.

Постоянный полный привод

Все колёса ведущие всегда. Чтобы мосты вращались согласованно, между ними стоит межосевой дифференциал: он позволяет передней оси в повороте обгонять заднюю. Его делают свободным, с ручной блокировкой или самоблокирующимся, например с вязкой муфтой или червячной передачей Torsen. Так устроена, например, классическая «Нива»: раздатка с понижающей передачей и блокировкой межосевого дифференциала, которую включает водитель.

Достоинство такого привода в предсказуемости: тяга есть на обоих мостах всегда, и ничего не нужно включать. Недостаток: тяжелее, дороже и прожорливее двухприводной машины.

Подключаемый полный привод

Основной мост ведущий всегда, обычно задний, а передний водитель подключает сам рычагом или кнопкой. Между ними нет дифференциала: раздатка соединяет валы жёстко. Схему делали для внедорожников: включил на грязи или снегу, выключил на асфальте.

Вот почему на сухом асфальте включённый жёсткий привод держать нельзя. Передние и задние колёса в повороте проходят разные пути, а связать их нечем: шины проскальзывают, трансмиссию «закручивает», и на руле это чувствуется рывками. Так можно поломать раздатку и мосты. Рычаг работает как временный режим для скользкой или вязкой дороги. Большинство внедорожников с такой схемой имеют и понижающую передачу для сложных подъёмов.

Автоматический (подключаемый по требованию)

Здесь основной мост, чаще передний, работает всегда, а второй подключается муфтой. Такая схема стоит на большинстве городских кроссоверов. Работает она так:

1. Едем по сухому. Муфта разомкнута, момент идёт только на основной мост, и машина ведёт себя как обычная переднеприводная. Это экономит топливо.
2. Передние колёса теряют сцепление. Датчики скорости колёс замечают, что передние вращаются быстрее задних.
3. Электроника даёт команду. Блок управления сжимает пакет дисков муфты гидравликой или электромотором.
4. Момент уходит назад. Диски трутся друг о друга и передают вращение на карданный вал и задний мост, задние колёса начинают тянуть.
5. Сцепление вернулось. Разница скоростей исчезает, муфта отпускает, и машина снова едет на одном мосту.

Некоторые системы подключают заднюю ось заранее, например при резком нажатии на газ при трогании, не дожидаясь пробуксовки. Всё равно между началом скольжения и появлением тяги проходит доля секунды, и в этом главное отличие от постоянного привода.

Существует и вариант, где вторую ось вообще не связывает вал: электрический. На гибридах и электромобилях второй мост крутит собственный электромотор, и никаких карданов и раздаток нет. Подробнее — в статье про устройство электромобиля.

Чем отличается то, что путают

4WD и AWD. Обычно первое — привод с раздаткой и режимами, которые выбирает водитель; второе — привод, который сам распределяет момент. Но производители используют обозначения по-своему, поэтому надёжнее спрашивать, какая именно схема.

Полный привод и блокировка дифференциала. Привод определяет, сколько колёс ведущие. Блокировка решает, как делить момент между ними. Полноприводная машина без блокировок может застрять, если два колеса по диагонали повисли.

Электронная блокировка. Многие машины заменяют механические блокировки электроникой: она притормаживает буксующее колесо тормозом, и момент уходит к колесу с лучшим сцеплением. Использует она датчики системы антиблокировки колёс.

Полный привод и тип коробки. Полный привод стоит за коробкой передач и сочетается с любой из них: механической, автоматической или вариатором. Выбор схемы привода не зависит от выбора коробки.

Когда полный привод действительно нужен

Полный привод оправдан там, где тяга нужна на скользком или вязком: снежная колея, грунтовая дорога с подъёмами, дача с крутым въездом, прицеп с лодкой на мокром берегу. В городе, где основная задача — не буксовать на светофоре зимой, хватит хороших зимних шин: они помогают и трогаться, и тормозить, и поворачивать, а лишние ведущие колёса помогают только трогаться. Разница в цене на покупке, в топливе и в обслуживании остаётся с машиной надолго: масло в раздатке и мостах, муфта, дополнительные подшипники и приводы. Поэтому вопрос лучше начинать с того, где вы ездите, а потом выбирать схему.

Интересные факты

• Полный привод не помогает тормозить. Тормозят все машины четырьмя колёсами, и путь зависит от шин и покрытия, а не от того, сколько колёс ведущие. Полный привод помогает разогнаться на льду, но остановиться и вписаться в поворот на нём труднее, чем кажется, и запас скорости на скользком лучше не тратить. Оба свойства зависят прежде всего от качества шин.
• Разные шины вредят приводу. Если на одной оси стёртая резина, а на другой новая, диаметры различаются, и колёса вращаются с разной скоростью даже на прямой. Межосевой дифференциал или муфта постоянно компенсируют разницу и греются.
• Буксировка с вывешенной осью. Многие полноприводные машины нельзя буксировать, подняв только одну ось: колёса на земле вращают трансмиссию, а вывешенная ось стоит, и межосевой узел или муфта работают с постоянной разницей оборотов и перегреваются; у машин с автоматической коробкой без работающего двигателя ещё и нет давления масла. Допустимый способ указан в руководстве к машине.

Почему ломается и на что смотреть

• Течь масла из раздатки, заднего моста или муфты. Сальники стареют; без смазки шестерни быстро изнашиваются. Масло в раздатке и мостах меняют по регламенту.
• Гул или вой на ходу. Изношены подшипники или зубья главной передачи, а иногда карданные шарниры или подвесной подшипник вала.
• Рывки на поворотах при включённом подключаемом приводе. Водитель забыл выключить привод на асфальте.
• Муфта не подключается или перегревается. Слишком долгая пробуксовка, износ дисков или неисправность датчиков и блока управления.
• Вибрация на скорости. Неисправен карданный вал или его шарнир.

Всё, что касается раздатки, муфт и заднего моста, — работа сервиса: нужны точные зазоры, специальное масло и диагностика электроники. Владельцу остаётся не перегружать привод, менять шины комплектом и вовремя обслуживать смазку.