Полный привод , также называемый 4×4 («четыре на четыре») или 4WD , относится к двухосной трансмиссии автомобиля , способной передавать крутящий момент на все колеса одновременно. Он может быть постоянным или по требованию и обычно подключается через раздаточную коробку, обеспечивающую дополнительный выходной приводной вал и, во многих случаях, дополнительные диапазоны передач .
Полноприводной автомобиль, в котором крутящий момент подается на обе оси, называется «полноприводным» (AWD). Однако под «полным приводом» обычно подразумевается набор конкретных компонентов и функций, а также предполагаемое внедорожное применение, что в целом соответствует современному использованию терминологии.
Системы полного привода разрабатывались на многих рынках и использовались на различных платформах автомобилей . Не существует общепринятого набора терминологии, описывающей различные архитектуры и функции. [1] Термины, используемые различными производителями, часто отражают маркетинговые, а не инженерные соображения или существенные технические различия между системами. [2] [3] Стандарт J1952 SAE International рекомендует только термин «полный привод» с дополнительными подклассификациями, которые охватывают все типы систем AWD/4WD/4x4, встречающихся на серийных автомобилях. [4]
«Четыре на четыре» или «4 × 4» часто используются для обозначения класса транспортных средств в целом. Синтаксически первая цифра указывает общее количество концов оси, а вторая указывает количество концов оси, на которые подается питание. Соответственно, 4х2 означает полноприводный автомобиль, передающий крутящий момент двигателя только на два конца оси: передние два в переднеприводном или задние два в заднеприводном варианте . [5] Аналогично, автомобиль с колесной формулой 6×4 имеет три оси, две из которых передают крутящий момент на две оси каждая. Если бы этот автомобиль представлял собой грузовик со сдвоенными задними колесами на двух задних осях, то есть фактически имея десять колес, его конфигурация все равно была бы сформулирована как 6x4. Во время Второй мировой войны американские военные обычно использовали пробелы и заглавную букву «X» — как «4 X 2» или «6 X 4». [6]
Полный привод (4WD) относится к автомобилям с двумя осями, передающими крутящий момент на четыре конца оси. На рынке Северной Америки этот термин обычно относится к системе, оптимизированной для условий движения по бездорожью. [7] Термин «4WD» обычно обозначает транспортные средства, оснащенные раздаточной коробкой , которая переключается между режимами работы 2WD и 4WD вручную или автоматически. [8]
Полный привод (AWD) исторически был синонимом «полного привода» на четырехколесных транспортных средствах, шестиколесного привода на 6×6 и т. д., и использовался таким образом, по крайней мере, еще в 1920-х годах. [9] [10] Сегодня в Северной Америке этот термин применяется как к тяжелым транспортным средствам, так и к легким пассажирским автомобилям. Применительно к тяжелым транспортным средствам этот термин все чаще применяется для обозначения «постоянного полного привода» в системах трансмиссии 2×2 , 4×4, 6×6 или 8×8 , которые включают дифференциал между передней и задней частью. приводные валы. [11] Это часто сочетается с какой-то противоскользящей технологией, все чаще основанной на гидравлике, которая позволяет дифференциалам вращаться с разной скоростью, но при этом способна передавать крутящий момент от колеса с плохим сцеплением с колесом с лучшим сцеплением. Типичные системы полного привода хорошо работают на всех поверхностях, но не предназначены для более экстремального бездорожья. [11] При описании систем полного привода в легких пассажирских автомобилях это относится к системе, которая передает крутящий момент на все четыре колеса (постоянно или по требованию) или нацелена на улучшение тяги и производительности на дороге (особенно в суровых условиях). , а не для бездорожья. [7]
Некоторые полноприводные электромобили используют по одному мотору на каждую ось, тем самым устраняя механический дифференциал между передней и задней осями. Примером этого является двухмоторный вариант Tesla Model S , который контролирует распределение крутящего момента между двумя двигателями электронным способом. [12]
Согласно международному стандарту SAE J1952, полный привод является предпочтительным термином для всех описанных выше систем. Стандарт подразделяет системы полного привода на три категории. [4]
Системы неполного полного привода требуют вмешательства водителя для соединения и отсоединения вторичной оси от основной ведущей оси, и эти системы не имеют межосевого дифференциала (или аналогичного устройства). В определении отмечается, что системы неполного рабочего времени могут иметь небольшой диапазон.
Системы постоянного полного привода постоянно приводят в движение как переднюю, так и заднюю ось через центральный (межосевой) дифференциал. Распределение крутящего момента этого дифференциала может быть фиксированным или переменным в зависимости от типа межосевого дифференциала. Эту систему можно использовать на любой поверхности и на любой скорости. В определении не рассматривается включение или исключение понижающей передачи.
Системы полного привода по требованию приводят в движение вторичную ось через активное или пассивное сцепное устройство или «с помощью системы привода с независимым приводом». В стандарте отмечается, что в некоторых случаях вторичная система привода может также обеспечивать движение основного транспортного средства. Примером является гибридный автомобиль с полным приводом, в котором первичная ось приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, а вторичная ось приводится в движение электродвигателем. Когда двигатель внутреннего сгорания выключен, вторичный мост с электроприводом является единственным ведущим мостом. Системы по требованию работают в основном только с одной ведущей осью до тех пор, пока крутящий момент не потребуется второй оси. В этот момент либо пассивная, либо активная муфта передает крутящий момент на вторичную ось.
В дополнение к вышеуказанным основным классификациям в стандарте J1952 указаны вторичные классификации, в результате чего в общей сложности получается восемь систем, обозначаемых как:
_(cropped).jpg/1280px-Lamborghini_Murci%C3%A9lago_LP-640_-_Flickr_-_Alexandre_Pr%C3%A9vot_(7)_(cropped).jpg)
Два колеса, прикрепленные к одной оси (но на противоположных концах оси), должны вращаться с разной скоростью, когда автомобиль движется по повороту. Причина в том, что колесу, расположенному на внутренней стороне кривой, необходимо пройти меньшее расстояние, чем противоположному колесу, за то же время. Однако если оба колеса подключены к одному карданному валу оси, они всегда должны вращаться с одинаковой скоростью относительно друг друга. При прохождении поворота это либо заставляет одно из колес проскальзывать, если это возможно, чтобы сбалансировать видимое пройденное расстояние, либо создает неудобный и механически напряженный подскок колеса. Чтобы этого не произошло, колесам разрешается вращаться с разной скоростью с помощью механического или гидравлического дифференциала . Это позволяет одному карданному валу независимо приводить в движение два выходных вала, оси, идущие от дифференциала к колесу, с разными скоростями.
Дифференциал делает это путем равномерного распределения угловой силы (в виде крутящего момента ) и распределения угловой скорости (скорости поворота) таким образом, чтобы среднее значение для двух выходных валов было равно значению коронной шестерни дифференциала . При наличии питания для каждой оси требуется дифференциал для распределения мощности между левой и правой сторонами. Когда мощность распределяется на все четыре колеса, для распределения мощности между передней и задней осями можно использовать третий, или «центральный», дифференциал.
Описанная система управляется очень хорошо, поскольку она способна воспринимать различные силы движения и распределять мощность равномерно и плавно, что делает пробуксовку маловероятной. Однако, если он все же соскользнет, восстановление будет затруднено. Например, если левое переднее колесо автомобиля с полным приводом скользит на обледенелой дороге, буксующее колесо вращается быстрее, чем другие колеса, из-за более низкого сцепления с дорогой на этом колесе. Поскольку дифференциал передает одинаковый крутящий момент на каждую полуось, мощность на других колесах снижается, даже если они имеют хорошее сцепление с дорогой. Эта проблема может возникнуть как в автомобилях с приводом на 2, так и на 4 привода, когда ведомое колесо находится на поверхности с небольшим сцеплением или приподнято над землей. Упрощенная конструкция достаточно хорошо подходит для автомобилей с полным приводом. Это гораздо менее приемлемо для автомобилей с полным приводом, поскольку автомобили с полным приводом имеют в два раза больше колес, из-за которых возникает потеря сцепления с дорогой, что увеличивает вероятность того, что это может произойти. Полноприводные автомобили также с большей вероятностью будут ездить по поверхностям с пониженным сцеплением с дорогой. Однако, поскольку крутящий момент делится между четырьмя колесами, а не двумя, каждое колесо получает примерно половину крутящего момента автомобиля с полным приводом, что снижает вероятность пробуксовки колес.
Многие дифференциалы не имеют возможности ограничить мощность двигателя, передаваемую на прикрепленные к ним выходные валы. В результате, если шина теряет сцепление с дорогой при ускорении либо из-за ситуации с низким сцеплением (например, при движении по гравию или льду), либо мощность двигателя превышает доступное сцепление с дорогой, шина, которая не скользит, получает мало мощности или вообще не получает мощности от шины. двигатель. В ситуациях с очень низким сцеплением это может вообще помешать автомобилю двигаться. Чтобы преодолеть эту проблему, некоторые конструкции дифференциалов могут либо ограничивать величину проскальзывания (они называются дифференциалами повышенного трения), либо временно блокировать два выходных вала вместе, чтобы обеспечить равномерную передачу мощности двигателя на все ведущие колеса.
Блокировка дифференциалов работает путем временной блокировки выходных валов дифференциала, заставляя все колеса вращаться с одинаковой скоростью, обеспечивая крутящий момент в случае пробуксовки. Обычно это используется для межосевого дифференциала, который распределяет мощность между передней и задней осями. Хотя трансмиссия, которая вращает все колеса одинаково, обычно мешает водителю и вызывает проблемы с управляемостью, это не является проблемой, когда колеса проскальзывают.
В двух наиболее распространенных заводских блокируемых дифференциалах для соединения валов используется либо многодисковое сцепление с компьютерным управлением, либо вискомуфта , в то время как в других дифференциалах, которые чаще используются на внедорожниках, обычно используются блокирующие устройства с ручным управлением. В многодисковом сцеплении компьютер автомобиля определяет пробуксовку и блокирует валы, вызывая небольшой толчок при включении, что может беспокоить водителя или вызывать дополнительную потерю тяги. В дифференциалах с вискомуфтой сдвиговое напряжение из-за большой разницы скоростей валов приводит к тому, что дилатантная жидкость в дифференциале становится твердой, связывая два вала. Эта конструкция страдает от деградации жидкости с возрастом и от экспоненциального запирания. [ нужна ссылка ] В некоторых конструкциях используется зубчатая передача для создания небольшой разницы во вращении, которая ускоряет передачу крутящего момента.
Третий подход к ограничению проскальзывания применяется с помощью дифференциала Torsen , который позволяет выходным валам получать разный крутящий момент. Такая конструкция не обеспечивает тягу при свободном вращении одного колеса, где отсутствует крутящий момент, но обеспечивает отличную управляемость в менее экстремальных ситуациях. [ нужна цитата ] Типичный дифференциал Torsen II может передавать вдвое больший крутящий момент на сторону с высоким тяговым усилием, прежде чем тяга будет превышена на стороне с низким тяговым усилием.
Сравнительно недавним нововведением в автомобилях является электронная система контроля тяги . Обычно он использует тормозную систему автомобиля для замедления вращающегося колеса. Это принудительное замедление имитирует функцию самоблокирующегося дифференциала, а за счет более агрессивного использования тормозов, чтобы обеспечить движение колес с одинаковой скоростью, можно также имитировать блокировку дифференциала. Этот метод обычно требует, чтобы датчики колес обнаруживали пробуксовку колеса и активировались только при обнаружении пробуксовки колеса. Следовательно, обычно не существует механизма для активного предотвращения пробуксовки колес (т. е. блокировка дифференциала до пробуксовки колес невозможна); скорее, система предназначена для того, чтобы явно разрешить пробуксовку колес, а затем попытаться передать крутящий момент на колеса с лучшим сцеплением с дорогой. Если предотвращение пробуксовки всех колес является требованием, это ограничивающая конструкция.
Архитектуру системы AWD/4WD можно описать, показав ее возможные режимы работы. [1] Одно транспортное средство может иметь возможность работать в нескольких режимах в зависимости от выбора водителя. Различные режимы:
В дополнение к этим основным режимам некоторые реализации могут комбинировать эти режимы. Например, система может иметь муфту межосевого дифференциала, способную модулировать крутящий момент передней оси из постоянного режима с разделением крутящего момента 30:70 межосевого дифференциала до разделения крутящего момента 0:100 в режиме 2WD.
В 1893 году, еще до создания современной автомобильной промышленности в Британии, английский инженер Брамах Джозеф Диплок запатентовал систему полного привода [13] для паровой тяговой машины , включающую рулевое управление четырьмя колесами и три дифференциала , которая впоследствии была построена . В разработку также была включена колесная система Bramah Pedrail , которая стала одним из первых полноприводных автомобилей, специально продемонстрировавших способность передвигаться по сложным дорожным покрытиям. Это произошло из предыдущей идеи Брамы о разработке двигателя, который уменьшил бы ущерб, наносимый дорогам общего пользования.
Фердинанд Порше спроектировал и построил полноприводный электромобиль для фабрики Hofwagenfabrik Ludwig Lohner & Co. в Вене в 1899 году, представленный публике во время Всемирной выставки 1900 года в Париже. Транспортное средство представляло собой серийный гибридный автомобиль, в котором на каждом колесе использовался электрический ступичный двигатель , питавшийся от аккумуляторов, которые, в свою очередь, заряжались от генератора с бензиновым двигателем. [14] [15] Он был неуклюже тяжелым, и из-за своего необычного статуса так называемый Lohner-Porsche не часто считается первым полноприводным автомобилем.
Первым в мире полноприводным автомобилем с прямым приводом от двигателя внутреннего сгорания и первым полноприводным автомобилем с передним расположением двигателя был голландский Spyker мощностью 60 л.с., заказанный для гонки Париж-Мадрид в 1903 году. В том же году его представили братья Якобус и Хендрик-Ян Спейкер из Амстердама . [16] [17] Двухместный спортивный автомобиль имел постоянный полный привод, а также был первым автомобилем, оснащенным шестицилиндровым двигателем, а также системой торможения четырьмя колесами. Позже он использовался в качестве гоночного автомобиля для восхождений на холмы, а теперь является экспонатом музея Лоумана (бывшего Национального автомобильного музея) в Гааге , Нидерланды. [18]
Проекты полного привода в Америке впервые появились в компании Twyford Motor Car Company .
В музее Рейнольдса -Альберты хранится полноприводный автомобиль 1905 года выпуска под названием « Мичиган », который находится на нереставрированном хранении.
Первые полноприводные автомобили, пошедшие в массовое производство, были построены американской компанией Four Wheel Drive Auto Company (FWD) из Висконсина , основанной в 1908 году. [19] (не путать с термином «FWD). "как аббревиатура от переднеприводный )
Наряду с 1 1 ⁄ 2- и 2-тонными Nash Quad (см. ниже) 3-тонная FWD Model B стала стандартным военным полноприводным грузовиком для США. Армия в Первой мировой войне. Около 16 000 грузовиков FWD Model B было построено для британской и американской армий во время Первой мировой войны - около половины компанией FWD, а остальные - другими лицензированными производителями. Лишь около 20% построенных грузовиков были полноприводными, однако на передовой чаще оказывались полноприводные автомобили. [20] [21]
Около 11 500 грузовиков Jeffery / Nash Quad были построены для аналогичного использования в период с 1913 по 1919 год. Quad не только имел полный привод и четырехколесные тормоза, но также имел рулевое управление всеми четырьмя колесами. [21] Quad был одним из первых успешных полноприводных автомобилей, когда-либо созданных, и его производство продолжалось в течение 15 лет, и к 1928 году было выпущено в общей сложности 41 674 единицы. [22]
Daimler-Benz также имеет опыт работы с полным приводом. После того, как в 1907 году компания Daimler Motoren Gesellschaft построила полноприводный автомобиль под названием Dernburg-Wagen , также оснащенный четырехколесным рулевым управлением , который использовался немецким колониальным государственным служащим Бернхардом Дернбургом в Намибии ; В 1926 году Mercedes и BMW представили несколько довольно сложных полноприводных автомобилей, за которыми последовали G1, G4 и G4. Mercedes и BMW развили эту идею в 1937 году.
Американская компания Marmon-Herrington была основана в 1931 году для обслуживания растущего рынка полноприводных автомобилей по умеренной цене. Компания Marmon-Herrington специализировалась на переоборудовании грузовиков Ford в полноприводные и успешно стартовала с заключения контрактов на поставку грузовиков-заправщиков для военных и коммерческих самолетов, шасси 4×4 для буксировки легкого вооружения, а также заказа от Иракской трубопроводной компании на что были самыми большими грузовиками, построенными в то время. [23]
Первые автомобили Marmon-Herringtons оказались исключением из правил: полноприводные автомобили и грузовики, разработанные в 1930-х годах, в основном строились для правительств с учетом (будущих) военных задач.
В 1934 году компания Dodge разработала свой первый полноприводный грузовик — военный .+1/2 тонны обозначались К-39-Х-4 (США), из которых для армии США было построено 796 единиц в нескольких конфигурациях . [24] Компания Timken поставила передние мосты и раздаточные коробки в дополнение к военизированному гражданскому грузовику. Раздаточная коробка Timkenбыла первой частично разработанной конструкцией, [25] которая позволяла водителю включать или выключать полный привод с помощью рычага внутри кабины. [26] [27] Несмотря на ограниченные военные бюджеты США 1930-х годов, грузовик 34-го года понравился настолько, что более современный 1+Был разработан грузовик грузоподъемностью 1 ⁄ 2 тонны, в 1938 году было выпущено 1700 грузовиков RF-40-X-4 (США), а в 1939 году — 292 TF-40-X-4 (США).[28] [ 24]
Начиная с 1936 года японская компания Tokyu Kurogane Kogyo построила около 4700 полноприводных родстеров, получивших название разведывательного автомобиля Kurogane Type 95 , которые использовались Императорской японской армией с 1937 по 1944 год во время Второй китайско-японской войны . Было изготовлено три различных типа кузова – двухдверный родстер, двухдверный пикап и четырехдверный фаэтон, оснащенные раздаточной коробкой с приводом на передние колеса и приводившейся в движение 1,3-литровым двухцилиндровым пневмоцилиндром. -охлаждаемый V-образный двухцилиндровый двигатель с верхним расположением клапанов. [29]
Mercedes-Benz G5 и BMW 325 4×4 1937 года отличались постоянным полным приводом, полным рулевым управлением, тремя блокируемыми дифференциалами и полностью независимой подвеской. Они были произведены из-за государственного заказа на полноприводный легковой автомобиль. Современные G-серии/Wolf, такие как G500 и G55 AMG, по-прежнему обладают некоторыми атрибутами, за исключением полностью независимой подвески, поскольку она может поставить под угрозу дорожный просвет. Unimog также является результатом технологии Mercedes 4x4.
Первым полноприводным автомобилем российского производства, также частично предназначенным для гражданского использования, был ГАЗ-61 , разработанный в Советском Союзе в 1938 году. Все они использовались советским правительством и военными (в качестве командирских машин), но версия ГАЗ-61-73 — первая полноприводная машина с нормальным закрытым кузовом седан . Элементы шасси использовались в последующих военных машинах, таких как ГАЗ-64 1940 года и ГАЗ-67 1943 года , а также послевоенном ГАЗ-69 и собственно гражданском ГАЗ-М-72, созданном на базе заднего привода. ГАЗ-20 «Победа» выпускался с 1955 по 1958 год. Советская гражданская жизнь не позволяла распространять гражданскую продукцию, такую как Jeep , в Северной Америке, но на протяжении 1960-х годов технологии советских полноприводных автомобилей оставались на одном уровне с британскими. , немецкая и американская модели, в некоторых аспектах даже превосходящие ее, причем в военных целях столь же активно разрабатываемые, производимые и используемые.
До тех пор, пока военным не потребовались вездеходные автомобили в больших масштабах, полноприводные и полноприводные автомобили не нашли своего места. Джип времен Второй мировой войны , первоначально разработанный компанией American Bantam , но серийно производившийся компаниями Willys и Ford, стал самым известным полноприводным автомобилем в мире во время войны. [30] Американские варианты Dodge WC и Chevrolet G506 4x4 также производились сотнями тысяч, как и канадские грузовики Military Pattern , из которых 4x4 были, безусловно, наиболее распространенными из различных конфигураций трансмиссии. В общей сложности в Северной Америке было построено около 1+1 ⁄ миллиона полноприводных автомобилей во время войны, [31] [32] [33]
Наличие некоторых ответственных компонентов, таких как раздаточные коробки и особенно ШРУСы, повлияло на разработку. Несмотря на то, что они не часто используются на коммерческих автомобилях, [nb 1] все полноприводные автомобили нуждаются в них; и они будут использовать в два или три раза больше ведущих осей, что означает необходимость включения большего количества передач для всех дифференциалов. Выпускавшиеся до войны несколькими специализированными фирмами с ограниченными мощностями, с весны 1942 года к их производству присоединились «Форд», «Додж» и «Шевроле» в количестве более чем в 100 раз большем, чем в 1939 году. [34]
Хотя в 1940 году, на год раньше, чем американский джип, в России появился собственный автомобиль, похожий на джип (ГАЗ-64), в первые годы войны они в значительной степени полагались на автомобили по ленд-лизу , предоставленные западными странами. союзники. В 1943 году выпустили более развитую версию: ГАЗ-67 .
Напротив, ближайший эквивалент джипа держав Оси , VW Kübelwagen , которого было построено всего около 50 000 штук, хотя и был оснащен портальными ступицами, имел только задний привод.
.jpg/1280px-Willys_CJ-2A_1946_(14168649288).jpg)
.jpg/1280px-Berlin_Bicentennial_Parade_(7359013180).jpg)
В 1945 году компания Willys представила модель CJ-2A , первый полноприводный автомобиль, выставленный на продажу на обычном рынке. Благодаря повсеместному успеху Jeep во время Второй мировой войны, его суровый утилитаризм стал образцом для многих будущих полноприводных автомобилей. [35] По пятам компания Dodge также начала производство гражданских грузовиков 4WD Power Wagon 1946 модельного года. И Willys, и Dodge были разработаны непосредственно на основе своих предшественников времен Второй мировой войны.
Столь же квадратный по сравнению с Jeep и рядный четырехцилиндровый двигатель, Land Rover появился на автосалоне в Амстердаме в 1948 году. Первоначально задуманный как временный продукт для испытывающей трудности автомобильной компании Rover, несмотря на хроническое недофинансирование, он преуспел гораздо лучше, чем их легковые автомобили. Вдохновленный Willys MB – вездесущим «джипом» времен Второй мировой войны – который часто ездил по бездорожью на ферме, принадлежащей главному инженеру Морису Уилксу , компания Land Rover в 1970-х годах разработала более совершенный, но все же способный к бездорожью роскошный полноприводный Range Rover .
С приобретением названия Jeep в 1950 году Willys загнал этот бренд в угол. Его преемник, компания Kaiser Jeep , представил в 1963 году революционный полноприводный универсал под названием Wagoneer . Он не только был технически инновационным, с независимой передней подвеской и первой автоматической коробкой передач, соединенной с полным приводом, но также был оборудован и отделан как обычный легковой автомобиль. [36] По сути, это был предок современного внедорожника . Роскошный Super Wagoneer с двигателем AMC или Buick V8 , выпускавшийся с 1966 по 1969 год, поднял планку еще выше.
Дженсен применил систему постоянного полного привода Formula Ferguson (FF) на 318 автомобилях Jensen FF, выпущенных с 1966 по 1971 год, что стало первым случаем использования полного привода в серийном спортивном автомобиле GT . [37] В то время как большинство систем полного привода распределяют крутящий момент равномерно, Jensen разделяет крутящий момент примерно на 40% спереди и 60% сзади за счет переключения передней и задней передач с разными передаточными числами.
American Motors Corporation (AMC) приобрела подразделение Jeep компании Kaiser в 1970 году и быстро модернизировала и расширила всю линейку внедорожников с полным приводом. Благодаря повышенным эксплуатационным качествам полноразмерный Grand Wagoneer высшего класса продолжал конкурировать с традиционными автомобилями класса люкс . [38] Частично собранный вручную, он практически не изменился во время производства до 1991 года, даже после выкупа компанией Chrysler компании AMC.
В 1972 году компания Subaru представила Leone , расширяющую категорию автомобилей, недорогой компактный универсал с легкой системой частичного полного привода, которая не могла включаться на сухом асфальте. В сентябре AMC представила постоянный полный привод Quadra Trac для Jeep Cherokee и Wagoneer 1973 модельного года. [39] Благодаря постоянному полному приводу, который избавлял водителя от необходимости блокировать ступицы и вручную выбирать между режимами 2WD и 4WD, он доминировал над всеми другими марками в раллийных соревнованиях FIA. Джин Хендерсон и Кен Пог выиграли чемпионат FIA Press-on-Regardless Rally на джипе, оборудованном Quadra Trac, в 1972 году .
Компания American Motors представила инновационный Eagle 1980 модельного года. [41] Это были первые американские автомобили массового производства, в которых использовалась полноприводная система с передним расположением двигателя. [42] AMC Eagle предлагался в кузовах седан , купе и универсал с пассажирскими моделями с постоянным автоматическим полным приводом. Новые Eagles объединили технологии Jeep с существующей и проверенной платформой легковых автомобилей AMC . Они открыли совершенно новую категорию продуктов «спортивно-утилитарный» или кроссовер-внедорожник . Eagles AMC обладали комфортом и оборудованием высокого уровня, ожидаемыми от обычных пассажирских моделей, и использовали внедорожные технологии для дополнительного запаса безопасности и тяги. [43]
Межосевой дифференциал Eagle с вязкой жидкостью обеспечивал тихую и плавную передачу мощности, которая была направлена пропорционально оси с наибольшим сцеплением. Это была настоящая штатная система, работающая только в режиме полного привода без чрезмерного износа компонентов подвески и трансмиссии. В раздаточной коробке пониженный диапазон не использовался. Это стало предшественником моделей других производителей. [44] Автомобильная пресса в то время тестировала тягу Eagles и описывала ее как намного превосходящую тягу Subaru и что она может превзойти многие так называемые внедорожники. Журнал Four Wheeler пришел к выводу, что AMC Eagle стал «началом нового поколения автомобилей». [45]
Eagles были популярны (особенно в снежном поясе ), имели буксирную способность и выпускались в нескольких уровнях оснащения, включая спортивную и роскошную комплектацию. В 1981 году были добавлены две дополнительные модели: малолитражный SX/4 и Kammback. Для большей экономии топлива также были доступны механическая коробка передач и функция отключения переднего моста. В 1981 и 1982 годах к линейке добавился уникальный кабриолет . Монококовый кузов Eagle был усилен для переоборудования и имел стальную таргу со съемной секцией крыши из стекловолокна. [46] Универсал Eagle оставался в производстве в течение одного модельного года после того, как Chrysler приобрел AMC в 1987 году. Общий объем производства AMC Eagle составил почти 200 000 автомобилей.
В 1980 году Audi также представила дорожный автомобиль с постоянным полным приводом Audi Quattro . Инженер по шасси Audi Йорг Бенсингер заметил во время зимних испытаний в Финляндии, что автомобиль, используемый западногерманской армией , Volkswagen Iltis , мог бы победить любую высокопроизводительную Audi. Он предложил разработать полноприводный автомобиль, который также можно было бы использовать в ралли , чтобы улучшить консервативный имидж Audi. Система Audi quattro стала особенностью серийных автомобилей.
В 1987 году Toyota также разработала автомобиль, предназначенный для участия в раллийных кампаниях. [47] Было выпущено ограниченное количество дорожных специальных автомобилей Celica GT-Four, сертифицированных FIA (известных в Северной Америке как Toyota Celica All-Trac Turbo). Позднее система All-Trac стала доступна на серийных моделях Toyota Camry , Toyota Corolla и Toyota Previa .
Одними из первых полноприводных автомобилей со средним расположением двигателя были различные раллийные автомобили, разрешенные к использованию на дорогах, предназначенные для омологации группы B , такие как Ford RS200 , выпускавшийся с 1984 по 1986 год. В 1989 году нишевый производитель Panther Westwinds создал среднемоторный автомобиль. полный привод, Пантера Соло 2 .
В США по состоянию на конец 2013 года полноприводные автомобили составляли 32% продаж новых легковых автомобилей, что на 5% больше, чем в 2008 году . [48] Во многом это связано с популярностью кроссовера . [48] Большинство кроссоверов оснащены популярной технологией, несмотря на то, что она увеличивает стоимость автомобиля и расход топлива. [49] Производители автомобилей завалили потребителей маркетинговой рекламой, провозглашающей полный привод средством безопасности, хотя преимущество полного привода перед передним заключается в ускорении, а не в торможении или рулевом управлении. [50] Испытания показали, что, хотя полный привод обеспечивает улучшенное ускорение в зимних условиях, он не помогает при торможении. [51]
В 2008 году Nissan представил GT-R с задней коробкой передач . Для системы полного привода требуется два приводных вала : один главный вал от двигателя к коробке передач и дифференциалу, а второй приводной вал от коробки передач к передним колесам. [52]
Спайкеру приписывают создание и участие в гонках на первом полноприводном гоночном автомобиле Spyker 60 HP в 1903 году. [53] [17]
В 1932 году Bugatti создала в общей сложности три полноприводных гоночных автомобиля Type 53 , но эти автомобили были известны плохой управляемостью .
Миллер произвел первый полноприводный автомобиль, прошедший квалификацию на Индианаполис 500, Miller Gulf Special 1938 года.
Ferguson Research Ltd. построила переднемоторный автомобиль Формулы-1 P99 , который фактически выиграл гонку, не относящуюся к чемпионату мира, вместе со Стирлингом Моссом в 1961 году. В 1968 году команда Lotus участвовала в гонках Indy 500 , а три года спустя в Формуле-1 на Lotus 56. , который имел как турбинные двигатели, так и полный привод, а также 4WD-Lotus 63 1969 года, который имел стандартный 3-литровый двигатель V8 Ford Cosworth . Matra также участвовала в гонках на аналогичном MS84, а McLaren участвовала в Гран-при Великобритании на своем M9A , а производители двигателей Cosworth выпустили свою собственную версию, которая тестировалась, но так и не участвовала в гонках. Все эти автомобили Формулы-1 считались уступающими своим заднеприводным аналогам, поскольку появление аэродинамической прижимной силы означало, что достаточную тягу можно было получить более легким и механически эффективным способом, и от этой идеи отказались, хотя Lotus неоднократно пыталась.
Nissan и Audi добились успеха в полноприводных гонках с появлением Nissan Skyline GT-R в 1989 году. Автомобиль был настолько успешным, что в первые годы производства он доминировал на японских трассах, а затем стал более крупным и более впечатляющие победы в Австралии, прежде чем штрафы за вес в конечном итоге привели к фактическому запрету на автомобиль. Самой противоречивой стала победа на Гран-при Макао 1990 года , где машина лидировала от старта до финиша. Доминирование Audi в серии Trans-Am в 1988 году было не менее спорным, поскольку оно привело к штрафу за вес в середине сезона и к пересмотру правил, запрещающих все автомобили с полным приводом; его доминирование в супертуринге в конечном итоге привело к запрету FIA на систему полного привода в 1998 году.
Новые правила «24 часов Ле-Мана» 2011 года могут возродить AWD/4WD в шоссейных гонках, хотя такие системы разрешены только в новых прототипах Ле-Мана с гибридными двигателями . [54] Одним из примеров является Audi R18 e-tron quattro (победитель гонки 2012 года , первый гибрид/4WD, выигравший Ле-Ман), использующий электродвигатель на передней оси и бензиновый двигатель на задней. [55]
В грузовиках средней и большой грузоподъемности недавно появилась трансмиссия 4×4; Среднетоннажные грузовики 4×4 стали обычным явлением после того, как Ford начал продавать грузовики Ford Super Duty . В этих грузовиках многие детали были общими для легких и средних грузовиков, что снизило производственные затраты. Передний мост Dana 60 используется на грузовиках Super Duty средней и малой грузоподъемности. Кроме того, « большая тройка » делит части между компаниями, что снижает затраты. Dana S 110 в настоящее время используется в качестве заднего привода на среднетоннажных грузовиках Ford и Ram. Dana 110 также использовалась на автомобилях General Motors 4×4. Ram Trucks начала продавать грузовики средней грузоподъемности 4×4 и 4×2 в 2008 году. General Motors продавала модели 4×4 2005–2009 модельных годов.
Volvo представила полноприводный экскаватор -погрузчик модели 646 в 1977 году. [56] Компания Case Corporation последовала этому примеру в США в 1987 году .
С инженерной точки зрения «полный привод» означает транспортное средство, мощность которого передается на четыре колеса и распределяется как минимум на две оси. Термин «4×4» (произносится « четыре на четыре ») использовался для описания североамериканских военных полноприводных транспортных средств еще в 1940-х годах, [57] где первое число обозначало количество концов колес на транспортном средстве, а второй указывает количество ведущих колес.
Грузовики со сдвоенными шинами на задней оси и двумя ведущими осями обозначаются как 4×4, несмотря на то, что у них шесть колес, поскольку спаренные задние колеса ведут себя как одно колесо в целях тяги и классификации. Настоящие автомобили 6×6 , имеющие три приводные оси, классифицируются как 6×6, независимо от того, сколько у них колес. Примерами таких автомобилей с двумя задними и одной передней осью являются шестиколесный Pinzgauer , популярный среди сил обороны по всему миру, и 10-колесный GMC CCKW , прославившийся в армии США во время Второй мировой войны.
Четырехколесный транспорт — это термин, относящийся к вездеходам , и его не следует путать с полным приводом. «Четверка» в данном случае относится к транспортному средству, имеющему четыре колеса, не обязательно все ведущие.
Ощущая потребность в простом и недорогом вездеходе для разведки нефти в Северной Африке, французский производитель автомобилей Citroën в 1958 году разработал 2CV Sahara . задние оси, у Sahara было два двигателя, каждый из которых независимо приводил в движение отдельную ось, при этом задний двигатель был обращен назад. Два дросселя, сцепления и механизмы переключения передач могли быть связаны, так что два двигателя мощностью 12 л.с. (9 кВт) и объемом 425 куб. См (26 куб. Дюймов) могли работать вместе, или их можно было разделить, и автомобиль приводился в движение исключительно одним из двигателей. В сочетании с двумя топливными баками и двумя батареями (которые можно было настроить на работу одного или обоих двигателей) резервирование двух отдельных силовых агрегатов означало, что они могли вернуться к цивилизации даже после серьезных механических неисправностей. Всего было построено около 700 таких автомобилей, а на сегодняшний день известно только о 27. [58]
BMC экспериментировала с двухмоторным Mini Moke (получившим название «Twini Moke») в середине 1960-х годов, но так и не запустила его в производство. Это позволило использовать преимущество «силовой установки» Mini с поперечным расположением двигателя и коробкой передач в поддоне двигателя . Просто установив второй блок двигателя и коробки передач сзади, можно было создать элементарную систему 4×4. Ранние прототипы имели отдельные рычаги переключения передач и системы сцепления для каждого двигателя. Более поздние версии, отправленные на оценку британской армии , имели более удобные для пользователя связанные системы.
В 1965 году компания AJM Chadwick запатентовала систему полного привода GB 1113068, в которой для вездехода использовались полусферические колеса. Двадцать лет спустя компания BTE Warne запатентовала GB 2172558, усовершенствованную конструкцию Chadwick, в которой не использовались узлы дифференциала. Благодаря использованию почти сферических колес с возможностью согласованного наклона и поворота каждого колеса ведущие колеса поддерживают постоянное сцепление с дорогой. Кроме того, все ведущие колеса являются управляемыми, и, поскольку спаривание колес не является необходимым, возможны автомобили с нечетным количеством колес, не влияя на целостность системы. Прогрессивное замедление становится возможным за счет динамического изменения соотношения эффективных диаметров передних и задних колес.
Suzuki Motors представила Suzuki Escudo Pikes Peak Edition в 1996 году. Более ранние версии Suzuki были двухмоторными; с 1996 года двигатель представляет собой 2,0-литровый двигатель V6 с двойным турбонаддувом, работающий в паре с последовательной шестиступенчатой механической коробкой передач.
Nissan Motors разработала систему под названием E-4WD , предназначенную для автомобилей, которые обычно имеют передний привод; однако задние колеса приводятся в движение электродвигателями. Данная система была внедрена в некоторых вариантах Nissan Cube и Tiida . (Это похоже на систему, используемую в Ford Escape Hybrid AWD. [59] ).
Подразделение Jeep компании Chrysler дебютировало с двухмоторным концептом Jeep Hurricane мощностью 670 л.с. (500 кВт) на Североамериканском международном автосалоне 2005 года в Детройте. Этот автомобиль обладает уникальной способностью «ползти крабом», которая позволяет ему вращаться на месте на 360°. Это достигается за счет приведения в движение левых колес как пары и правых колес как пары, а не передних и задних пар. Центральный редуктор позволяет одной стороне двигаться в направлении, противоположном другой. Он также имеет два двигателя Hemi V8.
Некоторые гибридные автомобили, такие как Lexus RX400h, обеспечивают мощность системы полного привода через пару электродвигателей: один на передние колеса, а другой на задние. В случае модели Lexus RX400h с полным приводом (и ее аналога под маркой Toyota, гибрида Harrier ) передние колеса также могут получать приводную мощность непосредственно от бензинового двигателя автомобиля, а также от электродвигателей, тогда как задние колеса получают мощность только от второго электродвигателя. Передача мощности управляется автоматически внутренней электроникой в зависимости от условий и потребностей тяги, что делает эту систему полноприводной.
Система 4RM, используемая в Ferrari FF в 2011 году, уникальна тем, что она имеет заднюю коробку передач и вторичную переднюю коробку передач, соединенную непосредственно с двигателем. Автомобиль работает преимущественно как заднеприводный автомобиль. Муфты передней коробки передач включаются при пробуксовке задних колес. Привод на передние колеса передается через два бесступенчатых пакета сцепления, которым разрешено «проскальзывать», чтобы обеспечить необходимую скорость опорных колес. Передняя коробка передач имеет три передачи: две вперед и назад. Две передние передачи передней коробки передач соответствуют четырем нижним передним передачам задней коробки передач. На высших передачах он не используется. Соединение этой коробки передач с каждым передним колесом осуществляется через независимые муфты типа Haldex, без дифференциала. Из-за разницы в передаточных числах сцепления постоянно проскальзывают и передают не более 20% крутящего момента двигателя. [60]
Вышеупомянутые системы, оканчивающиеся на «#», функционируют путем выборочного использования системы контроля тяги (через ABS) для торможения пробуксовывающего колеса.
Примечание: все вышеперечисленные функции работают как 2WD, когда многодисковая муфта сцепления не включена (за исключением моделей Subaru), и как 4WD с повышенным диапазоном в системе неполного полного привода, когда сцепление включено (обычно с помощью компьютера, хотя некоторые разрешить ручное управление). Некоторые представители этой категории имеют различную степень контроля над распределением крутящего момента между передней и задней частью, позволяя некоторым муфтам в многодисковой муфте сцепления включаться и проскальзывать на разную величину. Примером такой системы является система BorgWarner i-Trac (TM). Примечание: список автомобилей на базе Haldex Traction был создан на основе списка на корпоративном сайте Haldex Traction: Haldex Cars. Версия системы BorgWarner ITM3e используется на Porsche 911TT 2006 года выпуска и новее. Borg-Warner ITM 3e также используется в Hyundai Santa Fe 2006 года выпуска и Hyundai Tucson . В Hyundai ITM 3e действует как постоянный полный привод с нормальным распределением крутящего момента 95:5. В экстремальных условиях систему можно заблокировать в соотношении 50:50 с помощью кнопки 4WD LOCK.
Это автомобили, у которых нет межосевого дифференциала. Поскольку межосевой дифференциал не учитывает разницу в скорости между передними и задними колесами при повороте, во время поворотов должно происходить небольшое проскальзывание шин. При эксплуатации на скользком покрытии это не проблема, но при повороте на сухом асфальте шины сцепляются, затем вынуждены буксовать, затем снова сцепляются и так до завершения поворота. Это вызывает ощущение «подпрыгивания» или «связывания» автомобиля. Использование включенной системы неполного полного привода на твердой поверхности не рекомендуется, так как со временем может произойти повреждение трансмиссии. Раздаточная коробка с частичной занятостью является стандартной раздаточной коробкой для рынка полноприводных грузовиков. Любую другую раздаточную коробку можно считать более надежной, однако большее количество движущихся частей и сложность иногда могут сделать другие раздаточные коробки менее долговечными.
Маск сказал, что дополнительная эффективность достигается благодаря электронной системе, которая переключает мощность между передним и задним двигателями от одной миллисекунды к другой, поэтому каждый из них всегда работает в наиболее эффективной точке.
Он стал известным автомобилем во всем мире и упоминается в большинстве исторических источников.
