Друзья, для многих из вас немецкие автомобили являются эталоном качества, престижа и комфорта. И это не случайно, ведь они не только замечательно смотрятся, но и отлично едут. Во многом своим успехом немецкий автопром обязан остроумным и отточенным до мелочей инженерным решениям. Одно из таких решений, разработанное компанией Volkswagen, мы попытаемся разобрать в этой статье. Итак, система полного привода 4motion что это, как работает и какие её модификации встречаются.
Впервые мир услышал о системе 4 motion в 1998 году. Интересно, думали ли тогда инженеры из Вольфсбурга, что их творение окажется столь удачным. Возможно.
Чтобы нам с вами оценить успех этой системы, достаточно представить цифру 4 миллиона — именно столько экземпляров модели Golf четвёртого поколения продала компания Volkswagen, и именно на этом «Гольфе» дебютировал полный привод 4motion.
Кстати, некоторые ценители этого до сих пор считают его одним из лучших автомобилей от вольфсбургских умельцев за всю их историю. Но сейчас не об этом.
Что внутри у 4motion?
Сейчас о приводе 4 motion, а если точнее – о конструкции и устройстве этой технологии. Прежде всего, необходимо отметить, что это система с автоматически подключаемым полным приводом, и чтобы понять, как это происходит, заглянем под машину. Если попытаться рассмотреть в этом механизме отдельные элементы, то можно увидеть такие:
- дифференциал передней оси, который конструктивно находится прямо в коробке передач;
- коробку раздаточную;
- карданную передачу;
- фрикционную муфту Haldex (её мы рассмотрим детально);
- главную передачу;
- дифференциал задней оси.
Так как 4 motion у нас система полного привода, то крутящий момент от двигателя должен передаваться на обе оси автомобиля. На передней за это отвечает соответствующий дифференциал, который соединяет коробку передач и ось колёс.
Но, прежде чем добраться до задней оси крутящий момент встречается с так называемой многодисковой фрикционной муфтой Haldex, которая и реализовывает фишку автоматически подключаемого полного привода.
Весь секрет в муфте
Муфта эта представляет собой довольно сложное техническое приспособление, имеющее несколько версий и поколений. Состоит она из набора фрикционных и стальных дисков, которые сжимаются поршнями. Чем сильнее сжимаются диски, тем больше крутящего момента передаётся задним колёсам, а управляет этим процессом электроника, отслеживающая поведение автомобиля и принимающая решение о том, нужно ли передавать на заднюю ось вращение и если нужно то сколько.
Например, если Вы решили резко стартовать с места, передние колёса, являющиеся основными ведущими, могут начать пробуксовывать. В этом случае диски в муфте сожмутся максимально плотно, и почти весь крутящий момент попадёт на заднюю ось.
Противоположная ситуация — размеренное и равномерное движение. В таком режиме крутящий момент практически не передаётся назад.
Системы 4xmotion и 4motion: кто есть кто
Но не 4 motion единой богата компания Volkswagen. Существует ещё одна полноприводная система, именуемая 4Xmotion. Встретить её можно на кроссовере Touareg. В чем же разница 4xmotion и 4motion?
На самом деле «Туареговская» система имеет много общего с фирменной полноприводной технологией quattro от компании Audi. От классической 4 motion она отличается олдскульными механизмами, улучшающими внедорожные характеристики. К примеру, наличием раздаточной коробки с понижающей передачей и главной передачей с блокировкой дифференциала.
Система полного привода 4Motion относится к т.н. системам полного привода подключаемым автоматически. В данной системе крутящий момент двигателя распределяется по осям в зависимости от дорожной ситуации. Система 4Motion устанавливается на автомобили концерна Volkswagen с 1998 года. Название 4Motion является зарегистрированным товарным знаком.
Система полного привода 4Motion включает дифференциал передней оси в коробке передач, раздаточную коробку, карданную передачу привода задней оси, многодисковую фрикционную муфту, главную передачу и дифференциал задней оси.
При движении с постоянной скоростью клапан открывается, а диски сжимаются в зависимости от условий движения. На заднюю ось крутящий момент передается в определенных (незначительных) пределах.
Пробуксовка в движении автомобиля определяется на основании сигналов от блока управления системы ABS. При этом клапан открывается в зависимости от условий движения (какая ось и какие колеса буксуют).
При торможении клапан управления открыт, фрикционные диски муфты полностью разжаты. Крутящий момент на заднюю ось не передается.
Автомобиль Фольксваген Тигуан, собираемый в РФ, пользуется довольно большой популярностью среди автолюбителей. Неплохое качество, не очень высокая цена, комфорт и удобство – аргументы в пользу приобретения данной машины. Еще один аргумент: наличие полного привода. Во многих случаях, из-за того, что машина оснащена системой полного привода, её и покупают. Как раз о приводе речь пойдет в данной статье.
Как работает полный привод на Тигуане
На автомобили данной модели устанавливается система полного привода, имеющая название 4Motion и о ней тоже стоит рассказать, чтобы в полной мере понять работу полного привода на машине описываемой модели.
4Motion
Данная система была разработана в прошлом веке и начала устанавливаться на автомобили Фольксваген с 1998 года. Крутящий момент в такой системе направляется к осям, в зависимости от дорожной ситуации. Подключение происходит автоматически.
Система состоит из следующих элементов:
- дифференциал передней оси;
- раздатка;
- кардан заднего привода;
- муфта;
- главная передача;
- заднеосевой дифференциал.
За счет чего обеспечивается работа
Переднеосевой дифференциал предназначен для того, чтобы направлять крутящий момент на передние колеса. Корпус дифференциала соединен валом с раздаткой. Карданная передача привода задней оси соединяет раздатку и . Сама карданная передача состоит из двух валов и ШРУСа, она присоединяется к раздатке и фрикционной муфте несколькими муфтами повышенной упругости.
Фрикционная муфта, встроенная в картер дифференциала задней оси, является дисковой. Такое строение необходимо для того, чтобы менять величину передачи крутящего момента. Данная величина зависит от того, насколько замкнута муфта.
На автомобили Фольксваген Тигуан устанавливается муфта Haldex, относящаяся к четвертому поколению муфт.
Она устроена таким образом: в основе – диски двух типов. Первые из них – фрикционные, имеющие внутреннее зацепление и ступицу. Вторые – стальные, имеющие внешнее зацепление и барабан. Диски сжимаются поршнями.
Помимо дисков, в структуру муфты входят элементы электронного управления:
- входные датчики;
- блок управления;
- исполнительные устройства.
Главный показатель, на который ориентируется входной датчик – температура масла. Блок управления анализирует полученную от входного датчика информацию и дает команды исполнительным устройствам. Нужно отметить, что блок управления ориентируется не только на уровень температуры масла, он получает информацию еще и от ЭБУ двигателя и ABS.
Исполнительное устройство – это клапан, который регулирует степень сжатия дисков.
Режимы работы муфты
Все предусмотрено 5 режимов работы муфты:
- При начале движения.
- При начале движения с пробуксовкой.
- При движении с постоянной скоростью.
- При движении с пробуксовкой.
- При торможении.
При торможении и движении с постоянной скоростью диски, как правило, не зажаты. Машина использует для движения только одну ведущую ось. Если возникает пробуксовка, то диски зажимаются до определенного уровня. При начале движения диски зажаты.
Таким образом, система сама определяет, на основании информации, полученной от электронных устройств, когда и насколько нужно зажать диски муфты.
Не работает полный привод на Тигуан
Причины того, что не работает полный привод на Тигуан, могут быть самыми разнообразными, начиная с поломки железа и заканчивая выходом из строя датчиков и электроники.
Например, если вышел из строя датчик температуры масла, то подключение задней оси будет осуществляться некорректно. То же самое может происходить, если поступает некорректная информация с блоков двигателя и ABS.
Частой причиной проблем с полным приводом является изнашивание подвесного подшипника карданного вала. Фиксируются также проблемы с подкачивающим насосом.
К сожалению для владельцев данного автомобиля, ремонт обходится достаточно дорого. И к этому нужно готовиться.
Вообще же, наверное, искать причину того, что не работает полный привод, искать необходимо не в интернете, а в автосервисе. Здесь описаны только лишь характерные болячки привода автомобиля, но в каждом конкретном случае причина неисправности может быть своя.
Тигуан. Полный привод или подключаемый
Прежде чем более подробно разбирать вопрос, стоит отметить, что Тигуан продается в двух версиях: городской и внедорожной. Именно от этого зависит подключаемый или постоянный полный привод у этой машины. Во внедорожной версии даже есть фаркоп, который спрятан под днищем автомобиля. С городским Тигуаном, в принципе, все понятно: он предназначен для того, чтобы перевозить людей и небольшие грузы в городских условиях. Тигуан во внедорожной версии остается все тем же паркетником, но с определенным дополнительным оборудованием и набором функций. В частности, он имеет кнопку Offroad, которая мобилизует все системы автомобиля, подготавливает их к борьбе с грязью, снегом, льдом и прочим.
Что касается того, какой же привод на Тигуане, то тут мнения расходятся. Исходя из устройства системы привода и принципа её работы, можно с уверенностью говорить, что у машины полный подключаемый привод, так как диски муфты зажаты не всегда. Эта точка зрения подтверждается и официальными документами, в которых сказано что привод автоматически подключаемый.
Вторая точка зрения: привод у Тигуана полный постоянный привод. Сторонники данной точки зрения аргументируют свое убеждение тем, что определенный процент крутящего момента передается на заднюю ось постоянно. Пусть этот процент и небольшой. Но он есть.
Представляется, что постоянная передача 5-10 процентов крутящего момента на задние колеса не может говорить о том, что машина имеет постоянный полный привод. Все же, под таким типом привода подразумевается кое-что другое.
Например, если рассматривать отечественный внедорожник Нива, то там значительная энергия передается абсолютно на все оси и на все колеса. Автомобиль устойчиво стоит на всех четырех шинах. Здесь же все иначе.
Система полного привода 4Motion – тип автоматически подключаемого полного привода AWD. Хотя 4Motion – фирменное обозначение полноприводных автомобилей , ее ключевой узел, распределительная муфта Haldex, применяется и на ряде моделей других марок. Так, Audi TTS с фирменным шильдиком , оснащен, тем не менее, Хальдексом, а не привычным для quattro моментным центральным дифференциалом Торсен.
4Motion, прежде чем заслужить звание самого совершенного на сегодняшний день AWD, прошла долгий и сложный путь эволюции. В свою очередь, полный привод на легковых автомобилях появился тоже неспроста.
Схема системы полного привода 4Motion:
1 — двигатель; 2 — раздаточная коробка; 3 — карданная передача; 4 — главная передача задней оси; 5 — межколесный дифференциал задней оси; 6 — муфта подключения задней оси (муфта Haldex); 7 — межколесный дифференциал передней оси; 8 — коробка передач.
Зачем легковушке полный привод
Развитие автотранспорта идет под знаком увеличения скорости и одновременно – интенсивности трафика. В плотном и быстром потоке машин крайне важна безопасность движения. Ради этого буквально вся конструкция автомобиля за последние десятилетия претерпела революционные изменения.
Функции трансмиссии также радикально изменились. Просто тянуть машину уже мало. В нештатной ситуации автомобиль должен изо всех сил цепляться за дорогу всеми четырьмя, удерживаясь в то же время на своем пути.
Автомобиль с 4Motion
Постоянный полный привод в городе неэкономичен: на фрикционные потери расходуется мощность двигателя и топливо. Включить вручную дополнительный привод (система 4WD) средний водитель может не успеть, или не сообразить.
Схема же AWD такова: нормально машину тянут передние колеса, а при потере сцепления с дорогой включаются задние и подталкивают, пока передние вновь не схватят дорогу, или все четыре не окажутся в равном положении и автомобиль не вернет путевую устойчивость.
Межосевой дифференциал
Главный узел AWD – межосевой (центральный) дифференциал, установленный между передними и задними осями. Он необходим, так как траектория передних колес в повороте длиннее, чем задних. Но ЦД должен работать с точностью до наоборот: передавать крутящий момент на более нагруженные колеса. И делать это нужно быстро, пока не началась пробуксовка.
Реакция или упреждение?
В идеале ЦД должен «чуять опасность» и подключить задний привод, пока передний еще тянет, то-есть быть упреждающим. Упреждение дают срабатывающие по отношению моментов конструкции, например – Торсен (Torsen; Torgue sensing), на основе самоблокирующейся гипоидной передачи. Но при полной разгрузке вторичного вала такой дифференциал вовсе не передает усилие: сравниваются моменты, а отношение любого значения к нулю есть ноль.
Устройства, срабатывающие по скорости, передают усилие на вал, вращающийся медленнее. Пример – вязкостная муфта (вискомуфта, ВМ), на основе силиконовой жидкости, застывающей при нагревании. Их недостаток – реактивность: заметная разница в угловой скорости колес означает, что уже что-то не так.
И у Торсена с ВМ есть общее свойство: они автономны. Системы EDL, ESP, ABS и роботы-помощники не могут изменить конфигурацию шестерен или свойства силикона, и на одни и те же действия водителя машина в зависимости от внешних факторов может реагировать неоднозначно.
Водителя-аса автомобиль «с характером» может даже радовать, как лихого наездника – горячий норовистый конь. Но если ординарному водителю нужно просто доехать до места, «фокусы» систем с обратной связью внутри осложняют вождение.
Haldex Traction — устройство и работа
Удачным решением проблемы оказалась разработанная шведскими инженерами муфта Haldex Traction (Хальдекс). С 1998 г. Хальдекс используется на ряде моделей Audi и Volkswagen. Конструкция муфты несколько раз менялась, при том же принципе работы. Сейчас выпускаются муфты Хальдекс 4-го поколения.
Схема фрикционной муфты Haldex:
1 — барабан; 2 — пакет фрикционных дисков; 3 — ступица; 4 — поршень; 5 — тарельчатая пружина; 6 — подающая магистраль; 7 — клапан управления; 8 — обратная магистраль; 9 — блок управления; 10 — обратный клапан; 11 — насос; 12 — масляный фильтр; 13 — аккумулятор давления; 14 — масляный бак.
В основе Хальдекса – пакет фрикционных дисков, работающий в масляной ванне. В нормальном движении на задние колеса передается 2,5% момента (не 5%, как часто неверно указывают) за счет 5% зацепления дисков вследствие вязкого трения в слое масла между ними. Остальные 2,5% передаются обратно на передние колеса.
При нагнетании масла в камеру сложные эффекты в масляной пленке сначала тянут диски друг к другу, а затем вступает в действие их непосредственное зацепление. Очень быстро, но плавно включается 100% блокировка, и так же быстро происходит расцепление, так как вязкость масла на порядки меньше, чем у силикона, и фазового перехода в твердое тело не происходит.
Хальдекс срабатывает по скорости, но его реактивность меньше, чем время оборота колеса. Это поистине революционное решение: авторы создали муфту по сути БЕЗРЕАКТИВНУЮ. Хальдексу для нормальной работы необходима внешняя управляющая автоматика: он может блокироваться, когда это не нужно, например, при парковке.
Но Хальдекс абсолютно предсказуем в любых условиях движения. Есть у него и психологическое достоинство: для принудительного включения в обход автоматики нужно притормозить. Обычному водителю легче решиться дернуть ручник, чем дать прогазовку, как того в аналогичных случаях требует Торсен.
Недостатки у Хальдекса тоже имеются, но при теперешнем уровне развития автоэлектроники их остается всего два, и не очень существенных:
- Хальдекс – не дифференциал, а распределительная муфта. Задние колеса не могут вращаться быстрее передних. Но при обычном вождении потребность резкого рывка сзади возникает крайне редко.
- Хальдекс требует регулярного техобслуживания: через 60 000 км пробега нужно менять масло и маслофильтр. При эксплуатации в цивилизованных условиях это означает всего лишь заезд на СТО.
Видео:
Вывод
Система полного привода 4Motion – самая сложная и совершенная из существующих систем AWD.
В 4Motion может использоваться и моментный дифференциал Torsen TypeC на основе корончатых шестерен с плоскими сателлитами. 4Motion легко интегрируется в автомобильную автоматику и в полной мере проявляет свои достоинства при ее наличии.
В современном
автомобиле даже отлично известные и пользующиеся популярностью функции имею несколько другие
значения, хорошие от обычных опций. К примеру, полный привод всегда
ассоциируется с завышенной проходимостью и мощностью машины. Казалось бы, для чего
городскому автомобилю иметь 4 ведущих колеса? Ведь это излишний расход горючего и
необоснованно большая мощность. Сейчас этот вопрос уже не животрепещущ. Опыт
показал, что своевременное подключение к тяге подходящего колеса выручает от многих
неожиданных последствий в аварийных ситуациях. Можно с полной уверенностью
именовать систему 4Motion умственной.
Дело в том, что подключение к работе происходит в автоматическом режиме и
исключительно в случае необходимости.
Многих трагедий
удалось бы избежать, если б шофер сумел удержать машину в подходящем направлении. Утрата сцепления
с дорогой приводит к заносам и неуправляемым фазам. Если б в этот момент была
обеспечена тяга на ту пару колес, которая нормально соприкасается с дорожным
полотном, то путная устойчивость и ориентация автомобиля в пространстве была
бы восстановлена. К огорчению, даже имея полный привод классической
конфигурации, шофер навряд ли сумеет впору сориентироваться и в ручном
режиме включить дополнительный привод. А вот автоматика в толики секунды способна
отреагировать необходимым образом на сложившуюся ситуацию. Система полного привода 4Motion чутко реагирует на
смену критерий движения и ответом на намеченную цель становится
автоматическое срабатывание заднего привода в подходящем режиме.
Проф
гонщикам и даже квалифицированным любителям оживленной езды эта функция может
показаться лишней и лишающей наслаждения полного контроля над машиной. Но
для таковой езды нужен долголетний опыт и особенный талант. Средний шофер не
может владеть такими способностями. Система 4Motion рассчитана на массового потребителя, так как это самый
совершенный инструмент обеспечения безопасности и маневренности
автомобиля.
Устройство и особенности 4Motion
Использовать полный
привод не только лишь для увеличения мощности и проходимости начали издавна. В
частности компания Фольксваген, которая обладает торговым брендом 4Motion, до 1998 года
использовала систему Synchro. Тогда же был разработан механизм работы полного
привода современного вида. Заключался он в передаче части функций от ручного к
автоматическому управлению. 1-ые опыты в этом направлении дали обнадеживающие
результаты. Это послужило поводом к предстоящему совершенствованию системы. Основную
функцию в рассредотачивании нагрузки на оси несет межосевой дифференциал. В Synchro
это была так именуемая вискомуфта. При всех плюсах она имела ряд недочетов.
Главным
многофункциональным блоком 4Motion стала муфта последнего поколения Haldex.
1-ое же поколение дифференциала нового эталона подтвердило корректность
избранного пути. Конструкторское решение по применению многодисковой
фрикционной муфты с электрическим управлением оказалось очень удачным и в
предстоящем велись работы по усовершенствованию сложного механизма. Сейчас на
дорогах многих государств мира можно узреть машины с четвертым поколением
устройства. Улучшенный блок управления оперативно реагирует на все
ходовые свойства автомобиля. Будь то скорость, поворот, движение на холостом
ходу, пробуксовка.
Принципом передачи
вращающего момента является сцепление под давлением масла фрикционных дисков
муфты. В I и II поколении давление делали поршни, работающие за счет различия в скорости
вращении задней и фронтальной оси. В IV поколении для этого установлен электромотор. Припас надежности был обеспечен, а модификации отдельных деталей
гидросистемы довели эффективность внедрения 4Motion до необычного уровня. Хотя можно
представить, что не весь потенциал устройства оказался задействован, и новые
поколения будут еще больше действенными.
Система стопроцентно
себя оправдала во всевозможных режимах езды. Метод процессов сложен, но общее
представление о работе можно получить. Данные для переключения функций
поступают от блока управления движком и установленной системы Абс. В итоге, при разгоне
фрикционные диски очень сжаты. Вращающий момент передается на заднюю ось.
Блокировка дифференциала врубается при пробуксовке хоть какого из фронтальных колес.
При равномерном движении диски разжаты и задние колеса фактически не задействованы. Но при возникновении сигнала от
датчиков следует секундное включение в строго дозированной норме. Абс – главный источник, на
который ориентируется блок управления 4Motion, верно реагируя на то, какая ось и какие колеса пробуксовывают.
Во время торможения давление сбрасывается, и разжатые диски вообщем не передают
вращающий момент.
Автоматический
полный привод всех конструкций не имеет ограничений совместной работы с
другими системами контроля, такими как Абс и ESP. Раздельно можно отметить высочайшую надежность. Случаи выхода
из строя 4Motion очень редки, при условии постоянной подмены
масла через каждые 60000
км. По советы производителя и профессионалов на всех
колесах должна стоять однообразная резина. В неприятном случае муфта Haldex начинает срабатывать.
При всем этом качество управления изменяется не в наилучшую сторону, а износ деталей
ускоряется. Городской вэдовый автомобиль, снаряженный 4Motion в эксплуатации ничем не
отличается от обыденного. Но надежность и комфорт выше. К тому же всегда есть
припас мощности, который готов быть применен для преодоления препятствий либо
бездорожья, которого не имеют обыденные авто. Привыкнув к удобству в
управлении и надежности, многие люди последующую свою машину стараются приобрести
с такими же опциями.